Способ контроля процесса резания

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик щ 986615(22) Заявлено 10. 08. 81 (21) 3334417/25-08 РМ К з с присоединением заявки Мо В 23 В 25/06 Государственный комитет СССР ио делам изобретений и открытийДата опубликования описания 07.0183 АНТОнюкр Й В;И Аксенов(72) Авторыизобретения В. В. Кокаровцев, Ю. И. Воскобойник,И,.В.Максимчук, В.С.Куд, В.А.ОстаФ Киевский ордена Ленинаполитехнич им.50-летия Великой Октябрьской среволюции тут циалистичестю(71) Заявител СПОСОБ КОНТРОЛЯ ПРОЦЕССА РЕЗАНИЯ и области антирез ас собственной час тзователей, выпрямляюбивают их на два потют с заданными запосостояния первогопоопределенных малых иопределяемых частотаодновременному превышзначений судят о момцесса резания, а попадению сигналов втоже порогов величинается шумами станка,щении процесса резаконтролируют мгновесигналов второй груриода времени, опредными процессами в нпроцесса резания, иновременных превышерой группы судят оментов начала и окорезания.Сущность способатом, что эона резантивным источником мщений, которые состмую часть процессашая интенсивность р он то оваи 15 низ- деле- прожкон. сяласть 25 стичес- лога- об- частотуют 30 заключается в ия является акеханических возмуавляют неотъемлерезания. Наибольеакции на виброИзобретение относится к областимашиностроения и может быть использовано в металлорежущих станках.Известен способ контроля процесса резания, по которому с помощьюпьезопреобразователей измеряют реакцию системы СПИД на виброакустический сигнал, генерируемый зоной резания, выделяют частотные составляющие, соответствующие определенным Формам колебаний, соответственно их обрабатывают и по рассоглас нию значений сигнала на первом последующих интервалах судят о п цессе резания 11,Недостатком способа является кая точность и ненадежность опре ния моментов начала и окончания цесса резания.надеи омалымт Целью изобретения являетсяное определение момента началачания процесса резания с оченьвременем запаздывания.Поставленная цель достигаетем, что выделяют частотную онаиболее интенсивного виброакукого сигнала, осуществляют егорифмирование, разбивают даннуюласть на ряд непересекающихсяных областей, при этом исполь нсов, совпадающиеой пьезопреобрат сигналы раз"ока и сравниваминают мгновенныетока в течение ериодов времени, ми областей и поению заданныхенте начала проодновременному рой группы, никоторых определясудят о прекрания, при этом нные оостояния ппы в течение пееляемого переходачале н конце по отсутствию одний сигналов втодостоверности мончания процессаНа чертеже дана блок-схема устри ства для осуществления предлагаемо-. го способа.Устройство, реализующее предлагаемый способ, состоит из пьезопреобразователя 1, установленного в зоне резания, логарифмического усилителя 2, с полосой пропускания сигнала, равной частотному диапазону наибольшей его интенсивности, параллельных полосовых Фильтров 3, выпрямителей 4,пороговых устройств 5, временных задержек 6 для первой группы порогов,схемы совпадений 7 для первой группыпорогов, триггера "касания" 8, включаемого схемой совпадения 7, логического блока 9, пороговых устройств10 для второй группы порогов, схемы совпадения 11 для второй группы порогов, устройства 12, выдающего одиночный импульс в случае срабатывания схемы совпадения 11. Логический блок 9 осуществляет проверку несрабатывания схемы совпадения 11 в течение переходного процесса.Устройство работает следующим образом.Сигналы от пьезопреобразователя 1, установленного в зоне резания, усиливаются логарифмическим усц лителем 2 и поступают на блок параллельных полосовых фильтров 3, а затем выпрямляются двухполупериоднойсхемой 4, затем сигналы разбиваютсянадва потока и первый поток поступает на пороговые устройства первойгруппы 5, а затем на временные задержки 6, причем задержки имеются не на всех каналах. Это.необходимо вследствие того, что импульсы, идущие с выпрямителей могут быть сдвину)ты по фазе и пороговые устройства могут срабатывать неодновременно.Введение задержек, или кратковременное запоминание послепороговых состояний повышает быстродействие устройства во много раэ. При одновременном поступлении импульсов с линией временных задержек срабатывает схема совпадений 7 и включает триггер касания 8, который может быть отключен только если зна-. чения сигналов на выходе усилителей 2 будут ниже уровней порогов второй группы, в этом случае срабатывает схема совпадения 11 и включает устройство 12, выдающее единичный импульс одновременно на отключение триггера касания 8 и на включение логического устройства 9, которое осуществляет проверку несрабатывания устройства 12 в течение времени, определяемого переходным процессом, Это делается с целью защиты устройства касания от ложных срабатываний, обусловленных ударами, работой механизмов и т п акустический сигнал наблюдается вдиапазоне частот 1-20 кГц и эту реакцию, измеренную с помощью пьезоакселерометров, закрепляемых в непосредственной близости от зонырезания, можно использовать как дляопределения износа инструмента, таки для определения моментов начала иокончания процесса резания, предварительно проведя идентификацию процесса и установив ее связь с параметрами процесса резания. При этомотпадает надобность в дополнительном вибровозбудителе.Поскольку динамический диапазонизменения сигнала может составлять 1540-60 дб, что связано с большиминеудобствами, с помощью логарифмического усилителя осуществляют егологарифмирование в диапазоне частотнаибольшей интенсивности сигнала,Это позволяет сжать динамическийдиапазон и улучшить работу пороговых устройств.Разбиение на непересекающиеся частотные зоны осуществляется на осно 25ве идентификации процесса, параметров упругой системы СПИД и параметроввходного сигнала. Реакцию системы можно представить как регулированиегребенчатого механического фильтра с зонами усиления сигнала и областями задержания сигнала - антиреэонансными зонами. Если совместить одну из антирезонансных эон с собственной частотой пьезопреобразователя получим наиболее чувствительную 35 часть измеряемого реагирования с большой статистической однородностью и быстродействием при широком варьировании параметров процесса резания. Совокупность реакции по нескольким 40 частотным областям и составляет идентифицируемую целевую функцию, позволяющую надежно контролировать моменты начала и окончания процесса резания. 45Быстродействие определения момента касания данным способом зависит от вероятности одновременного прихода импульсов на пороговые устройства. Чтобы увеличить бустродействие осуществляется задержка или кратковременное в течение десятка микросекунд) запоминание послепороговых значений .игналов первой группы.Время задержки определяется исходя 55 из нижних частот полосовой Фильтрации.Для достоверности определения моментов начала и конца процесса резания после определенного периода 60 времени, определяемого переходными п роцессами, осуществляется проверкагов непересечения уровня нижних порого и только после этого осуществляют управление процессом резания, 65системы СПИД на виброакустическийсигнал,.генерируемый зоной резания ивыделения узкополосных частотных .областей, соответствующих определенным формам колебаний с последующей их обработкой и запоминанием,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью повышения точности контролявыделяют частотную область наиболееинтенсивного виброакустическогосигнала, осуществляют. его логарифми .рование, разбивают данную областьна ряд непересекающихся частотныхобластей, при этом используют и области антирезонансов, совпадающиес собственной частотой пьезопреобразователей, выпрямляют, разбивают надва потока и сравнивают с заданными,запоминают. мгновенные состоянияЙбрвого потока в течение определенных малых периодов времени, определяемых частотами областей и по од"новременному превышению заданныхзначений судят о моменте начала резания, а по одновременному падениюсигналов второй группы судят о прек.ращении процесса резания, при этомконтролируют мгновенные состояниясигналов второй группы в течениевремени, определяемого, переходнымипроцессами в начале и конце процесса резания и по отсутствию одновременных превышений сигналов второйгруппы судят о достоверности моментовначала и окончания процесса резания. Источники инФорМации,принятые во внимание при экспертизе 1, Авторское свидетельство СССР В 793723, кл. В 23 В 25/061979.5 98661С помощью подбора частот и шиРины полос пропускания можно полностью отстроиться от помех и ложных срабатываний. При этом может бытьиспользована как реакция "системы инструментаф, так и реакция "системы изделия".Система, реализующая данный способ касания может быть легко осущест. влена на базе микроэлектронной техники, а в качестве чувствительного 10 элемента могут быть использованы пьезоакселерометры или акустические датчики, являющиеся чувствительными приемниками механических возмущений, которые могут быть закреплены 15 на резцедержателе, суппорте, шпинделе или на столе станка.Время срабатывания системы, реализующей данный способ касания может исчисляться десятками микросекунд.20Область применения предлагаемого изобретения - для станков с ЧПУ, многооперационных станков типа "обрабатывающий,центр"1 с целью определения момента и координат касания инструмента и детали и переключения подачи с ускоренной на рабочую, а также контроля процесса металлообработки.Предлагаемый способ касания отличается от известных еще и тем, что с его помощью можно определять момент касания не только при металлообработке, но и при обработке на станках любых неметаллических материалов например с 7 екла, керамики и ряда других.формула изобретенияСпособ контроля процесса резания, заключающийся в измерении реакции986615 Составитель В.Коляда Техред М,Тепер Корректор С."Шекмар акто 039 а Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул. Проектная,16 Тираж 1104 ВНИИПИ Государственног по делам изобретени 3035, Москва, ж, РаПодпискомитета СССРи открытийская наб., д.4/5