Устройство для прогнозирования разрушения режущего инструмента

(21) 3950164/25-28 (22) 04.09,85 (46) 15.01.88. Бюл, (71) Ленинградское ственное объединен (72) Г.А.Сенкевич, М.Н.Дриацкий и Д,Р (53) 620.179.54(08 изво тник научно-п е "Бурев В,М.Лазо Шапиро .8) киет ельствИ 3/58,ельствоИ 3/58,СССР 198 льств 3/ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ 4) УСТРОЙСТВО, ДЛЯ ПРОГНОЗИРОВАЗРУШЕНИЯ РЕЖУЩЕГО ННСТРУМЕНТА(57) Изобретение относится к измери- ,тельной технике и может быть использовано для определения и контроляизноса режущего инструмента, Цельюизобретения является повышение достоверности за счет статистической обработки и прослеживания динамики трещинообразования. Сигнал акустическойэмиссии (АЭ) с выхода электроакустического преобразователя 1 черезпредварительный усилитель 2, усилитель 3 и блок 4 фильтрации и выделения огибающей поступает на вычислительные блоки 5,8 и 13 и блок 7 определения максимальной амплитуды ис их выходов через блоки 9, 12 и 14сравнения на входы блока 15 принятиярешения. 1 ил.Изобретение относится к технике определения и контроля износа режущего инструмента и металлоконструкций и может быть использовано на автоматических линиях и станках с числовым программным управлением длянепрерывного и дискретного контроляработоспособности инструмента и прогнозирования условий резания, а также 10при выполнении других операций прогнозирования разрушения деталей иконструкций,Целью изобретения является повышение достоверности определения состояния инструмента за счет статистической обработки и прослеживаниядинамики трещинообразования.На чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства. 20Устройство содержит последовательно соединенные электроакустический преобразователь 1, предварительный усилитель 2, усилитель 3, блок 4фильтрации и выделения огибающей и 25первый вычислительный блок 5, таймер 6, соединенные с первым входомпервого вычислительного блока 5блок 7 определения максимальной амплитуды и второй вычислительный блок 8, З 0вторые входы которых соединены с выходом таймера 6 и вторым входом первого вычислительного блока 5, первыйблок 9 сравнения, входы которого соединены с выходами блока 7 определе-ния максимальной амплитуды и второговычислительного блока 8, и последовательно соединенные многоканальныйсчетчик 10 импульсов, входы которогосоединены с выходами первого вычислительного блока 5, делитель 11, второйблок 12 сравнения, третий вычислительный блок 13, третий блок 14 сравнения и блок 15 принятия решений,второй вход которого соединен с вторым выходом второго блока 12 сравнения, третий и четвертый - с первыми вторым выходами первого блока 9сравнения, а выходы - с управляющими50входами блоков 9, 12 и 14 сравнения.Первый вычислительный блок 5 предназначен для измерения площади импульсов акустической эмиссии (АЭ) подогибающей и их сортировки по площади,второй вычислительный блок 8 -для определения максимального отношения длительностей переднего и заднего фронтов импульсов АЭ, третийвычислительный блок 13 - для определения среднего количества импульсов (й), среднего квадратического отклонения (б ), момента третьего порядкал( р) и асимметрии функции распрелделения импульсов ( А ).Устройство работает следующим образом.После начала работы режущего инструмента электроакустический преобразователь 1 принимает волны напряжений из зоны резания и преобразует их в электрический сигнал. Этот сигнал усиливается предварительным и основным усилителями 2 и 3 и поступает на блок 4 фильтрации и выделения огибающей, где осуществляется селекция сигналов АЭ по частоте и формирование огибающей сигналов АЭ. Далее сигнал поступает одновременно на первые входы блока 7 определения максимальной амплитуды и первого и второго вычислительных блоков 5 и 8.С выхода вычислительного блока 5 сигналы поступают на многоканальный счетчик 10 импульсов, с помощью которого подсчитывается как полное число импульсов АЭ, так и число импульсов АЭ, прошедших сортировку.Затем с ломощью целителя 11 определяются доли импульсов, прошедших сортировку, к общему числу импульсов. Затем эти доли сравниваются с уставками, которые эмпирически выбираются в зависимости от исследуемого материала, во втором блоке 12 сравнения. В случае, если будет. превышение значения хотя бы одной из уставок, соответствующий сигнал поступает на блок 15 принятия решений и одновременно подключается третий вычислительный блок 13, с выхода которого сигнал, пропорциональный асимметрии функции распределения, поступает на третий блок 14 сравнения. В случае превьппения этим сигналом уставки соответствующий сигнал поступает на блок 15 принятия решений; на который поступает также сигнал от блока 7 определения максимальной амплитуды и второго вычислительного блока 8 через первый блок 9 сравнения в случае превьппения уставок.Наличие четырех видов информации о характере трещинообразования позволяет с высокой достоверностью су дить о динамике трещинообразования1366917 8111 ЯП 11 Заказ 6833/43 Тираж 847 Подписное 11 роизв.-полигр. пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 и прогнозировать ее на ранних стадиях, а также уточнять уставки, для чего с блока 15 принятия решений могут поступать соответствующие сигна лы на блоки 9, 12 и 14 сравнения,Использование предлагаемого устройства в условиях испытания инструментальных материалов или эксплуатации режущих инструментов в отличие 1 О от прототипа позволяет с высокой достоверностью предопределять момент наступления критического износаинструмента, подбирать оптимальные технологические условия механообра ботки конструкционных материалов, а в случае испытаний конструкций на разрушение предсказать моменты времени, соответствующие времени образования, подрастания и начала крити ческого развития разрушающих трещин.Измерение площадей под огибающей импульсов АЭ, сортировка их на разные группы по площадям огибающей импульсов АЭ, разбиение времени работы ре жущего инструмента для каждой группы импульсов на фиксированные интервалы времени в зависимости от количества импульсов АЭ, подсчет в каждом фиксированном интервале времени коли- ЗО чества импульсов АЭ, определение среднего значения количества импульсов во временных интервалах, их среднеквадратического отклонения, момента третьего порядка и асимметрии функции рас 35 пределения И=1(п), где М - частость импульсов АЭ, и - количество импульсов в Фиксировачных временных интервалах, определение максимальной амплитуды импульсов АЭ, приведенной к 4 О входу предварительного усилителя, а также определение наименьшего отношения длительностей переднего и заднего фронтов импульсов АЭ и соответствующего этому отношению длитель ности переднего фронта и далее сравнения количества импульсов АЭ, прошедших сортировку, полученных значений асимметрии, максимальной амплитуды импульсов АЭ, приведенной к входу предусилителя, наименьшего отношения длительностей переднего и заднего Фронтов импульсов АЭ и соответствующего этому отношению длительности переднего фронта с допустимыми позволяет наблюдать динамику износа инструмента и на ранних стадиях трещинообразования прогнозировать разрушение материала, что исключает поломку дорогостоящего инструмента и разрушение металлоконструкций. Формула изобретения Устройство для прогнозирования разру 1 дения режущего инструмента, содержащее последовательно соединенные электроакустический преобразователь с предварительным усилителем, усилитель и блок фильтрации и выделения огибающей, вычислительный блок, счетчик импульсов и блок принятия решений, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения достоверности, оно снабжено таймером, соединенными с выходом блока фильтрации и выделения огибающей боком определения максимальной амлитуды и вторым вычислительным блоком, вторые входы которых соединены с выходом таймера и вторым входом первого вычислительного блока, первый вход которого .соединен с выходом блока Фильтрации и выделения огибающей, п выход - со счетчиком импульсов, выполненным многоканальным, блоком сравнения, входы которого соединены с блоком определения максимальной амплитуды и вторым вычислительным блоком, выходы - с третьим и четвертым входами блока принятия решений, а управляющий вход - с третьим выходом последнего, и последовательно соединенными делителем, вторым блоком сравнения, третьим вычислитель-. ным блоком и третьим блоком сравнения, выход и второй вход которого соединены соответственно с первыми входом и выходом блока принятия решений, вторые вход и выход которого соединены соответственно с вторым выходом и управляющим входом второго блока сравнения.