Устройство для определения степени затупления режущего инструмента

1 О 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Изобретение относится к станкостроению, в частности к области автоматического контроля за состоянием режущего инструмента, и может быть использовано на автоматических линиях с числовым программным управлением,Целью изобретения является повышение точности контроля степени затупления режущего инструмента путем повышения точности определения сигналавиброакустической эмиссии (ВАЭ), соответствующего обработке неизношенным инструментом.На фиг. 1 приведен график кривых,характеризующих изменение величиныобщего уровня сигнала ВАЭ в зависимости от степени износа режущего инструмента; на Фиг. 2 - Функциональная схема устройства,Устройство содержит преобразователь 1 вибраций, предварительный усилитель 2, фильтр 3 высоких частот,детектор 4, Фильтр 5 низких частот,блок 6 деления, задатчик 7 начальногоуровня, схему 8 сравнения, блок 9 регистрации, задатчик 10 критическогоизноса, систему 11 автоматическойнастройки, запоминаощий блок 12, схему 13 вычитания, первый коммутатор14, первый компаратор 15, задатчик 16величины минимального приращения,счетчик 17 импульсов, триггер 18,второй коммутатор 19, трехнходовыйэлемент И 20, генератор 21 импульсов,второй компаратор 22, Формирователь23 импульсов, первый 24 и второй 25одновибраторы, блок 26 обнуления иблок 27 регистрации режимов. При этомпреобразователь 1 вибраций, предварительный усилитель 2, фильтр 3 высокихчастот, цетектор 4, фильтр 5 низкойчастоты, блок 6 деления, схема 8сравнения и блок 9 регистрации последовательно соединены, Система 11 автоматической настройки входом подключена к ныходу блока 6 деления и черезэадатчик О критического износа подключена к второму входу схемы 8 сравнения, Запоминающий блок 12, схема13 вычитания, первый коммутатор 14,первый компаратор 15, счетчик 17 импульсов последовательно. подключены квыходу задатчика 7 начального уровня,к которому также подключен второйвход схемы 13 вычитания, Опорный входпервого компаратора 15 подключен к, эадатчику 16 величины минимального приращения. Счетный вход триггера 8 подключен к выходу счетчика 17 импульсон, прямой выход триггера подключен к управляющему входу второгокоммутатора 19, Первый выход блока 27регистрации режимов подключен к входукоррекции предварительного усилителя 2, а второй - к входу настройки частоты генератора 2 импульсов, квыходу которого подключены последовательно соединенные трехвходоной элемент И 20, второй вход которого подключен к инверсному выходу триггера 18, а третий - к выходу второгокомпаратора 22, и Формирователь 23импульсов, к выходу которого подключены два одновибратора 24 и 25, выхододновибратора 24 подключен к управляющему входу запоминающего блока 12,а выход однонибратора 25 - к управляющему входу первого коммутатора 14,кроме того, входы установки триггера 18 и эадатчика 7 начального уров"ня подключены к выходу блока 26 обнуления,Устройство работает следующим образом.Сигнал ВАЭ, излучаемый зоной резания, регистрируют преобразователем 1 вибраций и усиливают предварительным усилителем 2, Блоком 27 регистрации режимов осуществляют компенсацию влияния Факторов, связанныхс вариацией режимов обработки. С выхода усилителя 2 сигнал подают нафильтр 3 высоких частот которыи служит для отстройки от низкочастотной помехи, вызванной работающим станком.Далее сигнал подают на детектор 4и Фильтр 5 низкой частоты, которыйвыделяет общий уровень сигнала ВАЭ,С выхода ФНЧ 5 через коммутатор 19сигналподают на вход задатчика 7 начального уровня,В процессе приработки инструмента возрастающий сигнал с выхода эадатчика 7 начального уровня подаетсяна входы запоминающего блока 12 исхемы 13 вычитания, Подключение запоминающего блока 12 и выхода задатчика 7 осуществляют управляющимиимпульсами с выхода однонибратора 24.Эти импульсы формируются следующимобразом; генератором 21 вырабатываются прямоугольные импульсы, частотукоторых устанавливают блоком 27 регистрации режимон так чтобы она былапропорциональна скорости перемещенияинструмента по образующей поверхнос 1481633ти обрабатываемой детали, С выхода генератора 21 импульсы подаются на один из входов трехвходового элемента И 20, на второй вход которого подан сигнал логической "1" с инверсного выхода триггера 18, находящегося в исходном состоянии, а на третий - сигнал логической "1" с выхода компаратора 22, который настраивают на срабатывание при появлении минимального сигнала, отличного от уровня шумов на выходе ФНЧ.С выхода элемента И 20 импульсы подают на формирователь 23, далее - 5 на вход одновибратора 24, срабатывающего по заднему фронту и . формирующего короткий импульс, длительность которого достаточна для подключения и запоминания сигнала с выхода 20 задатчика 7 в запоминающем блоке 12.Таким образом, с поступлением каждого импульса величина сигнала, хранящегося в памяти блока 12, обнов.ляется, 15 На вход схемы 13 вычитания подаютсигнал, ранее запомненный в блоке 12,и текущий сигнал с выхода эадатчика7, на выходе схемы 13 вычитания появ-.ляется их разность, которую черезкоммутатор 14 подают на вход компаратора 15. Коммутатор 14 управляетсяот импульсов с выхода одновибратора 25, срабатывающего от переднего35фронта импульсов с выхода формирователя 23,Следовательно, при прохождениикаждого импульса с выхода формирователя 23 вначале от переднего фронта) через коммутатор 14 величина приращения сигнала за время, определяемое частотой прохождения импульсов,с выхода схемы 13 вычитания подаетсяна компарятор 15 а затем(от эаднего фронта)подключают запоминающийблок 12 к выходу задатчика 7,Таким образом определяют приращение сигнала за время между двумя по 50следовательными импульсами с формирователя 23.Приращения сигнала сравнивают компаратором 15 с опорным значением,.задаваемым эадатчиком 16 и выбираемым с зависимости от материала заготовки и инструмента (при обработке55твердосплавных материалов кривая износа круче). После приработки инструмента приращение сигнала становится меньше заданного и компаратор 15 срабатывает,Для некоторого усреднения результатов применен счетчик 17, на выходекоторого появляется сигнал после нескольких срабатываний компаратора 5,который подают на счетный вход триггера 18, Последний срабатывает и отключает коммутатор 19, Таким образомзапрещается дальнейшее прохождениесигнала с выхода ФНЧ 5 на вход эадатчика.7 чачального уровня, На эадатчике 7 сохраняется значение сигнала,соответствующее окончанию фазы приработки инструмента, В то же времясигнал логического 10" с инверсноговыхода триггера 18 запрещает прохождение импульсов с генератора 21 нацепь формирования управляющих импульсов и прекращает дальнейший контрольприращения сигнала.В блоке 6 деления определяют относительное изменение величины текущего сигнала и сигнала, запомненногозадатчиком 7, 11 алее это отношениеподают на схему 8 сравнения с величиной отношения, определяемой эадатчиком О критического износа, Выходсхемы 8 сравнения подключают к блоку9 регистрации, где по соотношению относительного приращения текущего сигнала и величины относительного изменения сигнала, соответствующего обработке изношенным инструментом, судят об износе,1При установке нового инструментавручную включают блок 26 обнуления,с которого подается сигнал, обнуляю-.щий задатчик 7 начального уровня ипереключающий триггер 18 в исходноесостояние,Формула изобретенияУстройство для определения степени эатупления режущего инструмента, содержащее последовательно соединенные преобразователь вибраций, предварительный усилитель, фильтр высоких частот, детектор и блок деления, запоминающий блок и регистратор, о тл и ч а ю щ е е с я тем,что, с целью повышения точности контроля сте- пени затупления путем повышения точности определения сигнала виброакустической эмиссии соответствующего обработке неиэношенным инструментом, оно снабжено фильтром низких частот,Составительктор А, Иандор ТехредИ.Дид КрасновКор тор Н. Гунь Заказ 2679/43 Тираж 790 ВНИИПИ Государственного комитета и 113035, москва, Ж Подписное зобретениям и откры Раушская наб., д.ям при ГКНТ СССР5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,10 5 148 задатчиком начального уровня, схемой сравнения, задатчиком критического износа, системой автоматической настройки, схемой вычитания, первым коммутатором, первым компаратором, задатчиком величины минимального приращения, счетчиком импульсов, триггером, вторым коммутатором, трехвходовым элементом И, генератором импульсов, вторым компаратором, формирователем импульсов, первым и вторым одновибраторами, блоком обнуления и блоком регистрации режимов, причем запоминающий блок, схема вычитания, первый коммутатор, первый компаратор, счетчик импульсов последовательно подключены к первому выходу задатчика начального уровня, к которому также подключен второй вход схемы вычитания, второй выход задатчика начального уровня подключен к второму входу блока деления, опорный вход первого компаратора подключен к задатчику величины минимального приращения, фильтр низкой частоты подключен входом к выходу детектора и выходом - к входам блока деления, второго коммутатора и второго компаратора, счетный вход триггера подключен к выходу счетчика имиуль б 33 6сов, прямой выход триггера подключенк управляющему входу второго компаратора, выход которого подключен к 5входу задатчика начального уровня,первый выход блока регистрации режимов подключен к входу коррекциипредварительного усилителя и второйк входу настройки частоты генератора 10 импульсов, к выходу которого подключены последовательно соединенныетрехвходовый элемент И, второй входкоторого подключен к инверсному выходу триггера, а третий - к выходу второго компаратора, и Формировательимпульсов, к выходу которого.подключены два одновибратора, выход первогоиз них подключен к УПравляющему входузапоминающего блока, а второго - куправляющему входу первого коммутатора, кроме того, входы установки триггера и задатчика начального уровняподключены к выходу блока обнуления,система автоматической настройки и 25 схема сравнения подключены к выходублока деления, последовательно с системой автоматической настройки подключен задатчик критического износа,выход которого подключен к второмувходу схемы сравнения, а блок регистрации - к выходч схемы сравнения,