Устройство для контроля поломки

т,зт:сото.РР тби т с:О П Й бетАИ-И ЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 234827 Союз Советских Социалистических Республикиорит Комитет по аелам изобретений и открытий при Совете Министров СССРпубликовано 10.1.1969. Бюллетеньата опубликования описания 28 Л.196 Авторыизобретения А, Е.Бо:,дарь, Я. К. Балагула, М. Н. Браун и Г, Е. Кциальное конструкторское бюро по проектирова агр:гатных станков и автоматических линий и Заявител БЕСКОНТАКТНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ПОЛОМКИ И ПРАВИЛЬНОСТИ УСТАНОВКИ В ИСХОДНОЕ ПОЛОЖЕНИЕ РЕЖУЩЕГО ИНСТРУМЕНТА10 Известны бесконтактные устройства для контроля поломки и правильности установки в исходное положение режущего инструмента, например сверл, предназначенных для обработки отверстий, содержащие генератор, составной частью которого является чувствительный элемент (датчик), выполненный в виде конечного выключателя или индуктивных катушек, сквозь которые проходят режущие инструменты. Сигнал с датчиков подается на систему управления для отвода инструмента пли отключения подачи.Предлагаемое устройство просто по конструкции, надеяно в работе, позволяет эффективнее использовать рабочую длину режущего инструмента за счет отвода от него во время работы чувствительного элемента.Достигается это тем, что высокочастотный генератор собран на полупроводниковом триоде по схеме с трансформаторной положительной обратной связью и в качестве чувствительного элемента (датчика) используются его обмотки: коллекторная и полокительной обратной связи, намотанные на отдельные ферритовые стеряни, которые расположены под углом один к другому.Контролируемый режущий инструмент находится на некотором расстоянии от вершины угла, образованного стержнями, и на время работы инструмента, после того, как проконтролировано его исходное положение, чувствительный элемент может отводиться. Контроль осуществляется за счет изменения коэффициента индуктивной положительной обратной 5 связи между обмотками генератора, вызываемого наличием илп отсутствием инструмента в зоне контроля.На фиг. 1 приведена блок-схема предлагаемого устройства при контроле им одного инструмента; на фиг. 2 - принципиальная схема этого устройства; на фиг. 3 - блок-схема устройства для одновременного контроля состояния нескольких режущих инструментов; н фиг. 4 показано взаимное расположение фер ритовых стержней с обмотками и режуцегоинструмента в плоскости, перпендикулярной оси инструмента; на фиг. 5 - то же, при экранированпи ферритового стержня с обмоткой положительной обратной связи; на фиг. 6 - О взаимное расположение чувствительного элемента и режущего инструмента при правильной установке инструмента в исходное поло.жение; на фиг. 7 - то же, прп поломке инструмента или неправильной установке его в 5 исходное положение.Блок-схема устройства для контроля (фиг. 1и 3) включает в себя чувствительный элеменг (датчик) 1, который является составной частью высокочастотного генератора 2 и управ- О ляет его работой, а также детектор 3, соеди10 15 20 пенный с выходной обмоткой генератора и преобразующий его выходной сигнал в сигнал отрицательной полярности. Генератор 2 с чувствительным элементом и детектор 3 выполнены е виде отдельного блока 4. Выход блока 4 соединен с релейным усилителем (триггером) 5, который усиливает сигнал и обеспечивает релейность работы выходного устройства б.Генератор 2 высокочастотных колебаний собран на полупроводниковом триоде 7 с обмотками: коллекторной 8, выходной (нагрузочкой) 9, намотанных на одном ферритовом стержне, и обмоткой положительной обратной связи (базовой) 10, намотанной на другом ферритовом стержне. Эти ферритовые стержни с обмотками, расположенные под острым уг. лом один к другому и включенные так, что полярности напряжений на коллекторной и базовой обмотках противоположны, являются чувствительным элементом устройства. Диод 11, шунтирующий коллекторную обмотку генератора, предназначен для защиты полупроводникового триода от перенапряжений. Диод 12 выполняет роль детектора 3,Релейный усилитель 5 (триггер с одним устойчивым состоянием) собран на полупроводниковых триодах 13 и 14. Поступающий через диод 12 с выходной обмотки 9 генератора сигнал отрицательной полярности управляет работой триггера, в нагрузочную цепь которого включено выходное устройство 15. Диод 16, шунтирующий выходное устройство (например, катушку реле), предназначен для защиты полупроводникового триода 14 от перенапряжений.Для одновременного контроля состояния нескольких режущих инструментов используется несколько, в соответствии с числом контролируемых инструментов, блоков, состоящих из полупроводникового генератора 2 с входящим в него чувствительным элементом 1 и детекто. ра 3, включенного в выходную обмотку генератора (см. фиг. 3). Все блоки соединяются по схеме объединения, реализующей логическую операцию ИЛИ, и каждый предназначен для контроля одного инструмента, Детекторы 3, кроме того, развязывают блоки 4 между собой, исключая их взаимное влияние. Блоки 4 соединены со входом релейного усилителя (триггера) 5, в нагрузочную цепь которого включается выходное устройство б.Для контроля инструмента ферритовыс стержни 17 и 18 (чувствительный элемент) с обмотками располагают в плоскости, перпендикулярной оси инструмента 19, и вводят последний в зону контроля 20 (см. фиг. 6).Для повышения чувствительности устройства ферритовый стержень 18 с обмоткой положительной обратной связи, расположенный под углом к ферритовому стержню 17, па котором намотана коллекторная обмотка, по всей своей поверхности имеет электромагнитный экран. Устройство настроено таким образом, что при нахождении инструмента 19 вне зоны контроля 20 между коллекторной обмот 25 30 35 40 45 50 55 60 65 кой 8 и обмот:ой 1 О положительной обратнои связи генератора 2 существует индуктивная положительная обратная связь. Коэффициент положительной обратной связи подобран так, что высокочастотный генератор 2 находится в возоужденном состоянии; генерируется сигнал, При введении начального участка режущего инструмента 19 в зону контроля 20 индуктивная связь между обмотками генератора уменьшается, причем коэффициент связи уменьшается настолько, что генерация сигнала прекращается.с:сли инструмент не поломан и правильно установлен, то при введении его в зону контроля 20 генератор находится в состоянии покоя (колебания сорваны) и сигнал в выходной обмотке генератора равен нулю. На вход релейного усилителя (триггера) сигнал не поступает. 1 риггер при отсутствии входного сигнала находится в устойчивом состоянии равновесия, при котором триод 13 закрыт, а триод 14 открыт. Через нагрузку 15 будет протекать ток. Если по каким-либо причинам начальный участок контролируемого режущего инструмента 19 находится вне зоны контроля 20 (инструмент поломан, неправильно установлен или отсутствует), генератор 2 генерирует высокочастотные колебания и в его выходной обмотке 9 появляется переменный сигнал. Этот сигнал преобразуется детектором 12 в сигнал отрицательной полярности и поступает на вход релейного усилителя (триггера) 5. Григгер переходит в неустойчивое состояние. При этом триод 13 открывается, а триод 14 закрывается и нагрузка 15 обесточивается.В таком состоянии триггер будет находиться до тех пор, пока генератор генерирует сигнал, т. е. пока контролируемый инструмент не займет нормальное исходное положение. Когда инструмент окажется в зоне контроля 20, через нагрузку 15 начнет протекать ток. Если нагрузкой является реле, оно включится, что укажет на правильность установки инструмента 19 в исходное положение.Если контролируется состояние нескольких режущих инструментов, то при их целосгности и правильной установке в исходное положение на вход релейного усилителя (триггера) 5 сигнал не поступает ни от одного из блоков 4, триггер находится в устойчивом состоянии равновесия и выходное устройство б сигнализирует о нормальном состоянии инструмента.При поломке или неправильной установке в нормальное положение одного или нескольких инструментов в генераторе 2 соответствующего блока контроля возбуждается генерация и сигнал поступает на релейный усилитель (триггер) 5, который перейдет в неустойчивое состояние и выходное устройство выдаст сигнал о неисправности.С целью повышения чувствительности устройства ферритовый стержень 18 с намотанной на нем обмоткой положительной обрат.ной связи по всей боковой поверхности экранируется.Если при отсутствии экрана 21 индуктивная связь между обмотками положительной обратной связи и коллекторной осуществляется за счет основного потока, замыкающегося между торцами ферритовых стержней и являющегося рабочим, и потоков рассеивания, не рабочих, замыкающихся между их боковыми поверхностями, то при экранировании стержня 18 индуктивная связь между обмотками осуществляется главным образом за счет основного (рабочего) потока. При этом нерабочие потоки, встречая на своем пути экран, наводят в нем переменные э,д,с которые, в свою очередь, создают в нем переменные вихревые токи (токи Фуко). Магнитное поле этих токов в сердечнике направлено навстречу возбуждающему полю и вытесняет его наружу. Экран выполняется из материала, имеющего высокую электропроводность и обеспечивающего эффективную экранировку на высоких .Чстотах, на которых работаетустройство.Предмет изобретенияБесконтактное устройство для контроля поломки и правильности установки в исходное положение режущего инструмента, например сверл, предназначенных для обработки отверстий, содержащее высокочастотный генератор с чувствительным элементом - датчиком, детектор и усилитель с выходным устройством, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности контроля поломки и правильности установки режущего инструмента в исходное положение, чувствительный элемент (датчик) выполнен подвижным в виде ферритовых стержней, расположенных под углом один к другому, помещенных вблизи траектории движения инструмента и имеющих коллекторную обмотку и обмотку положительной обратной связи высокочастотного генератора, которые намотаны на отдельные ферритовые стержни.г 79 оставитель А. Кузи Орловская Техред Л. Я. Левина Корректор С. М. Сиг Редактор Т,ипография, пр. Сапунова, 2 аказ 675,13ЦНИИПИ Комит Тираж 465 Подписное по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР Москва, Центр, пр. Серова, д. 4