Способ контроля процесса резания

(53) УДК 621.9. . 08 (088.8) пф лавам нзооретеннй н открытий)Институт механики АН Украинской ССР(54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ ПРОЦЕССА РЕЗАНИЯ Изобретение относится к станкостроению и может быть использовано для станков с числовым программным управлением.По основному авт. св.793723 известен способ контроля процесса резания металлов, предусматривающий выделение частотных составляющих отклика системы СПИД на виброакустический сигнал, гене- рируемый зоной резания, выделение огибающей этих частотных составляющих, а также формирование временных интервалов и пороговых значений. Производят сравнение текущих значений огибающей в данных временных интервалах со значением, зафиксированным на первом временном интервале, измеряют рассогласование и по характеру отклонения определяют изменение параметров процесса резания 1.Однако известный способ контроля процесса резания не учитывающий статических свойств поведения огибающей, не обеспечивает выявление режимов неустойчивых процессов резания, т. е. автоколебательных режимов, Возбуждение интенсивных автоколебаний при резании снижает точность и надежность станков, приводит в ряде случаев к быстрому износу и поломке инструмента. Цель изобретения -- повышение точности контроля процесса резания путем определения моме та возникновения автоколебаний в системе СПИД.Поставленная цель достигается тем, что 5 из спектра отклика системы СПИД на виброакустический сигнал, генерируемый зоной резания, выделяют информативные частотные составляющие с помощью полосовой фильтрации, выделяют огибающую данной составляющей путем детектирования при пос тоянной времени детектирования, преобразуют аналоговый сигнал в цифровую форму, значения сигнала огибающей, соответствующее дискретным отсчетам, фиксируют в памяти ЦВМ, а затем осуществляют цифровую5 фильтрацию, . выделяя инфразвуковые (счастотой до 0,5 - 0,4 Гц) флуктуации огибающей с помощью конечно-разностных методов и отфильтровывая постоянную составляющую огибающей с помощью усреднения.После этого производится усреднение значений амплитуд флуктуаций на данном временном интервале, а затем сравнение с пороговыми значениями, которые определяют из условия, что ам,итуда флуктуаций оги 9752203бающей при автоколебаниях стремится кнулю при неравенстве нулю постоянной составляющей. Величина пороговогд значенияопределяется в основном шумами аналоговой и цифровой обработки сигнала.Предлагаемый способ основан на том, чтопри возникновении автоколебаний происходит трансформация спектра отклика на виброакустический сигнал. Он.становится явновыраженным - дискретным с максимумомэнергии на парциальной частоте, при которой происходит потеря устойчивости системы СПИД (обычно в пределах частот до1 - 1,5 кГц). В то же время спектр виброакустического сигнала, генерируемого зонойрезания при устойчивом процессе точения(токарная обработка), представляет собойнестационарный случайный процесс.Энергия отклика системы СПИД, а следовательно, и детектирования, сдвигается вобласть низких частот и, таким образом,подавляет инфразвуковые флуКтуации огибающей.В условиях автоколебательного режимаобразуется сегментная стружка, в результате чего теплофизические процессы становятся более выраженными, что также является причиной, способствующей подавлениюфлуктуаций отклика,На фиг. 1 показана блок-схема устройства, поясняющая сущность изобретения; нафиг. 2 - график информативных составляющих спектра входного сигнала, график огибающей входного сигнала и график значений сигнала огибающей, соответствующихдискретным отсчетам.Устройство содержит блок формированиявиброакутического сигнала, представляющий собой пьезоакселерометр 1, которыйустановлен на резце, усилитель 2, узкополосные фильтры 3, амплитудные детекторы 4,аналого-цифровой преобразователь (АЦП)5, ЦВМ 6, интерполятор 7 станка с ЧПУ.Устройство работает следующим образом.Сигнал, снимаемый с пьезоакселерометра 1, поступает через усилитель 2 на узкополосные активные фильтры 3, на выходе которых обеспечивается выделение информативных составляющих спектра входного сигнала. Эти составляющие поступают на входамплитудных детекторов 4, количество кото 4рых равно количеству фильтров, и на выходе их формируется огибающая входного сигнала, которая поступает на АЦП 5. В АЦП 5 происходит преобразование сигнала огибающей с аналоговой формы в цифровую. С АЦП 5 значения сигнала огибающей, соответствующие дискретным отсчетам, заносятся в память ЦВМ 6, где осуществляется выделение инфразвуковых флуктуаций огибающей и производится фильтрация ее постоянной составляющей.В результате сравнения усредненных значений амплитуд флуктуаций с пороговыми значениями ЦВМ 6 дает команду на интерполятор 7 станка для его выключения, либо изменения режимов резания.Экономическая эффективность системыконтроля процесса металлообработки, реализующей предлагаемый способ, определяется стоимостью элементов станка, которые могут выйти из строя в результате возникновения режима автоколебаний, стоимостью 20 ремонта станка, а также стоимостью забракованных деталей.Формула изобретения25Способ контроля процесса резания поавт. св.79323, отличающийся тем, что с целью повышения точности контроля путем определения момента возникновения автоколебаний в системе СПИД, осуществлязо ют фильтрацию инфразвуковых колебанийогибающей, выделяют инфразвуковую переменную и постоянную составляющие сигнала, определяют среднюю амплитуду огибающей на каждом временном интервале, сравнивают текущие значения каждого интервала со значением на первом временном интервале и с заданным пороговым значением и по уменьшению амплитуды флуктуаций ниже порогового значения при неравенстве нулю постоянной составляющей су дят о возникновении в системе СПИД автоколебаний.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское, свидетельство СССР45793723, кл. В 23 В 25/06, В 23 Я 15/00,1979.Редактор Г. БезвершенкЗаказ 8263/14ВНИИ 13035лиал П ь А. Печковарес Корректор Г. РПодписноеого комитета СССРний и открытийРаушская наб., д. 4/5жгород, ул. Проектная, 4 шетник