Устройство для контроля состояния инструмента

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ьство СС /00, 197 ь цел СУДАРСТОЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИ(71) Киевский ордена Ленина политехнический институт им. 50-летияВеликой Октябрьской социалистической революции(56) Авторское свидетел СР9 806286, кл. В 23 В 49 9,(54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯСОСТОЯНИЯ ИНСТРУМЕНТА, включающеевибропреобразователь, усилительи логический блок, о т л и ч ащ е е с я тем, что, с ью повышения точности контроля, в устройство введены фильтр, вход которого связан с выходом усилителя, соединенные последовательно блок ЯО 12 О 2745 дифференцирования, блок определения спектральной плотности производной, пороговый элемент, счетчик времени и первый блок сравнения, связанный с первым входомлогического блока, соединенные последовательно блок определения сперальной плотности уровця сигнала,блок памяти и второй блок сравнения, второй вход которого связанс выходом блока определения,спектральной плотности уровнясигнала, а выход - с вторым входомлогического блока, и формирователпорогового уровня, вход которогосоединен с выходом блока определения спектральной плотности производной, а выходы - с пороговымэлементом и блоком памяти, причемвыход Фильтра связан с входамисоответственно блока дифференцирования и блока определения спектральной плотности уровня сигнала.Изобретение относится к машино-строению и приборостроению и может быть использовано для контролясостояния инструмента в процессеглубокого сверления.Цель изобретения - повышениеточности контроля за счет учетапереходного процесса и сопоставления уровней флуктуацианной иинтегральной составляющих..На чертеже изображена функциональная схема устройства,Устройство соДержит вибропреобразователь 1, установленный на иэделии 2 илц в заданной точке системы СПИД 3, усилитель 4, паласовойфильтр 5, блок б дифференцирования,блок 7 определения спектральнойплотности производной, формирователь 8 порогового уровня, пароговыц элемент 9, счетчик 10 времени,первый блок 11 сравнения, логическийблох 12, блок 13 ламятц, блок 14апределе ия спектральной плотностиуровня сигнала, второй блок 15 сравнения Патупленце инструмента, цалипание и срыв обрабатываемого материала, затцрацие и сколы стружкинарушают стабильность генерацццВцброакустического сигнала в зонерезания и вызывают переходные процессы. Бибраа;устцческий сигнал,генерируемый Заной рсэаццл, является сигналом, генерируемым иножеством точек взаимадецствия - множеством источников. Сумма си 1 налавот множества источников иодулцрована более нцэкачастотными случайными процессами, вызывающими флуктуации общего уровня. Данные флуктуациц несут большую цпфариаццюоб износе инструмента ц аб аварий -цых ситуациях, включающих краевойэффект, закхпочающийся в увеличениифлуктуацггй, когда свер.но цахадцтсяна определегцгам расстаянги ат выхода его из металла,Дифференцирование сигнала позиаляет выделить Флуктуации в чистомвиде и по ним контролировать процесс резания. Для того, чтобыигеть отправные точки для формирования пороговых уровней, определяющих степень износа и аварийныеситуации, используем величинупроизводной в момент врезания сверла в заготовку, так как максималь 1202745 ное значение производной в момент 510 ся с помощьо Вазведепгця В квадрат 10и интегрирования с временем усредлнения. С блока 7 сигнал поступает на формирователь 8 пороговогоуровня, где на основании значениямаксимума производной в момент вре 55 эания формируется значение порогоВаго уровня С и выдается импульсД об окончании процесса вреэанця.Пороговый элемент 9, на котором 5 20 25 30 35 40 45 врезания является по существу неаварийным. После того как сформирован пороговый уровень, которыйравен максимуму переходного процесса при врезании, фиксируем каждоепревышение и считаем время, в течение которого значение производной находится выше данного уровня.Если время превышения данного уровня равно или больше априорно установленного порога времени саатветствующег о аварийной ситуации, то дает, ся сигнал на исключение системы. Следовательна, на основании флуктуацийобщего уровня виброакустическагосигнала, генерируемого зоной резания,можно судить о ходе процесса и контролировать ега. Однако контрольпроцесса по одному параметру ненадежен, Для повышения надежности законтролем хода процесса используетсяеще цнтагрявная .:арент:,.;:стихамощность вибраакустическага сигнала.На основании знаний а превышенииуровня флуктуацианнай и гп:тсгральнай составляющих делают вывод осостоянии инструмента,Устройство работает следующим образом,При помощи вибрапреабразователяизмеряют отклик на вибраакустическийсигнал, генерпруемьгй зоной резания.Полученный сигнал усиливают усилителец 4 и осуществляют фп-,;ьтрацггюпаласовым фильтрам 5, затем происходит разветвление схемы на двеВетви. Одна ветвь определяет дифференциальные (флуктуагтианные) характсристцкц сигнала, вторая - ьгнтегральные (трэнд) .В дг.фференпиальнам канале асущес;Вляетс диффереццираьаниг спомощью блока 6.13 следствцс стахастичпасти сигналапроизводится его асредненце с памощью определения спектральной12 Составитель А.СеменоваТехред А.Бойко Редактор Н.Пушненкова Корректор М.Максимишинец Заказ 8356/ 13 Тираж 1085 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 сравниваются текущее значение спектральнбй плотности производнойсо значением Ь в случае превышения бвключает счетчик 10 времени (таймер), подсчитывающий время превышения заданного порогового уровня и выдает сигнал на первый блок 11 сравнения, куда вводится априорно найденное время превышения Тп. заданного порога, которое характеризует предельный износ и аварийные Ситуации. Первый блок 11 сравнения выдает дискретный сигнал 6 на логическое устройство 12. Одновременно с определением дифференциальных характеристик осуществляется контроль интегральных параметров. После окончания переходного процесса формирователь 8 выдает . импульс А , на основании которого в блоке 13 памяти запоминается значение спектральной плотности процесса, поступающее с блока 14 определения спектральной плотности уровня 02745 4сигнала. Текущие значения спектральной плотности СЙ) процесса поступает на второй блок 15 сравнения,где сравнивается бЮ со спектральной плотностью бп , зафиксированной в момент окончания вреэания. Интегрирование при определенииспектральной плотности общего уровня осуществляется временем усл10 реднения - т . Во второй блок 15сравнения вводят априорно найденноезначение отношений М=М и,сигнализирующее об износе или аварийной ситуации. Второй блок 1515 сравнения выдает сигнал с в ло. гический блок 12, где заложено решающее правило, которое определяетсостояние процесса сверления на основании дифференциальных и интегральных характеристик,Логический блок 12 может быть перестраиваемый по программе задаваемых решающих логических правил О.