Устройство для измерения поперечных колебаний вращающегося инструмента

(,11 УЯ 518 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Республик(45) Дата опубликования описания 30.07.80 3) УДК 621,9.62, Владимирский и И. В. Синюши С. Перлин,(71) Заявител 54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПОПЕРЕЧНЬКОЛЕБАНИЙ ВРАЩАЮЩЕГОСЯ ИНСТРУМЕНТА ру, аккумулято Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для регистрации и анализа параметров колебаний деталей машин и инструментов, а также в устройствах систем управления процессом сверления, фрезерования, расточкп отверстий.Известно устройство для осуществления способа управления процессом глубокого сверления, выявляющее нарушение рабо ты сверла, сопровождающееся его вибрацией, по звуковым колебаниям в системе СПИД, преобразующее эти колебания в электрические сигналы и выделяющее из них сигнал для изменения режима обра ботки 11.Устройство позволяет косвенно оценивать вибрацию инструмента лишь в узкой полосе частот звукового диапазона. Кроме того, устройство воспринимает одновремен но с полезной информацией посторонние шумы, а полезная информация воспринимается не в полном объеме и частично рассеив ается.Известно устройство, содержащее изме рительный мост, преобразующий деформацию вала в электросигнал, контактный токосъемник, усилители электросигналов, фазочувствительный выпрямитель, фильтр, генератор низкой частоты, блок питания, ре гистрирующую аппарату Р ные батареи 2.Предварительньш усилитель устройства расположен в непосредственной близости от датчика во внутренней полости муфты токосъемного устройства.Недостатками устройства является искажение и потеря информации прп передаче через токосъем вследствие колебаний переходного сопротивления на контактах, а также известная сложность усилительно- преобразующей аппаратуры и недостаточно широкий диапазон частот измеряемого параметра.Цель изобретения - создание устройства, обеспечивающего прп измерении поперечных колебаний вращающегося инструмента снижение уровня посторонних шумов и потерь информации, а также расширение диапазона замеряемых частот колебаний.Для этого в устройство введен модулятор, включенный между усилителем и детектором, а токосъемник состоит из установленного на шпинделе станка подвижного сердечника с катушками, одна из которых подключена к входу стабилизированного выпрямителя питающего напряжения и одному из входов модулятора, а другая - к выходу модулятора, и коаксиального ему неподвижного сердечника с ка 751518тушкой, подключенной к выходу источника питающего напряжения и к входу детектора, при этом усилитель, модулятор с фильтром и выпрямитель питающего напряжения установлены на шпинделе станка, а датчик колебаний установлен в пазу инструментодержателя без зазора по отношению к инструменту, В качестве датчика колебаний использован пьезоэлемент.На фиг. 1 изображено устройство, общий 10 вид; на фиг. 2 - его функциональная блоксхема.В шпинделе станка с помощью гайки 1 крепится специальная цанга 2 с пазом, прижимающая датчик 3 к боковой поверх ности инструмента 4. Усилительно-преобразующая аппаратура, состоящая из усилителя 5, модулятора 6, содержащего входной фильтр, и стабилизированного выпрямителя 7, собранная на малогабаритных по лупроводниковых приборах, установлена на шпинделе станка в компактной коробке 8,Трансформаторный токосъемник состоит из подвижного сердечника 9 с катушками 10 и 11, установленного на шпинделе, и ко аксиального ему неподвижного сердечника 12 с катушкой 13. Блок неподвижной аппаратуры 14 включает источник питающего напряжения высокой частоты 15 и детектор 16, соединенные с трансформаторным токо съемником с помощью кабеля 17.Работает устройство следующим образом.Воспринимаемые датчиком 3 поперечные колебания вращающегося инструмента 4 З 5 преобразуются в электрические сигналы, подаваемые на вход усилителя 5. С выхода усилителя сигналы подаются на один пз входов модулятора 6, на другой вход которого через катушки 13 и 11 токосъемника 40 от источника питания 15 подается напряжение высокой частоты 200 в 10 кГц, принятой в качестве несущей.Влияние обратной связи между выходной катушкой 10 и входной катушкой 11, 45 помещенными в подвижном сердечнике 9, устраняется во входной части модулятора путем фильтрации, обеспечивающей получение стабильного по амплитуде синусоидального напряжения несущей частоты. 50 Сигнал с выхода модулятора передается через катушки 10 и 13 токосъема 9 - 12 и кабель 17 на детектор 16, где производится выделение полезного сигнала, пропорционального величине поперечных колебаний инструмента.Установка датчика колебаний непосредственно в месте контакта инструментодержателя с инструментом, а также применение простой компактной аппаратуры устройства снижает потери информации при измерении колебаний, повышает помехозащищенность устройства и расширяет диапазон замеряемых колебаний, что позволяет более точно и достоверно оценивать элементы обрабатываемых деталей, своевременно корректировать режимы резания для снижения брака в производстве.Формула изобретенияУстройство для измерения поперечных колебаний вращающегося инструмента, содержащее инструментодержатель, датчик, преобразующий колебания инструмента в электрические сигналы, усилитель, источник с выпрямителем питающего напряжения, детектор и токосъемник, о т л и ч а ющее с я тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введен модулятор, включенный между усилителем и детектором, а токосъемник состоит из установленного в шпинделе станка подвижного сердечника с катушками, одна из которых подключена к входам выпрямителя питающего напряжения и модулятора, а другая - к выходу модулятора и коаксиального ему неподвижного сердечника с катушкой, подключенной к входу детект;:ра и к выходу источника питающего напряжения, при этом усилитель, модулятор и выпрямитель установлены в шпинделе станка, а датчик колебаний установлен в пазу инструментодержателя без зазора по отношению к инструменту.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР Мо 312686, кл. В 23 В 49/00, 1971.2. Авторское свидетельство СССР Мо 182369, кл. б 011. 3/10, 1966,751518 лодавски ставител Редакто бина Техред Л. Куклина Тираж 1160 Подписное ССР по делам изобретений и открытий аушская наб., д. 4/5 пография, пр. Сапунова,аказ 1466/6 Изд,402ПО Поиск Государственного комите113035, Москва, Жорректор А. Степанов