Устройство для измерения скорости износа режущего инструмента

(511 ГОСУДАРСПО ДЕЛ О АНИЕ ИЗОБРЕ СНОМ А ЕЛЬСТ с ВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬ 1 ТИ(71) Киевский ордена Ленина политехнический институт им, 50-летия .Великой Октябрьской социалистической революции(56) Авторское свидетельство СССРМ 523331, кл, С 01 М 3/58, 1976.Авторское свидетельство СССРк: 970191, кл. С 01 И 3/58, 1981(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯСКОРОСТИ ИЗНОСА РЕБУЦЕГО ИНСТРУМЕНТА, содержащее термопару детальрежущий инструмент, закрепленный, в суппорте станка, лазер, два акустооптических модулятора и Фурье-объектив, о т л и ч а ю щ е е с я тем,чтос целью повышения точности измерения, оно снабжено расположенными наодной оптической оси интенферометромМаха-Цандера, фокусирующей линзой,последовательно соединенными однокоординатным приемником зарядовоисвязи, блоком управления, аналогоцифровым преобразователем, решающим блоком, цифро- аналоговым преобразователем и сервоприводом поперечной подачи суппорта режущего ин. -струмента, выход блока управлениясвязан с входом однокоординатногоприемника зарядовой связи, интерферометр Маха-Цандера оптически связас лазером и Фурье-объективом, однокоординатный приемник зарядовой связи расположен в плоскости фокусировки Фурье-объектива, поканально ипоследовательно соединенными двумядатчиками ЭДС резания, расположенными на суппорте режущего инструмента, двумя усилителями и двумя генераторами амплитудной модуляции, выходы которых соединены с входамипервого и второго акустооптическихмодуляторов, двумя парами полупрозрачных зеркал, причем каждая параи соответствующий акустооптическиймодулятор расположены в плечах интерферометра Маха-Цандера.Изобретение относится к металлообрабстке и может быть использовано для исследования скоростиизноса режущего инструмента, а также в системах управления процессов обработки деталей на металлорежуцих станках гибких автоматизированных производственных систем.Цель изобретения - повышение точности измерения, 10На чертеже приведена функциональ - ная блок-схема устройства для измерения скорости износа режущего инструмента.Устройство содержит термопару 15деталь 1 - режущий инструмент 2,закрепленный на суппорте станка(непоказан), лазер 3, два акустооптических модулятора 4 5 и Фурье -объектив 6. Устройство снабжено интерферометром Маха-Цандера, представляющим собой первую призму-куб7, два зеркала 8, 9 и вторую призму-куб 10, расположенными на одной оптической оси, фокусирующей 25линзой 11 и однокоординатным приемником 12 зарядовой связи, последова -тельно соединенными блоком 13 управления, аналого-цифровым преобразователем 14, решающим блоком 15, 50цифроаналоговым преобразователем 16,и сервоприводом 17, поперечной подачи суппорта режущего инструмента.Выход блока 13 управления связан со входом однокоординатцогоприемника 12 зарядовой связи, Интерферометр Маха-Цандера оптическисвязан с лазаром 3 и Фурье-объективом 6.Устройство снабжено последова -тельно соединенными двумя датчиками 18 и 19 ЭДС резания, расположенными на суппорте режущего инструмента, двумя усилителями 20, 21и двумя генераторами 22 и 23 амплитудной модуляции, выходы которыхсоединены с входами первого и второго акустооптических модуляторов 4и 5, двумя парами полупрозрачныхзеркал 24, 25 и 26, 27, причем каждая пара и соответствующий акустооптический модулятор расположены вплечах интерферометра Маха-Цандера,Устройство работает следующимобразом.55 Выходные сигналы ЭДС от датчиков 18 и 19 поступают через усилите ли 20 и 21 на входы генераторов 22 и 23 амплитудной модуляции, где ими осуществляется амплитудная модуляция высокочастотной гармоническоц несущей, частота которой равна резонансной частоте работы акустооптических модуляторов. Таким образом, на входы акустооптических модуляторов 4 и 5 поступают амплитудно в модулированн сигналы ЭДС, которые возбуждают в них акустические пространственные волны в виде фазовой дифракционной решетки, Далее выходной световой поток лазера 3 разделяется призмой-кубом 7 в двух взаимно перпендикулярных направлениях и распространяется в обоих плечах интерферометра Маха- Цандера, образованного призмами кубами 7 и 10, зеркалами 8 и 9. Напути распространения первого пучкарасположены полупрозрачные сферические зеркала 24 и 25, а на путивторого пучка - зеркала 26 и 27.Путем юстировки этих зеркал формируются на их выходе гауссовые пучки генерации высших поперечных мод,которые описываются, как известносоответствующими полиномами Гаусса-Эрмита. Для обработки сигналовЭДС в первом плече интерферометраформируется гауссовый пучек третьего порядка в виде ТЕМоз моды, аво втором плече - гауссовый пучекпервого порядка в виде ТЕМц моды,Эти пучки освещают акустооптическимимодуляторами 4 и 5 соответственно,а прошедшие через них световые по -токи совмещаются второй призмойкубом 10 и фокусируются линзой 11и Фурье-объективом 6 на однокоордипатный приемник 12 зарядовойсвязи, 11 оскольку оба пучка когерентны, - на приемнике 12 они интерференционно взаимодействуют навычитание, что достигается путемугловых поворотов зеркал 8 (либо 9)при сборке и юстировке оптическойсистемы устройства,Из-за дифракции световых пучков на фазовых решетках акустооптических модуляторов 4 ц 5 распределение светового поля на приемнике 12 является третьей производной спектра сигнала ЭДС, т.е. спектр сигнала ЭДС дифференцируется по пространственной частоте. Этот, спектр принимает приемник 12 по им1188581 ниева орректор М, Демчи Редак 735/43 Тираж 89 б ВНИИПИ Государственного комитета СС по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., одписное 1 П Патент, г. Ужгород, ул. Проектная Филиал пульсам синхронизации от блока 13управления, а выходной видеосигналпоступает через блок 13 управленияна вход аналого-цифрового преобразователя 14, где он преобразуется в цифровой двоичный код. Этоткод поступает в решающий блок 15,где осуществляется его цифроваяобработка, в процессе которой вычисляется амплитуда составляющейспектра на частоте несущей гармонического сигнала генератора амплитудной модуляции. Эта амплитударавна сумме амплитуд гармоническойнесущей и третьей производнойспектра ЭДС на нулевой частоте,которая в свою очередь пропорциональна дисперсии временного сигнала ЭДС на выходе датчиков 18 и 19. Составитель ОН. Горват Техред Л,Микеш Причем последняя возрастает по мере увеличения скорости затупления(износа) режущей кромки резца, Таким образом, измерив амплитуду 5 производной спектра сигналаЭДС с помощью решающего блока 15,по сигналу приемника 12 формируются управляющие команды на коррекцию поперечного положения резца, О обеспечивающие компенсацию егоразмерного износа. Управляющаякоманда поступает через цифроаналоговый преобразователь 16 на серпопривод 17 суппорта с резцом ипо этой команде осуществляетсяпоперечное перемещение резца навеличину его размерного износа,что обеспечивает требуемый диаметрдетали при токарнойметаллообработке,