Способ контроля степени затупления режущего инструмента и устройство для его осуществления

Союз Советских Социалистически к Республик(51)М. Кл. С 01 М 3/58 Государстиеиный комитет СССР по делам изобретений и открытий(5 З 1 УДК 620. 078, .169(088 8) Дата опубликования описания 181080(72) Авторы изобретения С.А, Гантман, И.Р. Добровинский, А,И. Борохович, О,В. Егорова и В,И. Симакин 1) Заявитель Пензенский политехнический институт КОНТРОЛЯ СТЕПЕНИ ЗАТУПЛЕНИЯГО ИНСТРУМЕНТА И УСТРОЙСТВОЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ОСО ЕЖУ 2 жущего инструмента, мя процесса резания пени затулления реж судят по величине п повторяют во вредетали, а о стещего инструменталученного отношета.Цель изобретения - повышение точности контроля.Это достигается тем, что в описываемом способе измеряют электрические 20 напряжения, соответствующие высокочастотной и низкочастотной составляющим вибраций станка при отсутствии процесса резания, детектируют, запоминают и компенсируют эти напряжения 2 с постоянным напряжением смещения.И все перечисленные операции по измерению электрических напряжений, соответствующих высокочастотной и зкочастотной составляющим вибрации,рени Изобрете но-измерите использован затупления Известен затупления станке, осн ношения эле соответству низкочастот станка и ин Однако т кую точност вибраций сте относится к контрольной технике и может быт для контроля степени ежущего инструмента.способ контроля степени ежущего инструмента на ванный на измерении оттрических напряжений, щих высокочастотной и ой составляющим вибраций трумента 113.кой способ имеет невысоиз-за наличия суммарных нка и режущего инструмен.ния.Предлагаемый способ отличается от известного способа контроля степени затупления режущего. инструмента ста ка тем, что исключает электрические напряжения, соответствующие низкочас тотной и высокочастотной составляющи вибрации станка.Такой способ может быть осуществлен устройством новой конструкции, содержащим последовательно соединенные датчик вибрации, усилитель, йнтегратор, выход которого подключен к одному из входов компаратора, два параллельных канала оценки величины напряжения, каждый из которых содержит электрический фильтр, детектор икомпаратор 21Отличие устройства, позволяющего осуществить описываемый способ, состоит в том, что оно снабжено регули руемым источником напряжения смещения, двумя делителями напряжения, двухпозиционным ключом, двумя переключателями, триггером, блоком управления, генератором импульсов, ключом, счетчиком, блоком цифрового отсчета и двумя дешифраторами.При этом источник напряжения смещения подключен через делители напряжения к входам детекторов двумя переключателями, включаемыми в одном положении между выходами детекторов, входом интегратора и вторым входом компаратора, и в другом - с входом первого переключателя через двухпозицион ный ключ, управляющий вход которого подключен к выходу блока управления, который подключен к входу источника напряжения смещения, а вход второго переключателя подключен к выходу первого детектора, выход блока управле ния подсоединен к интегратору и установочному входу триггера, сбросовый вход которого подключен к выходу компаратора, а выход триггера подсоединен к одному из входов ключа, 2 О второй вход которого соединен с выходом генератора импульсов, выход ключа подсоединен к счетчику, связанному с блоком цифрового отсчета и двумя дешифраторами.На чертеже изображена блок-схема устройства.Устройство содержит последовательно соединенные датчик 1 вибраций, усилитель 2, интегратор 3, выход которого подключен к одному из входов компаратора 4, два параллельных канала оценки величины напрякения, каждый из которых содержит соответственно электрический фильтр 5 и 6, детектор 7 и 8 и компаратор 4.Устройство снабжено регулируемым источником 9 напряжения смещения, двумя делителями 10 и 11 напряжения, двухпозиционным ключом 12, двумя переключателями 13 и 14, триггером 15, блока" 16 управления, генератором 17 импульсов, ключом 18, счетчиком 19, блоком 20 цифрового отсчета двумя дешифраторами 21 и 22, при этом источник 9 напряжения смещения подключен через делители 10, 11 напрякения к входам детекторов 7, 8,два переключателя 13, 14, включаемые в одном положении между выходами детекторов 7, 8, входом интегратора 3 и вторым входом компаратора 4 и в другом - с входом первого переключателя 13 через двухпозиционный ключ 12, управляющий вход которого подключен к выходу блока 16 управления, соединен с выходом источника 9 напряжения смещения, а вход второго переключателя 14 подключен к выходу первого детектора 7, выход блока 16 управления подсоединен к интегратору 3 и установочному входу триггера 15, сбросовый вход которого подсоединен к одному из входов двухпозиционного ключа 12, второй вход которого соединен с выходом генератора 17 импульсов, выход ключа 12 подсоединен к счетчику 19, связанному с блоком 20 цифрового отсчета и двумя дешифраторами 21, 22.При включении станка без процесса резания датчик 1 замеряет вибрацию станка. При этом переключатели 13 и 14 включаются во второе положение. На вход интегратора 3 и двухпозиционный ключ 12 подается постоянное напряжение источника 9 по сигналам от блока управления 16. При интегрировании постоянного напряжения на выходе интегратора 3 получается пилообразное напряжение, которое растет до момента его равенства порогу, задаваемому на втором входе компаратора 4.Это напряжение определяется низкочастотной составляющей вибрации станка, снимаемого через переключатель 14 с выхода детектора 7, интервалом времени между старт-импульсом, вырабатываемым блоком управления 16 на взведение триггера 15 и включение двухпозиционного ключа 12, и стоп- импульсом с выхода компаратора 4 при равенстве напряжений с выхода интегратора 3 и напряжения низкочастотного детектора 7, равно Л .Действительно:хООЕ= рС - Ооог = рС "х фо огде О о - постоянное напряжение, подаваемое на вход интеграторас источника смещения,рС - постоянная времени интегратора,К - время интегрирования,рсоткуда с= О 1О от,е. пропорционально О 1,Заполняя интервалимпульсов свыхода генератора 17, получим цифровой эквивалент О 1 на счетчике 19,который отражает вибрацию станка,Если величина вибрации станкабольше заданной величины, тогда срабатывает дешифратор 22, указывающийна необходимость усиления жесткостистанка,. После этого делителем напряжения 10 компенсируют низкочастотную составляющую напряжения на выходе детектора 7 до получения нуля насчетчике 19,Затем ставят переключатель 14 впервое положение, и на второй входкомпаратора 4 подается напряжение высокочастотной составляющей с выходадетектора 8.Делителем 11 компенсируют напряжение с выхода детектора 8 до нулевыхпоказаний счетчика 19, что говорито компенсации вибраций станка,В процессе резания низкочастотнаяи высокочастотная составляющие вибраций соответствуют только вибрациирежущего инструмента.При этом переключатели 13 и 14ставятся в первые положения, а напря 771509жение с выхода детектора 7 - ОЕ интегрируются до момента его равенства напряжению ОЕ с выхода детектора 8.ов : - Х йу д с : - -щ1 " ОЕ СВ Со " 8 СОткуда интервал временипропорционален отношениюРСОЕОЕвНа этот интервал времени 1 между старт- и стоп-импульсами взводится триггер 15 и открывается ключ 12.Число импульсов, прошедших через ключ 12 с генератора 17 на счетчик 19, будет цифровым эквивалентом отноОЕшения напряжений - ф ,по которомуОЕнможно судить о степени затупления режущего инструмента.Когда это отношение превзоЙдет заданное число, дешифратор 21 подает импульс на отклонение станка для замены инструмента.Преимуществом данного способа и устройства по сравнению с известным является значительное повышение точности контроля затупления режущего инструмента за счет исключения влияния вибраций станка.Формула изобретения1. Способ контроля степени затупления режущего инструмента на станке, заключающийся в том, что измеряют отношение электрических напряжений, соответствующих высокочастотной и низкочастотной составляющим вибраций станка и режущего инструмента, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности, измеряют. электрические напряжения, соответствующие высокочастотной и низкочастотной составляющим вибраций станка при отсутствии процесса резания, детектируют, запоминают и компенсируют эти напряжения постоянным напряжением смещения, и все перечисленные операции по измерению электрических напряжений, соответствующих высокочастот Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Патент ЧССР Р 137280,кл, 49 а 36/03 (13236).2. Патент США У 3548648,кл. 73-104, 1970 (прототип). 50 ной и низкочастотной составляющимвибрации режущего инструмента, повторяют во время процесса резания, а остепени затупления режущего инструмента судят Йо величине полученногоотношения,2. Устройство для осуществленияспособа по п. 1, содержащее последовательно соединенные датчик, вибраций,усилитель, интегратор, выход которого подключен к одному из входов компа 10 ратора, два параллельных канала оценки величины напряжения, каждый из которых содержит электрический фильтр,детектор и компаратор, о т л и ч а ющ е е с я тем, что оно снабжено ре 15 гулируемым источником напряжения смещения, двумя делителями напряжения,двухпозиционным ключом, двумя переключателями, триггерами, блоком управления, генератором импульсов, клющп чом, счетчиком, блоком цифрового отсчета, двумя дешифраторами, при этомисточник напряжения смещения подключен через делители напряжения к входам детекторов два переключателя,включаемые в одном положении междувыходами детекторов, входа интегратора и вторым входом компаратора, и вдругом - с входом первого переключателя через двухпозиционный ключ,управляющий вход которого подключен квыходу блока управления, соединен свходом источника напряжения смещения,а вход второго переключателя подключен к выходу первого детектора, выходблока управления подсоединен к инте- .35 гратору и установочному входу триггера, сбросовый вход которого подключен к выходу компаратора, а выходтриггера подсоединен к одному из входов ключа, второй вход которого соединен с выходом генератора импульсов,выход ключа подсоединен к счетчику,связанному с блоком цифрового отсчета и двумя дешифраторами.771509Составитель В. ЛопухинРедактор Г. Нечаева Техред О. Легеза Корректор В. Синицкая Заказ 6683/53Тираж 1019 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4