Контрольное устройство для станка с чпу

СОЮЗ СОЕЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 1 4 В 23 15 00 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ титут троения аченко,шин нк СССР 1982 ст /О(57) Изобретениету металлорежущеобрабатываемой дпоследствий при ТРОИСТВ еспечивает защиоборудования иали от аварийныхзаниях режущего г мент нта СПИДтрой деталь или а ускореннь перемеще емы у нот последо н во сод зовательель, детеккомпараненные преобр лосовой усиди и аци фи низких часто ОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИИ. Л.И.Ровенькова и И.Е.Пав (53) 621,91(088. 8) (56) Авторское свидетель Ф 1034870, кл, В 23 Я )5 ЯО 1281377 тор, трехвходовый элемент И, предварительный полосовой усилитель, включенный между преобразователем вибраций и полосовым усилителем, три канала измерений, каждый из которых содержит последовательно соединенные импульсный датчик перемещений, формирователь импульсов, регулируемый одновибратор, элемент НЕ, двухвходовый элемент И, второй вход кото/ рого соединен с выходом .регулируемого одновибратора, выходы элементов И каналов подключсны через трехвходовый элемент ИЛИ на вход трехвходового элемента И, третий вход которого подключен к выходу системы ЧПУ, вход которой подключен к выходу трех входового элемента И. Получение информации о процессе резания осуществляется на основе совместного рассмотрения сигнала виброакустической эмиссии и скорости перемещения режущего инструмента.ил.Изобретение относится к машиностроению, а именно к обработке металлов резанием на станках с ЧПУ, и может быть использовано для защиты металлорежущего оборудования и обрабатываемой детали от аварийных последствий при врезаниях режущего инструмента в деталь или элементы системыСПИД на ускоренных перемещениях.Целью изобретения является расширение функциональных возможностей путем защиты устройства от аварийныхврезаний режущего инструмента в деталь или элементы СПИД со скоростями перемещений, превышающими рабочие.15На чертеже приведена блок-схемаустройства,Устройство состоит иэ канала формирования акустического сигнала, который содержит последовательно соединенные преобразователь 1 вибраций,предварительный полосовой усилитель2, полосовой усилитель 3, детектор 4,фильтр 5 низких частот, компаратор 256, и трех идентичных каналов измерения для определения превышений допустимой скорости рабочего перемещенияпо координатам Х,У,Е. Каждый из ука-.занных каналов содержит соединенные ЗОпоследовательно импульсный датчик 7перемещения, формирователь 8 импульсов, регулируемый одновибратор 9,второй одновибратор 1 О, логическийэлемент НЕ 11, двухвходовой логический элемент И 12, второй вход которого соединен с выходом регулируемогоодновибратора 9, при этом выход логического элемента И 12 является выходом канала определения превышения допустимой скорости рабочего перемещения.Устройство также содержит трехвходовые логические элементы ИЛИ 13 и.И 14. При этом входы элемента ИЛИ 45 13 соединены с выходами каналов определения предельной скорости рабочих перемещений, а выход - с первым входом элемента И 14, второй вход которого соединен с выходом канала формирования акустического сигнала, т.е. с выходом компаратора 6, а третий вход подключен к датчику вращения шпинделя (не показан) системы ЧПУ 15. Выход элемента 14 подключен к схемам остановки подачи и вращения шпинделя (не показаны) системы ЧПУ 15,Устройство работает следующим образом. В момент врезания режущего инструмента в деталь в зоне резания возникает интенсивное виброакустическоеизлучение (виброакустическая эмиссия),Сигнал ВАЭ воспринимается преобразователем, установленным в непосредственной близости от зоны резания,например на суппорте, усиливаетсяпредварительным полосовым усилителем2, расположенным в непосредственнойблизости от преобразователя 1, дляуменьшения помех в соединительныхпроводах. Затем сигнал дополнительноусиливается и фильтруется полосовымусилителем 3, детектируется детектором 4 и подается на фильтр 5 низкихчастот. Постоянная времени фильтра5 выбирается из условия разделенияполезного сигнала о врезании режущего инструмента в деталь от импульсных электромагнитных и акустическихпомех, Далее сигнал поступает на компаратор 6, порог срабатывания которого выбирается таким образом, чтобыон срабатывал при возникновении процесса резания.1Определение превышения скоростейперемещения по координатам, предельных значений допустимых для скоростей подач, исходя из условия обработки осуществляется при помощитрех идентичных каналов измерения.Работают они следующим образом.Импульсы с датчиков 7 перемещенийпо координатам, частота следованиякоторых пропорциональна скорости перемещения, подаются через формирователь 8 импульсов на регулируемый одновибратор 9. Одновибратор 9 работает в режиме перезапуска, т.е, начинает новый цикл отсчета временного интервала, если за время действия выходного импульса на вход поступаетновый запускающий сигнал. Длительность импульса, формируемого одновибратором по переднему фронту запускающего импульса с формирователя8, может регулироваться и устанавливаться равной периоду импульсов сдатчика 7, при максимальной рабочейподаче. Далее импульсы, частота которых определяется частотой импульсов с датчика 7, а длительность -одновибратором 9, поступают на входодновибратора 10. Одновибратор 10,так же как и одновибратор 9, запускается при изменении на его входе сиг 1281377нала От низкого уровня к высокому,но в отличии от первого одновибратора длительность импульса, формируемого им, постоянна и равна периодуимпульсов с датчика 7 при минимальновозможной скорости подач. Далее сигнал инвертируется элементом НЕ 11 иподается на элемент И 12, на второйвход которого подается сигнал с выхода одновибратора 9,10Рассмотрим работу этой части схемы для трех случаев: а) перемещениепо координате отсутствует; б) инструмент движется со скоростью рабочейподачи; в) инструмент движется соскоростью превышающей рабочую подачу.В первом случае импульсы на выходе датчика 7 отсутствуют, следовательно, одновибраторы 9 и 10 не запускаются и на выходе элемента И 12 име ется логический ноль.Во втором случае импульсы с датчика 7 перемещений, проходя через формирователь 8 импульсов, периодическизапускают одновибратор 9, который, всвою очередь, запускает одновибратор1 О. Причем, так как длительность импульсов, формируемых одновибратором1 О, превышает период следования входных импульсов, то, перекинувшись попервому входному импульсу, одновибратор 1 О находится в этом состояниидо тех пор, пока поступают входныеимпульсы. На его выходе имеется логическая единица, которая не пропускает импульсы с выхода одновибратора.9 на вход элемента И 12. Таким образом, на выходе канала (выход элемента И) имеется логический ноль.1 40В третьем случае период входныхимпульсов будет меньше длительностиимпульсов, формируемых одновибратором 9, поэтому перекинуВшись по перВому Входному импульсу Он пОстоянно 45поддерживает уровень логической единицы на своем выходе ("подпитываясьвходными импульсами), Одновибратор1 О, перекинувши по переднему фронтусигнал на выходе одновибратора 9, че рез время, равное длительности формируемого им импульса, переходит всостояние. логического нуля на выходе, После инвертирования элементомНЕ 11 этот сигнал поступает на входэлемента И 12 в виде логической единицы. Наличие двух логических единиц на входах элемента И 12 приводитк появлению единицы и на его выходе,Таким образом, лишь в случае движения суппорта со скоростью ч, превышающей максимально допустимую рабочую скорость перемещения, на выходе соответствующегоканала устанавлива-ется уровеньлогической единицы, которая через элемент ИЛИ 13 поступаетна первый вход трехвходового элемента И 4.Сигнал на входах элемента И 14 несут следующую информацию: сигнал напервом входе - о движении суйпортапо одной из координат со скоростью,превышающей максимально; . допустимуюдля рабочей подачи; сигнал на второмвходе - о наличии процесса резания;сигнал на третьем входе сигнализирует о вращении шпинделя. Третий сигнал введен для предотвращения ложныхсрабатываний устройства при закреплении детали, когда механические ударымогут восприниматься как начало процесса резания.Наличие всех трех сигналов на входах элемента И 14 свидетельствует овозникновении процесса резания приускоренных перемещениях суппорта,что свидетельствует об аварийном врезании и вызывает подачу команды свыхода элемента И 14 в систему ЧПУ15 на немедленный останов подачи ивращения шпинделя,Формула изобретенияКонтрольное устройство для станка с ЧПУ, содержащее последовательно соединенные преобразователь вибраций, полосовой усилитель, детектор, фильтр низких частот и компаратор, систему ЧПУ с датчиком вращения шпинделя и схемами остановки подачи и вращения шпинделя, импульсные датчики перемещения исполнительного органа по управляемым осям, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем защиты станка от аварийных врезаний резца, в устройство введены трехвходовый элемент И, элемент ИЛИ, выход которого соединен с первым входом трехвходового элемента И, второй вход которого соединен с компаратором, третий вход - с датчиком вращения шпинделя, а выход - со схемами остановки подачи и вращения шпинделя, к каждому датчику перемещения подсоединены введенные в устройство и последовательно соединенные форми1281377 6ходом регулируемого одновибратора,а выходы всех двухвходовых элементовИ подключены к входам элемента ИЛИ,рователь импульсов, регулируемый одновибратор, второй одновибратор,элемент НЕ, двухвходовый элемент И,второй вход которого соединен с выСоставитель В.АлексеенкТехред П.Олейник Пожо Корре ктор В.Иванов Тираж 785 ВНИИПИ Государственного по делам изобретений 113035, Москва, Ж, РЗаказ 7195 одписное митета СССРоткрытий д. 4/5 ска Проектна оизводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгоро