Устройство контроля затупления режущего инструмента

(19) 511 4 С 01 И 3/5 ГОСУД АРСТВЕННЫИ ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕ ИТЕТ ССЙ И ОТНРЫТ ЗОБРЕТЕНИЯ, " И ЕЛЬСТВУ АВТОРСКОМУ С и.инс идар СССР 982. облас труме для ав ессом(56) Авторское свидетельствоВ 942409, кл. С 08 И 65/00,(54) УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ ЗАТУПЛЕРЕЖУЩЕГО ИНСТРУМЕНТА(57) Изобретение относится кизмерения износа режущего инта и может быть использованоЭтоматического управления про, 1244567 А 1 резания на станках с программным уп- . равлением. Цель изобретения - повьппение точности за счет исключения вл я" ния.изменения скорости вращения привода станка. Выходной сигнал с триггера переводит переключатель в нижнее положение и на третий интегратор. подается напряжение с выхода второго запоминающего блока, происходит разряд третьего интегратора до момента равенства нулю его выходного напряже- . ния, определяемого схемой сравнения. В момент срабатывания схемы сравнения ее выходным сигналом триггер сбрасывается в нулевое состояние, а переключатель переходит в нейтраль- в ное положение, 1 ил.1244567 50 55 Изобретение относится к измерению износа режущего инструмента и может быть использовано для автоматического управления процессом резания на станках с числовым программным управ" лением.Цель изобретения - повышение точности за счет исключения влияния иэмерения скорости вращения привода станка на результаты контроля.На чертеже изображена схема предлагаемого устройства.Устройство содержит датчик 1 вибраций, усилитель 2, фильтр 3, детектор 4, интегратор 5 с первым ключом 6, датчик 7 числа оборотов заготовки, усилитель-ограничитель 8,счетчик 9.числа оборотов, одновибратор 10, запоминающий блок 11, .источник 12 опорного напряжения, второй интегратор 13 с вторым ключом 14, второй запоминающий блок 15, переключатель 16, третий интегратор 17, схему 18 сравнения, триггер 19, схему 20 совпадения, генератор 21 опорной частоты, счетчик 22 импульсов, регистратор 23Выход датчика 1 вибрации через последовательно соединенные усилитель 2, фильтр 3, детектор 4 подсоединен к входу интегратора 5, шунтируемого ключом 6. Выход датчика 7 1числа оборотов через усилитель-огра. ничитель 8 и счетчик 9 подключен к управляющим входам ключей 6 и 14, а также к входу одновибратора 10 "и управляющим входам запоминающих блоков 11 и 15. Выход интегратора 5 связан с входом первого запоминающего блока 11. Источник 12 опорного напряжения через второй интегратор 13, шунтируемый вторым ключом 14, подключен к входу второго запоминающего блока 15, выход которого связан с одним из входов переключателя 16, второй вход которого подсоединен к выходу запоминающего блока 11, а выход переключателя 16 через третий интегратор 17 подключен к одному из входов схемы 18 сравнения, второй вход которой связан с земляной шиной. Выход схемы 18 сравнения подключен к сбросовому входу триггера 19, установочный вход которого связан с выходом одновибратора 10, а выход триггера 19 подсоединен к управляющему входу переключателя 16 и к первому входу схемы 20 совпаде 10 15 20 25 30 35 40 45.ния на два входа, второй вход которой подключен к выходу генератора 21опорной частоты, а ее выход черезсчетчик 22 импульсов связан со сбросовым входом регистратора 23, Второй управляющий вход переключателя16 соединен с выходом одновибратора 1 О. Устройство работает следующим образом.Сигнал, состоящий иэ полезного сигнала, пропорционального амплитуде вибрации резца, и сигнала помехи, вызванного вращением заготовки, с датчика 1 вибрации, закрепленного на режущем инструменте или на суппорте станка, подается на усилитель 2, Выходной сигнал усилителя 2 через фильтр 3, который выделяет спектр частот, несущих информацию об износе инструмента, промодулированный частотой вращения заготовки, преобразуется в постоянное напряжение детектором 4 и поступает на вход первого интегратора 5. Последний интегрирует его за время пТ, крачное периоду вращения Т заготов-. ки, где и - емкость датчика числа оборотов. Напряжение с выхода интег- ратора 5 фиксируется запоминающим блоком 11, Одновременно с работой первого интегратора за то же время пТ 1,1 интегрируется вторым интегратором 13 постоянное опорное напряжение Пр с выхода источника 12 опорного напряжения. Результат интегрирования хранится в запоминающем блоке 15. По окончании времени и оборотов вращения заготовки пТц посредством ключей 6 и 14 происходит сброс интеграторов 5 и 13 в исходное нулевое состояние и одновременно взводится одно- вибратор 10, По переднему фронту выходного импульса одновибратора 10 переключатель 16 переводится в верхнее положение. Таким образом происходит интегрирование напряжения с выхода запоминающего блока 11 интегратором 17 в течение постоянного времени То, задаваемого одновибратором 10. По окончании времени Т задним фронтом импульса с выхода одновибратора 10.взводится триггер 19. Выходной сигнал триггера 19 переводит переключатель 16 в нижнее положение, в результате чего на вход интегратора 17подается напряжение с выхода второгозапоминающего блока 15. Поскольку1244567 Ьп Тыт,Цоп ТаТчй ю (6)л 10 вивалент Цп Тон И = г ш дР То(2) 40 напряжение, хранимое запоминающим блоком 15, имеет полярность, обратную напряжению, хранимому запоминающим блоком 11, происходит разряд интегратора 17 до момента равенства нулю его выходного напряжения, определяемого схемой 18 сравнения. В момент срабатывания схемы 18 сравнения ее выходным сигналом триггер 19 сбрасывается в нулевое состояние, а переключатель 16 переходит в нейтральное положение, так как сигналы на обоих управляющих входах отсутствуют. Интервал времени Т, на который был взведен триггер 19, измеряется посредством заполнения его импульсами опорной частоты генератора 21 с помощью схемы 20 совпадения на два входа. Число импульсов, прошедших на вход счетчика 22, будет являться циф. ровым эквивалентом Инапряжения вибрации режущего инструмента ц, пропорционального его износу, при полном подавлении напряжения вибрации, вызванного вращением заготовки, и регистрируется регистратором 23.Действительно, результат интегрирования первым интегратором 5 напряжения вибрации Ц и помехи 1 зьпЖ равеннТд1ц, = ., (О+ ц з 1 пй)йСел1 созц иоох И д о После подстановки пределов интегтак как второе слагаемое обращается в нуль.Аналогично результат интегрирования опорного напряжениянтск1 г , пТыц = .ца=ц -- (3)о Офлогде- постоянная времени интеграторов.Интегрирование третьим интегратором 17 за время Т происходит до напряжения О , определяемого следующей формулой:т,1 Г пТЫТоц = --цап =ц ---- (4)л .л2 ф л 2 Разряд третьего интегратора 17 до нуля напряжением с выхода вторл го запоминающего блока 15 происходит за времяТ,ф1ц= -- цйе=О, (5)З 7 К.ЪПреобразуя (5) с учетом (3) и (4) получим выражение для Т. 15 Заполняя интервал времени Т импульхсами генератора опорной частоты сТопериодом - в , получим цифровой эк Ш11= -- = в. (8) Т Ц Код Мне зависит от сигнала помехи,а также отизменения скорости вра .щения станка. Таким образом, предлагаемое устройство позволяет получить однозначные результаты износа режущего инструмента при различных скоростях 30вращения станка по сравнению с прототипом, для которого выходной кодопределяется выражением где 1 , К - постоянный ток и внут"рейнее сопротивление генератора тока. Формула изобретения Устройство контроля затупления режущего инструмента, содержащее после"довательно соединенные датчик вибрации, усилитель, фильтр, детектор,первый интегратор и первый запоминающий блок, первый ключ, шунтирующийпервый интегратор, последовательно 50 соединенные датчик числа оборотов,усилитель-ограничитель, счетчик числа оборотов, выходом соединенный свходом первого ключа., одновибратори триггер, схему сравнения, выходом .55 соединенную с вторым входом триггера,последовательно соединенные генератор опорной частоты, схему совпадения, счетчик импульсов и регистратор,1244567 оставитель О.Губерниева ехред М.Ходанич Кор дактор М.П уск аказ 3909/47 Тираж 778 ВНИИПИ Государственно по делам изобретений 113035, Москва, Ж, Подписноекомитета СССР.открытийушская наб., д.4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная, 4 выход. триггера соединен с вторымвходом схемы совпадения, о т л и -ч а ю щ е е с я тем, что, с цельюповьппения точности контроля, оно снабжено последовательно соединеннымиисточником опорного напряжения,вторым интегратором, вторым запоминающим блоком, вторым ключом, щунтирующим второй интегратор, третьим интегратором, выход которого соединен с входом схемы сравнения, переключателем, первый и второй входы которого,связаны с выходами первого и второгозапоминающих блоков, управляющие входы - соответственно с выходами одновибратора и триггера, а выход - свходом третьего интегратора, выходсчетчика числа оборотов соединен свходами первого и второго запоминающих блоков и с вторым ключом.