Устройство для контроля состояния режущего инструмента

4 В 23 В 25/06 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ конитутараки СР83.СТОЯГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИИ А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(71) Научно-исследовательскийструкторско-технологический инсредств контроля электронной атуры и изделий электронной тех(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯНИЯ РЕЖУЩЕГО ИНСТРУМЕНТА(57) Изобретение относится к машиностроению и может быть использованодля определения износа и поломок режущего инструмента непосредственно входе обработки деталей на станках.Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет получения информации о поломке режущегоинструмента, При уменьшении сигналаниже минимального уровня при резании, последовавшем за его увеличением, можно определить поломку режущегоинструмента при помощи введенных компараторов 18, 20, дифференциатора 19,одновибратора 21, триггера 22 и коньюнктора 23. 1 ил.Изобретение относится к машиностроенйю и может быть использовано для определения износа и поломок режущего инструмента непосредственно в ходе обработки деталей на станках,Цель изобретения - расширение фун,кциональных возможностейНа чертеже изображена блок-схема предлагаемого устройства. 10Устройство содержит преобразователь 1 вибраций, предварительный усилитель 2, полосовые фильтры 3 и 4, Яе" текторы 5 и 6, блоки 7 и 8 деления, компараторы 9 и 10, интеграторы 11 15 и 12, усилитель-ограничитель 13, источник 14 опорного напряжения, аналоговый ключ 15, аналоговое запоминающее устройство 16, систему 17 управления станком, третий компаратор 18, 20 дифференциатор 19, четвертый компаратор 20, одновибратор 21, триггер 22 и конъюнктор 23.Устройство работает следующим образом. 25Сигнал виброакустической эмиссии (ВАЭ), излучаемый зоной резания, регистрируется преобразователем 1 вибрации, усиливается предварительным усилителем 2 и подается на параллель но включенные полосовые фильтры 3 и 4. Фильтр 3 выделяет низкочастотную составляющую спектра ВАЭ, а фильтр 4 - высокочастотную составляющую.Увеличение износа инструмента при водит к перераспределению спектра ВАЭ (высокочастотная часть возрастает). Поэтому для определения величины износа сигнал с фильтра 3 и 4 через детекторы 5 и 6 подается на вход бло ка 7 деления, сигнал на выходе кото-, рого соответствует величине износа инструмента.Однако при обработке деталей сложной формы показания на выходе блока 7 45 деления будут различны в различных местах детали, вследствие влияния на спектр ВАЭ изменения скорости резания, геометрии среза и вариаций припуска, Кроме того, переход на новый диаметр при обработке ступенчатых деталей вызывает сравнительно длительный (несколько секунд) переходный процесс на выходе блока 7, обусловленный тем, что инструменту необходимо притереться к новому диаметру.Поэтому для исключения влияния укаэанных факторов на точность измерения износа в устройство введен интегратор 12, который интегрирует сигналы на выходе блока 7 деления в течение всего времени обработки детали.Таким образом, сигнал на выходе блока12 представляет собой среднеинтегральное значение износа, а так как сигналВАЭ стационарно случайный, то точность измерения параметров на его основе будет тем выше,чем больше времяусреднения, Следовательно, сигнална выходе интегратора 12 характеризует износ инструмента.Для дальнейшего повышения точностиустройства сигнал с выхода интегратора 12 подается на блок 8 деления,на второй вход которого подается напряжение с выхода интегратора 11,пропорциональное фактическому времени обработки каждой детали.Измерение фактического времени обработки производится следующим образом. Высокочастотная часть. сигналаВАЭ (как менее зашумленная) подаетсячерез усилитель-ограничитель 13 науправляющий вход аналогового ключа15 и открывает его на время протекания процесса резания, а так как интегратор 11 заряжается постоянным напряжением, то напряжение на выходеинтегратора 11 пропорционально времени обработки,Далее сигнал с выхода блока 8 деления представляет собой усредненноепо времени значения износа, подаетсяна вход компаратора 1 О, на другойвход которого подается напряжение саналогового запоминающего устройства16, в котором в режиме обучения запоминается среднее значение сигнала,соответствующее изношенному инструменту (в режиме обучения производитсяобработка изношенным инструментом).В рабочем режиме компаратор 10сравнивает значение износа после обработки очередной детали с запомненным и при их совпадении или превышении запомненного напряжения подаетсякоманда на систему ЧПУ для прекращения процесса и вызова оператора илина автоматическую смену инструмента.В процессе резания возможны поломки инструмента, вызванные, например,посторонними включениями в обрабатываемую заготовку. Поломка инструментасопровождается повышенной интенсивно.стью ВАЭ с последующим ее спадом,который обусловлен укорачиванием режущей кромки инструмента, вследствиеВ частных случаях, например причерновой обработке, характеризуемойрезкими колебаниями припусков, в ка"честве сигнала повышенной нагрузкивозможно использование сигнала свыхода первого компаратора 9. Формула изобретения 40 Составитель А.ГришинТехред А.Кравчук Корректор М.Васильева Редактор Ю.Середа Заказ 4806/12 Тираж 880 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб д, 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул, Проектная, 4 314266 чего сигнал на выходе блока 7 деления резко увеличивается, а затем уменьшается. При увеличении сигнала на выхо-, де блока 7 деления срабатывает компа"5 ратор 9, устанавливающий триггер 22 в единичное состояние. При уменьшении сигнала на выходе блока 7 деления на выходе дифференциатора 19 формируется положительный сигнал, по величи не которого срабатывает четвертый компаратор 20, и на его выходе формируется единичный уровень. При поломке инструмента сигнал на входе третьего компаратора 18 уменьшается до уровня, 15 соответствующего минимальному уровню при резании и на его выходе формируется единичный сигнал. В этом случае на всех трех входах конъюнктора 23 присутствуют единичные уровни и с его 2 п выхода в систему 17 управления станком подается команда на немедленный быстрый отвод инструмента из зоны обработки и остановку вращения шпинделя, Если поломки инструмента не произо шло, а увеличение сигнала с выхода блока 7 деления было вызвано, например, автоколебаниями или наклепом, то уменьшение сигнала с выхода блока, 7 деления прекратится при уровне бо.-, 30 лее высоком, чем уровень срабатывания третьего компаратора 18. По прекраще нию уменьшения сигнала на входе дифференциатора 19 на его выходе формируется нулевой сигнал, вызывающий выключение четвертого компаратора20 и по спаду сигнала на его выходе одновибратор 21 формирует импульс, устанавливающий триггер 22 в нулевое состояние. Таким образом, определение поломки режущего инструмента по уменьшению сигнала ниже минимального уровня при резании, последовавшему за его увели чением, позволяет определять поломку режущего инструмента и исключить ложные остановки процесса резания для замены инструмента при появлении наклепа, автоколебаний и пр при которых возможно случайное увличение интенсивности ВАЭ. Устройство для контроля состояния режущего инструмента по авт.св. У 1079368, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в него введены третий компаратор и последовательно соединенные дифференциатор, четвертый компаратор, одновибратор, триггер, конъюнктор, причем входы третьего компаратора и дифференциатора соединены с выходом первого блока деления, второй и третий входы конъюнктора соединены с выходами третьего и четвертого компараторов соответственно, второй вход триггера соединен с выходом первого компаратора, а выход конъюнктора - с системой управления станком.