Устройство для контроля износа режущего инструмента

Изобретение относится к обработкеметаллов резанием и может быть при-менено для автоматического контролясостояния режущего инструмента на металлообрабатывающих станках.Известно устройство для измерениявеличины размерного износа режущегоинструмента, основанное на регистрации изменения положения инструментального узла в момент касания вершиной инструмента поверхности щупа 1, 10Однако данное устройство расположено в рабочем пространстве станка.Это снижает его универсальность иуменьшает надежность, Кроме того,стружка, смазка и СОЖ делают это 15устройство в ряде случаев непригодным.Известно также устройстводляизмерения величины износа режущегоинструмента, состоящее из пьезоэлект Орического акселерометра, выход которого подключен к входу усилителя, низкочастотного канала, образованногофильтром низких частот, подключенногок выходу усилителя, подключенного на 2выход фильтра низких частот первого детектора, выход которого .подключеик входу первого блока осреднения," высокочастотного канала, образоваиного . Фильтром высоких частот, подключеино го на выход усилителя, подключенногона выход фильтра высоких частот второго детектора, выход которого подключен к входу второго блока осреднения,выход которого подключен к входу первого порогового устройства, первыйвход блока логического умноженияподключен к выходу первого пороговогоустройства, второй вход блока логического умножения подключен к выходу блока останова подачи, выход блока логй ческого умножения подключен на управ-ляющий вход, электронного ключа навторой вход которого подключен выходпервого блока осреднения, выход электронного ключа подключен к входу. второгопорогового устройства2)..Недостатком этого устройства является то, что с его помощью измеряютвеличину фаски износа по задней грани,а при чистовой обработке необходИМО 50знать точную величину размерного из"носа, чтобы произвести автоматическуюкоррекцию положения инструмента и, .таким образом, исключить влияние из" носа инструмента на точность обработ. ки, Зная износ по задней грани, можио приблизительно оценить размерныйиенос, но точность такого определениядля современных станков оказываетсянедостаточной.Цель изобретения.- повышение точи;ности контроля размерного износа,Укаэанная цель достигается тем, . что в устройство, содержащее пьезоэлектрический датчик вибраций инст румента, соединенный с усилителем,к выходу которого параллельно подключены низкочастотный и высокочастотный каналы, каждый из которых состоит из последовательно соединенныхФильтра, детектора и блока осреднения, причем к выходу высокочастотного канала подключены последовательно соединенные первое пороговое устройство, блок логического умножения,первый электронный ключ и второепороговое устройство, при этом ковтороМУ входу блока логического умножения подключен блок останова подачи,а выход низкочастотного канала соединен с вторым входом:первого электронного ключа, введены механическийщуп, установленный на станке и предназначенный для взаимодействия с инструментом, и подключенные к выходудетектора высокоиастотного каналапоследОвательно. соединенные второйэлектронный ключ, третье пороговоеустройство, блок запоминания координатЫ инструмента и блок вычисленияприращения координаты, причем второйвыход третьего порогового устройствасоединен с системой ЧПУ, один выходкоторой соединен с вторым входомвторого электронного ключа, а другой выход - с вторым входом блока запоминанияНа фиг,1 представлена блок-схемаустройства, на Фиг.2 - изменение уров"ня высокочастотного сигнала в зависимости от величины сближения резцас щупом,Устройство для контроля размерного износа и износа по задней гранирежущего инструмента на станках .с ЧПУ содержит .датчик вибраций, уста, новленный на инструментальном узле и подключенный на вход усилителя 2;низкочастотный канал 3, Образованный последовательно соединенными Фильтром 4 низких частот, подключенным к выходу усилителя 2, выход фильт. ра 4 подключен к входу первого детектора 5, выход которого - к входу первого блока осреднения б, высокочастотный канал 7, образованный последовательно соединенными Фильтром 8 высоких частот, подключенным к выходуусилителя 2, вторым детектором 9, подключенным к выходу фильтра 8, вторым блоком осреднения 10, подключенным к выходу детектора 9, выход блока осреднения 10 подключен к входу первого порогового устройства 11, первый вход блока логического умножения 12 подключен к выходу первого порогового устройства 11, второй вход блока логического умножения 12 подключен к выходу блока останова подачи 13, выход блока логического умиоженйя 12 подключен на управляющий вход первого электронного ключа 14,10348704ва второй вход которого подключен вй-" -.ной сигнал усилителя разделяеся наход первого блока Ьсреднения.-ф, .вы-. . низкочастотную и высокочастотную сос-:ход первого электронногоключа подмлю:. :тавляющую, фильтрами 4 и 8 Выходныечен к входу второго порогового -устрой- сигналы Филыровдетектирувтая детек=ства 15, управляющий-=вход второго - =т.-. -торами 5 и 9, после чего осредняютсяэлектронногоключа- Ъб пвдключен к "- з блоками осреднения б и 10. Послесистеме ЧПУ 17, а второй его вход остановки подачи блок остановки подаподключен к выходу второго детекто- чи 13 выдает сигнал на блок логичесра 9, выходвторого электронного ,". кого умножения 12. В переходный проключа 1 б подключен:к.юсоду третьего: - цесс от резания к трению. уровеньпорогового устройства 18, выход .-кб -"- О высЬкочаототной составляющей умень-торого подключен к входу блока запо=.Живется, как только ои достигнет, поро"минания координаты 19, второй вход гового значения А срабатывает порогоблока запоминания координаты 19 под- вое устройство 11 и на второй входключен к системе ЧПУ 17, а выход - блока логического умножения 12,подаетк входу блока вычисления приращения Я ся сигнал. Блок логического умноже,координаты 20, и механический дви- ния срабатывает, тем самым открываетжущийся щуп 21, который представляет электронный ключ 14. Электронный ключсобой деталь, имеющую цилиндрическуЮ пропускает сигнал низкочастотного каили плоскую поверхность, движущую- нала на пороговое устройство 15. Преся в направлении, перпендикулярномвиаение порогового уровня А означанаправлению измерения износа инст- .ет, что износ инструмента по заднейрумента. Для случая токарного станка грани достиг критическбго значения.это может быть кольцо, установленное При необходимости оценки размерногойанрнмер, на шпинделе станка и имею- износа инструмента инструментальныйщее обработанную цилиндрическую по , узел перемещают в рабочем пространстверхность ( кольцо может быть заме- ве станка до соприкосновения с движунено отдельными вставками, имеющими щимся щупом 21, При этом от системыучастки цилиндрической поверхности). ЧПУ 17 подается сигнал на электронДля фрезерных, расточных и т.п. стан- ный ключ 16, который открывает схему.ков с вращающимся инструментом это подачи сигнала на пороговое устройможет быть просто неподвижная деталь ЗО ство 18. В момент касания инструменс плоской поверхностью. том щупа по инструментальному узлу .Устройство работает следующим . станка распространяются волны высокообразом, частотных вибраций, фиксируемые датИнструмент перемещается в направчиком. При превьзиении уровня этихленни к щупу на фйолзучей" подаче, 3 вибраций порогового значения А сракоторая прекращается при появленийбатывает третье пороговое устройствовиброакустического сигнала от датчи. Этот сигнал служит для выключенияка 1. Поскольку начальный моментперемещения инструментального узла,контакта сопровождается упругим взаи- после чего координаты его положемодействием вершин микронеррвностей 40 иия запоминаются блоком запоминаниято при своевременной остановке вре-, :.координаты 19, текущее значение котованне происходить не будет. Это пояс-: рой поступает из систеьаюняется графиком, приведенным на "ЧПУ 17,Фиг.2, где показан пример изменениявиброакустического сигнала Ь о "Уро данная процедура периодически поввень виброускорения 1. при вступлении ,торяетоя. Изменение координаты положевершины резца в контакт с вращающим- ния инструментального узла междуся цилиндром. Величина О показывает этими проверками, которое вычисляет;глубнну внедрения вершины. Моыент Ся блоком вычисления нриращЕния коорд =0 предполагает вступление в кои-о динаты 20, и определяет размерныйтакт вершин небольшнх микронеровнос" износ инструмента. Пороговое устройтей контактйрующих поверхностей. Ког- ство 18 служит для исключения влиянияда глубина внедрения становится равной паразитных шумов зЛектронных бловысоте микронеррвностей, рост сигна- ков Устройства, а также для обеспела замедляется (на примере прн о =, 5 чения возможности срабатывания Уст=2,5 мкм). Из примера видно,. что при. Ройства при определенном сближении=0,5 мкмЬС, увеличивается на 10 дБ. щпа и инструмента, так как уровеньтаким образом, с учетом помех можно сигнала зависит от этого сближенияопределить момент начала контакта при :см,фиг 2)Д 0,2 мкм, В этом случае точность .-,.Ъ .измерения целиком определяется точноо 46тью отсчета координат станка и ста"точность измерения величины размер.бильностью положения поверхности щу-ного износа в зависимости от точностиотсчета координат положения инструВиброакустический сигнал от датчи-. Ментального узла на станке может соска 1 подается на усилитель 2, Выход тавить +0,2 мкм.1034870 б;икн Составитель В. Алексеенкора Техред Т.МатоЧка Корректор Ю. Яакарен РедакЬо Заказ 5722/13 Тираж 7 бО ВНИИПИ Государственного кОмитета СС по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., о Р ое ПП Патент", г. ужгород, ул, Проектная, 4 или Таким образом, предлагаемое устройство позволяет измерять размерный износ инструмента с большой точностьи, что дает возможность повыситьточность обработки, а следовательно,.и качество выпускаемой продукции.