Устройство контроля состояния режущих инструментов при работе на многоинструментальных станках

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 19) П 1) а 01 Нз ГОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ Я ЗОБРЕТЕНТЕЛЬСТВУ ОПИСАНИЕ И К АВТОРСКОМУ СВИДЕ раси огоый научитут мета у ле ан пределениеуровню звука е. В сб,: Коногия машиноУ 3, 1969 ОНТРОЛЯ СОСТОЯТОВ ПРИ РАБОТЕ НЫХ СТАНКАХ, ельно соединенитель, усили-. е д ВйФ.Знамени эксперийенталисследовательский инсрежущих станков(56) .Вайхбродт идр. Оизноса инструмента попри токарной обработкструирование и технолстроения, Труды А МЕ,(54) (57) УСТРОЙСТВО К НИЯ РЕЖУЩИХ ИНСТРУМЕН НА МНОГОИНСТРУМЕНТАЛЬ содержащее последоват ные микрофон, предусил тель, соединенные с выходами последнего цепи, соответствующие по количеству режущим инструментам и состоящие из последовательно соединенныхполосовых фильтров, детекторов ипороговых элементов, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с цельюобеспечения возможности одновременного контроля состояния каждого иэинструментов, оно снабжено упругимиэлементами, выполненными в виде дисков одинаковой толщины, эакрепляемых на оправке каждого инструмента,насадкой с трубчатыми эвуководамипо количеству инструментов, каждоиз которых акустически связано ссоответствующим диском, диаметрыпоследних выбраны из условия рядагеометрической прогрессии со знаменателем 7ого па териал зменение зменившем пругос- модуль диска; Изобретение относится к обработке металлов резанием, преимущественно к устройствам измерения износа режущего инструмента при автоматизации многоинструментальных металлорежущих станков и на автоматических линиях.Цель изобретения - обеспечение возможности одновременного контроля состояния каждого из инструментов.На фиг. 1 изображена блок-схема устройства, осуществляющего контроль состояния трех режущих инструментов; на фиг, 2 - сопряжение микрофона в насадке, имеющей три трубчатых разветвления с упругими элементами, установленными на оправки вращающихся режущих инструментов на фиг. 3 - зависимости изменения акустических и электрических сигналов во времени при изменяющемся состоянии одного из инструментов,Устройство контроля состояния режущих инструментов содержит упругий элемент в виде дисков 1-3, насадку 4 с тремя трубчатыми звуководами 5, установленную на микрофон б, предусилитель 7, усилитель 8, полосовые фильтры 9-11, детекторы 12-14, по" роговые устройства 15-17, подключенные к системе ЧПУ 18, которая управляет работой устройства и режущими ин струментами 19-21.В соответствии с блок-схемой, (фиг. 1) режущие инструменты 19-21 в процессе резания возбуждают звуковые колебания в широком частотном диапазоне, диски 1-3, собственные частотыкоторых равны средним геометрическим частотам полосовых фильтров 9-11 соответственно, усиливают акустические сигналы инструментов в узких частотных диапазонах, которые между собой не перекрываются, на 20-25 дБ и, излучают их в трубчатые звуководы 5 насадки 4.Собственные частоты ; упругих элементов в виде дисков при неизменной толщине а определяются в основном ее диаметром д е- ускорение свобдения; т - удельный вес материаладиска;6 - число Пуассона.Как видно из приведенного соотнощения при неизменных параметрах пластины увеличение диаметра д, в 126 раз дает уменьшение собственнойз частоты резонатора Е в /2 раз, что соответствует стандартной дискрете переключения полосовых фильтров 1/3 октавы.Суммарный акустический сигнал в насадке с помощью микрофона 6 преобразуется в электрический сигнал, который усиливается предусилителем 7 и усилителем 8. Далее электрический сигнал поступает на входы полосовых Фильтров 9-11, где он снова разделяется на отдельные электрические составляющие, пропорциональные составляющим акустического сигнала, создаваемым дисками соответствующих инструментов. Сигналы с полосовых фильтров поступают на входы детекторов 12-14,которые снимают огибающую кривуюс этих высокочастотных сигналов. Уровень сигнала, поступающего с детекторов на пороговые устройства 15-17,несет информацию об износе инструментов 19-21, Чем выше уровень сигнала, тем больше износ инструмента.Пороговые устройства 15-17 имеют пороги срабатывания, соответствующиепредельному износу соответствующегоинструмента. Сигналы пороговых устройств 15-17 поступают в системуЧПУ 18. При достижении какого-либоиз трех сигналов уровня, соответствующего критическому. износу, система ЧПУ 18 выдает команду на замену соответствующего инструмента.На оправку инструмента, например 20, крепится упругий элемент в виде диска 1, который входит в полость одного из трубчатых звуководов 5 насадки 4, в которую вмонтирован микрофон 6, МикроФон крепитсяв насадке 4 с помощью элемента, выполненного из шумопоглощающего материала. Такое исполнение устройствапозволяет создать высокую помехозащищенность от посторонних шумов,идущих от других механизмов и инструментов, и повысить точность оценкисостояния режущих инструментов.На фиг. 3 изображено и игналов во времени пр3 1196ся состоянии одного из.инструментов,Во время резания диски 1-3 излучаютв трубчатые звуководы 5 насадки 4акустические сигналы Ь- Ь 5, каждый из которых соответствует одномуиз режущих инструментов. В полостинасадки 4 акустические сигналыперекрываясь, образуют суммарный акустический сигналкоторый преобразуется с помощью микрофона 6 в суммарный электрическийсигнал, В момент временипроизошел скол на одном из инструментов. Это вызывает резкое увеличениеакустического сигнала, соответствующего этому инструменту,на величину аС= 10-15 дВ. Приэтом суммарный акустический сигнал,изменяется только на величинуЬ . 0,5-1 дБ, которую .трудно зафиксировать. Так как диски 1-3 736 4усилилиакустические сигналы на разных частотах, разделение суммарного электрического сигнала, с помощью полосовых фильтров на электрические сигналы Ь,- Ц , каждый из которых соответствует одному из трех режущих инструментов, позволяет получить разницу ю 8-13 дБ. Если сигналы Ь,- 1.з соответствуют инструментам 19-21, то при таком увеличении сигнала Ь 1., пороговое устройство 15 выдает сигнал о критическом состоянии инструмента 19, .система ЧПУ 18 вырабатывает команду на замену инструмента 19. Использование устройства позволит ,назначать более интенсивные режимы резания, избежать аварий и брака, связанных с поломкой и неконтролируемым износом инструмента.