Устройство автоматического контроля процесса резания

Совэ СоветскихСоциалистическихРеслублик ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ п 11709325Ф;.ф 1 Ь,кв:, // йМ(5 . л. В 23 й 15/00 с присоединением заявки.% -3 Ъоудоротвенный комитет СССР Оо делан иэобретеиий и открытий(23) Приоритет -Опубликовано 15,01.80. Бюллетень .% 2 Дата опубликования описания 20.01.80.(7) Заявитель Ордена Трудового Красного Знамени экспериментальныйнаучно-исследовательский институт металлорежуших станков(54) УСТРОЙСТВО АВТОМАТИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ ПРОЦЕССА РЕЗАНИЯ НА СТАНКАХ И УЧАСТКАХ ИЗ СТАНКОВ С ЧПУ Устройство автоматического контроляпроцесса резания относится к областимашиностроения и может использоватьсяпри черновой и получистовой обработкена станках с ЧПУ типа СИС и участкахиз станков с ЧПУ с системами группово 5го управления типа ШЯС,Известно устройство автоматического контроля процесса резания, содержащее процессор, блок памяти, аналого-цифро 10 вой преобразователь, блок связи со станком, привод подачи и систему измерения составляюших силы резания, эадатчик критического отношения равнодействую 1 шей радиально и осевой составляюших к тангенциальной составляющей силы резания, характеризуюшего критическую величину износа инструмента, эадатчяк критического значения тангенццальной сосЮ тавляюшей силы резания, характеризуюшего момент поломки инструмента ГЦ.,Это устройство является наиболее близким к описываемому изобретению по технической сушности и достигаемому результатуИзвестное устройство для автоматического контроля процесса резания не обеспечивает возможности определения текушего затупления инструмента, так как прц сушествующих линейных зависимостях составляюшцх силы резания от фаскц износа, а следовательно, и величины износа инструмента после окон,чания обработки партии деталей, что не дает возможности автоматически опреде лить целесообразность обработки следующей партии данным инструментом.Известное устройство для автоматического контроля процесса резания не обеспечивает также точности ц надежности получения информации о продольном затупленпи инструмента, так как на соотношение составляющих силы резания существенное влияние оказывают застойная зона обрабатываемого металла. на передней грани инструмента ц изменение, вследствие этого, исходной его геомети. 3 7 О рии, изменения режимов резания и сид трения на передней и звдней поверхностях инструмента.Известное устройство в целях контроля целости инструмента требует предварительного задания предедьнсго значения сиды резания, которая может быть определена расчетным или эмперическим путем. Первый путь не обеспечивает точности задания предельного значения, в второй характеризуется чрезмерной трудоемкостью и снижением производительности обработки.С целью повышения качества процессе резания, долговечности инструмента и эффективности зашиты элементов системы СПИД, систему измерения составляющих силы резания выполняют из двух подсистем грубого и тонкого отсчета, устройство снабжают коммутатором, подключающим подсистему грубого отсчета в процессе резания, е подсистему тонкого отсчета - в моменты остановки рабочей подачи, предназначенной для кинематического стружколомания, Каждая из подсистем связана с инструментом и через аналого-цифровой преобразователь - с процессором, в также с коммутатором, который через блок связи со станком подключен к процессору. Подсистема грубого отсчета предназначена для измерения тенгенцивльной составляющей силы резания, а подсистема тонкого отсчета предназначена ддя измерения радиальной и осевой составляющих силы резания.На чертеже представлена блок-схема устройства автомати;еского контроля процесса резания на станках и участках из станков с ЧПУ.Устройство содержит: систему управления 1, в которую входит процессор 2, связанный с блоком 3 памяти, блоком.4 связи со станком . и вналого-цифровым . преобразователем 5, в также привод 6 подачи, связвнный с коммутатором 7, который в свою очередь соединен с блоком 4 связи со ствнксм, а также с подсистемой 8 тонкого отсчета и подсистемой 9 гру 5 ого отсчета, которые в свою очередь соединены с инструментом 10.Работает предлагаемое устройство следующим обрезом. Во время остановки подачи при запрограммированном проходе инструментом с тарированным износом, процессором 2 (см. чертеж) через блок 4 связи со ста ком и коммутатор 7 включают подсисте 9325 4му 8 тонкого отсчета системы измерениясоставляющих силь 1 резания, которая через аналого-цифровой преобразователь 5передает информацию о в;личинах и осевой составляющих сиды резания в процессор 2.В процессоре осуществляют вычисление равнодействующей указанных составляющих, которую передают в блок 3 па 10 мяти, где хранится информация о величине тврированного износа. Далее обработку продолжают острым инструментом притой же глубине резания. Опрос подсистемы 8 тонкого отсчета и последующую15 обработку сигналов осуществляют также,как и при инструменте с тарированнымизносом. На основе полученной информации о величинах равнодействующей осевойи радиальной составляющих силы резания20 при соответствующих значениях износаопределяют коэффициент линейной зависимости равнодействующей силы от ведичины износа. Таким же образом в концеодного и начале следующего прохода с25 различными глубинами резания (но с постоянным износом) определяют величиныравнодействующих, на основе которых(соответствующие значения глубины ре.зания известны из программы работыЗ 0 ст анка) определяют коэффициент Линейнойзависимооти равнодействующей силы отглубины резания,С помощью полученных данных рассчитывают значения текущего износа по текущим значениям равнодействующей силыи глубинам резания. Определяют величинуизноса в конце обработки партии и запоминают ее в блоке 3 памяти. Указаннаявеличина износа в дальнейшем использует 40ся ддя определения скорости износе приобработке новой партии деталей.Рассчитывают величину равнодействующей осевой и радиальной составляющихсилы резания, соответствующей допусти 45мому износу и запоминают ее в блоке 3памяти. Сравнивают ее значение с текущими значениями равнодействующей дляопределения момента наступления допустимого износа, после чего процесс обработ 0ки прекращают и заменяют износившийсяинструмент,При обработке в нвчвле каждого про.хода процессором 2 через блок 4 связисо станком и коммутатором 7 включают55подсистему 9 грубого отсчета системыизмерения составляющих силы резания, которая через аналого-цифровой преобрвзователь 5 передает информацию о величи. Зубието Ковинская ак Тираж 1160сударственного комделам изобретенийМосква Ж, Рауш 8655/1 ЦНИИПИ Подписноеитета СССРи открытийская наб., д,1130 5 ент, г. Ужгород, ул, Проектная, 4 5709325 6 нах тангенцнальной составляющей силы Ф о р м у л ч и э о б р резания в процессор 2.В процессоре назначают значение ее Устройство автоматического контроля критического приращения в случае полом- процесса резания на станках и участках ки инструмента и запоминают результатиз станков с ЧПУ, содержащее пр цесв лок 3 памяти. При обработке на дан- сор, блок памяти, аналого-цифровой превб ке 3ном проходе контролируют приращение, образователь, блок связи со станком, притангенциальной составляющей силы реза- вод подачи и систему измерения составния и при ее критическом значении пре- ляющих силы резания, о т л . ч а юрывают процесс обработки для смены О ш е е с я тем, что, с целью повышения сломанного инструмента,качества процесса резания, долговечносПредлагаемое устройство, в отличии ти инструмента н эффективности зашиты от известных, позволяет измерять теку- элементов системы СПИД, устройство шее затупление инструмента, более точ- снабжено коммутатором, система иэмено и надежно судитьо достижении инструрения выполнена в виде подсистем грументом критического износа, более точ- бого и тонкого отсчета, каждая из кото- но определять момент поломки инструмен- рых связана с инструментом и через та, что в совокупности приводит к повы- . аналого-цифровой преобразователь - с шению качества процесса резания, дол- процессором, выходы коммутатора вклюговечности инструмента и эффективности 70 чены соответственно на вход подсистем зашиты элементов системы СПИД. отсчета, а входы, через блок связи соПредлагаемое изобретение может най- станком, на выход процессора. ти применение во всех токарных станках Источники информации, с системой управления типа С 1 ЧС, а принятые во внимание при экспертизе также при их групповом управлении от1. Патент США % 3819916, системы типа ДЯС, кл. В 23 Я 11/00, 1974.ю