Устройство для обнаружения поломок режущего инструмента на металлообрабатывающих станках

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИНгЪ 3 ц ЧУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ СССРДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНЯТИЙПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН К АВТОРСКОМ ВИДЕТЕПЬСТ ство СССР 1976. во СССР 1981,(71) Ордена Трудового Красного Знамени экспериментальный научно-исслдовательский институт металлорежущихстанков и Проектно-технический институт по разработке технологии круносерийного производства узлов идеталей кузнечно-прессовых машин(56) 1. Авторское свидетельУ 512027, кл, В 23 Я 17/12,2, Авторское свидетельстУ 973245, кл. В 23 В 25/06,4) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБНАРУЖЕНИЯ ПМОК РЕЖУЩЕГО ИНСТРУМЕНТА НА МЕТАЛОБРАБАТЬ 1 ВАЮЩИХ СТАНКАХ 4 С 05 В 23/02, В 23 В 25(57) Изобретение относится к области обработки металлов резанием, преимущественно к средствам диагностики состояния режущего инструмента,и может найти применение для оценкисостояния режущего инструмента в условиях гибкого автоматизированногопроизводства. Цель изобретения - повьппение надежности устройства. Устройство содержит акселерометр, первый и второй усилители, первый, второй и третий ключи, фильтр высокойчастоты, детектор, первый, второй итретий пороговые блоки, элементИСКЛЮЧА 10 ЩЕЕ ИЛИ, первый и второй элементы задержки, элемент ИЛИ. Введение второго и третьего пороговыхблоков, первого и второго элементовзадержки, элемента ИЛИ и третьегоключа позволяет достичь поставленнуюцель. 1 ил, 12Изобретение относится к обработке металлов резанием, преимущественна к средствам диагностики состояния режущего инструмента, и может найти широкое применение для оценки состаяния режущего инструмента в условиях гибкого автоматизированногопроизводства.Изнестна устройство контроля состояния режущего инструмента в процессе резания, основанное на контроле параметран вибраций, состоящее из акселерометра, подключенного выходом через усилитель к входам фильтров высоких и низких частот, выходы которых через свой детектор и интегратор подключены соответственно к двум входам блока сравнения 111,Однако эта устройство не дает воэможности обнаруживать поломки инструмента с достаточной надежностью.Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению является устройство для обнаруженияполомок режущего инструмента на металлообрабатывающих станках, содержащее акселерометр, подключенный выходом через усилитель к информационному входу первого ключа, связанного управляющим входом с шиной Измерение" а выходом через усилитель и фильтр высокой частоты - с входом детектора, подключенного выходом к информационному входу второго ключа, соединенного выходом с первьпк входом первого порогового блока, а управляющим входом - с шиной "Рабочая подача" и с первым входом элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, подключенного вторым входом к выходу порогового блока, связанного вторым входом с шиной Уровень помех холостого хода станка" 123Недостатками известного устройства являются низкая надежность, заключающаяся в необходимости точной настройки инструмента и точного базирования обрабатываемой детали во избежание ложного срабатывания, и отсутствие вазможности определять моменты достижения предельного износа и возникновения поломок инструментаЦель изобретения - павьппение надежности устройства.Поставленная цель достигается тем, что в устройство для обнаружения поломок режущего инструмента на металлообрабатывающих станках, содержащее акселерометр, подключенный выходом2 ООО 3 2 ЧЕрез первый усилитепь к информационному входу первого ключа, связанного управляющим входом с шиной Измерение", а выходом через второй усилитель и фильтр высокой частоты - свходом детектора, подключенного выходом к информационному входу второго ключа, соединенного выходом с первым входом первого порогового блока,а управляющим входом - с шиной Рабочая подача и с первым входом элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, подключенноговторым входом к выходу первого порогового блока, связанного вторым входом с шиной Уровень помех холостогохода станка", введены второй и третий порогоные блоки, первый и второйэлементы задержки, элемент ИЛИ и третий ключ, подключенный информацион 5 1 О 1525 ЗО 35 40 45 5 О 55 ным входом к выходу детектора, управляюшим входом - к шине "Рабочая подача , а выходом - к первым входам второго и третьего пороговых блокан, соединенных нторыми входами соответственно с шинами "Максимальный уровеньнибросигнала работоспособного инструмента"и "Максимальный уровень вибросигнала изношенного инструментапричем ныходы второго и третьего пороговых блоков подключенысоответственно через первый элементзадержки и непосредственно к первымвходам элемента ИЛИ, связанного вторым входом с выходом второго элемента задержки, подключенного входом квыходу элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ,На чертеже изображена блок-схемаустройства для обнаружения поломокрежущего инструмента на металлообрабатывающих станках,Устройство содержит акселерометр1, первый усилитель 2, первый ключ3, второй усилитель 4 фильтр 5 высокой частоты, детектор 6, второйключ 7, третий ключ 8, первый пороговый блок 9, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕИ.ПИ 1 О, второй элемент 11 задержки,элемент ИЛИ 12, второй и третий пороговые блоки 13 и 14, первый элемент 15 задержки;А - уровень помех холостого хода станка, А - максимальный уровеньнибросигнала работоспособного инструмента, А - максимальный уровеньвибрасигнала изношеннага инструментаУстройства работает следующим образом, 172 ООО 3510 Акселерометр 1 устанавливаетсяна упругой системе станка, на однойиэ деталей, которая жестко связанас режущим инструментом или обрабатываемым изделием, Вибросигнал, регистрируемый акселерометром, пропорционален ускорению колебательного смещения в точке установки акселерометра. Первый усилитель 2 предназначендля предварительного усиления сигнала акселерометра и передачи его набольшие расстоЯния, поэтому размещается в непосредственной близости отакселерометра.При начале работы на станке включается ключ 3 и устройство начинаетизмерять высокочастотные вибрации(акустический сигнал) станка, Припереходе станка на рабочую подачувключаются ключи 7 и 8 и подаетсясигнал на первый вход элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ О, который при отсутствии сигнала на втором входе выдает сигнал на вход элемента 11 задержки, задерживающего подачу сигнала на элемент 12 на время, равноемаксимально допустимому времени запаздывания начала резания относительно момента включения рабочейподачи.Если в течение этого времени ре -зание не началось из-за отсутствияинструмента в рабочей позиции илиего поломки, отсутствия эаготовиили ее неправильного базирования, навыходе линии 11 задержки появляетсясигнал, подаваемый на вход блока 12,подающего сигнал на останов станка,Если резание возникает, то уровеньсопровождающего его высокочастотногосигнала значительно вьппе пороговогозначения А поэтому на втором входеблока 10 появляется сигнал, а на еговыходе сигнал исчезает и, следова-тельно, не появляется сигнал на выходах блоков 11 и 12,По мере износа инструмента акустический сигнал, генерируемый в процессе резания, возрастает. Если сигналпревьппает пороговое значение А поро 2гового блока 13 и это превышение устойчиво сохраняется в течение времени задержки элемента 15 задержки, тоэто говорит о достижении инструментом предельного износа, При поломкеинструмента, связанной с его износом 15 го 25 30 35 40 45 50 55 или со случайными причинами уровень возникающего акустического импульса превьппает максимальный уровень сигнала, создаваемого даже изношенным инструментом. Поэтому уровень А порогового блока 14 на 10-15 дБ вьппе уровня А , При возникновении предельного износа или поломки инструмента с выходов блоков 15 и 14 соответст венно подаются сигналы на блок 12, выдающий команду на останов станка. формула изобретения Устройство для обнаружения поломок режущего инструмента на металлообрабатывающих станках, содержащее акселерометр, подключенный выходом через первый усилитель к информационному входу первого ключа, связанного управляющим входом с шиной Измерение , а выходом через второй усилитель и фильтр высокой частоты - с входом детектора, подключенного выходом к информационному входу второго ключа, соединенного выходом с первым входом первого порогового блока, а управляющим входом - с шиной "Рабочая подача и с первым входом элемента ИСКЛЮЧАЮШЕЕ ИЛИ, подключенного вторым входом к входу первого.порогового блока, связанного вторым входом с шиной Уровень помех холостого хода станка, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повьппения надежности, в него введены второй и третий пороговые блоки, первый и второй элементы задержки, элемент ИЛИи третий ключ, подключенный информационным входом к выходу детектора,управляющим входом - к шине "Рабочая подача , а выходом - к первым входамвторого и третьего пороговых блоков,соединенных вторыми входами соответственно с шинами Максимальный уровень вибросигнала работоспособногоинструмента" и Максимальный уровеньвибросигнала изношенного инструмента , причем выходы второго и третьего пороговых блоков подключены соответственно через первьп элемент задержки и непосредственно к первымвходам элемента ИЛИ, связанного вторым входом с выходом второго элемента задержки, подключенно.о входом квыходу элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ,