Устройство для обнаружения износа и поломок режущего инструмента на металлорежущих станках

(5) 5 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ О ском ской для к обнамент мен "обр стов вклю лите сти дл вало 1(71) Проектно-технологический институт по разработке технологии крупносерийного производства узлов и деалей кузнечнопрессовых машин "Оргкузмаш"(56) Авторское свидетельство СССР М 603505, кл, В 23 В 49/00, 1976.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБНАРУЖЕНИЯ ИЗНОСА И ПОЛОМОК РЕЖУЩЕГО ИНСТРУМЕНТА НА МЕТАЛЛОРЕЖУЩИХ СТАН- КА зобретение относится к автоматичеу управлению процессом механичеобработки и может быть использовано онтроля состояния, предотвращения и ружения поломок режущего инструа, преимущественно на многоинструальных станках с ЧПУ типа батывающий центр",ель изобретения - повышение дорности за счет датчиков вибраций, ценных в каждом канале перед усиями,а фиг. 1 представлен график зависимозффициента пропускания К от частоты двух датчиков с предлагаемым интерм частот; на фиг. 2 - блок-схема устройУстройство выполнено двухканальным. вый, низкочастотный, канал образован(57) Изобретение относится к автоматическому управлению процессом механической обработки и может быть использовано для контроля состояния, предотвращения и обнаружения поломок режущего инструмента. Цель изобретения - повышение достоверности за счет датчиков. вибраций, включенных в каждом канале перед усйлителями, Первыйдатчик 1 настроен на полосу пропускания свыше 15 кГц, второйдатчик 5 - свыше 30 кГц, Разностный сигнал на выходе дифференциального усилителя 9 поступает на один из входов схемы 10 сравнения, порог которой заранее устанавливается, откуда команда поступает на останов подачи станка формирователем 12 сигнала. 1 з;и. ф-лы, 2 ил. последовательно включенными пьезоэлектрическим преобразователем (датчиком виб- ф раций) 1 с полосой пропускания свыше 15 ф, кГц и собственным резонансом на частотах (Л 18.20 кГц, блоком усиления 2, фильтром 3 верхних частот с полосой пропускания свыше 15 кГц с и среднеквадратичным детектором 4. Второй, высокочастотный, канал образован последовательно включенными пьезоэлектрическим датчиком 5 с полосой а пропускания свыше 30 кГци собственным резонансом на частотах 38.40 кГц, усилителем 6, фильтром 7 верхних частот с полосой пропускания свыше 30 кГци среднеквадратичным детектором 8, Детекторы 4 и 8 обоих каналов включены на вход дифференциального усилителя 9, выход которого связан с одним из входов схемы 10 сравнения, Другой вход схемы 10 сравнения подключен кпороговому элементу 11, а выход - к формирователю сигнала на прерывание подачи рабочего органа станка 12.На входы усилителей 2 и б может быть подключен тарировочный двухканальный генератор 13 эталонных частот, имеющий регулировку по амплитуде и частоте сигналов,Действие устройства основано на возрастании среднеквадратичного значения высокочастотной составляющей сигнала по сравнению с низкочастотной при износе и поломке режущего инструмента. Устройство работает следующим образом, Виброакустический сигнал резания датчиками 1 и 5 преобразуется в электрический сигнал. При резании нормально заточенным инструментом уровень сигнала, воспринимаемого обоими датчиками, примерно одинаков, вследствие чего на входы дифференциального усилителя 9 поступают сигналы, приблизительно равные по.своему абсолютному значению, .Разностный сигнал на выходе дифференциального усилителя 9 поступает на один из входов схемы 10 сравнения, однако не вызывает срабатывания последнего из-за малой абсолютной величины сигнала, Порог схемы 10 сравнения предварительно устанавливается с помощью порогового элемента 11 в зависимости от номера инструмента и типа многоинструментального станка. В случае возникновения критического износа или по ломки инструмента разностный сигнал высокочастотной составляющей;по обоим каналам превышает заданное пороговое значение, что вызывает срабатывание схемы 10 сравнения и формирование сигнала на останов подачи станка блоком 12, откуда команда поступает в систему управления станка и соответствующим образом отрабатывается,Применение двухканальной системы контроля с дифференциальным усилителем позволяет исключить влияние собственных шумов аппаратуры и фоновых помех, так как оба канала сравнения имеют одинаковые электрические параметры, а использование датчиков с ограниченной полосой пропускания дает воэможность защитить измерительные каналы от влияния низкочастотных механических и электрических помех и упрсстить конструкцию фильтров верхних частот. Устройство имеет повышенную чувствительность в части обнаруженияразностного сигнала износа и поломки ре 5 жущего инструмента благодаря работе датчиков на частотах, близких к резонансным,на дифференциальный вход усилителя 9. Ус-,тройство устойчиво к низкочастотным помехам, так как при превышении сигналом10 низкочастотной составляющей первого канала на входе усилителя 9 уровня высокочастотной составляющей сигнала второгоканала дифференциальный усилитель устанавливает режим отсечки схемы 10 сравне 15 ния.Тарировочный генератор 13 эталонныхчастот позволяет проконтролировать работу всех блоков и настроить пороговый элемент 11, что облегчает обслуживание20 устройства,Формула изобретения1. Устройство дляобнаружения износаи поломок режущего инструмента на металлорежущих станках, содержащее датчик25 вибрации, схему сравнения, два каналауровня виброакустического сигнала, каждый из которых выполнен в виде последовательно соединенных усилителя, фильтра идетектора. атл ича ющее с я тем,что, с30 целью повышения достоверности, оно снабжено дополнительным датчиком вибрации,дефференциальным усилителем, входамисоединенным с выходами детекторов каналов уровня виброакустического сигнала, а35 выходом-с первым входом схемы сравнения,пороговым элементом, подключенным к рабочему органу станка, выходом соединенным с вторым входом схемы сравнения, иформирователем сигнала, входом соеди 40 ненным с выходом схемы сравнения, а выходом - с рабочим органом станка, датчикивибрации соединены соответственно с усилителями каналов уровня виброакустического сигнала, датчик вибрации первого45 канала имеет полосу пропускания свыше 15кГц, а датчик вибрации второго канала имеет полосу пропускания свыше 30 кГц,2. Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что,целью повышения удобства50 обслуживания, на входы усилителей обоихканалов подключен тарировочный двухканальный генератор эталонных частот,1744589 2 дактор Е. Егорова орректор А. Осаулен Заказ 21.93 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям иоткрытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 тельский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина Производственн Сост ехр Фиг.2тель О; ГуберниевМ.Моргентал