Устройство контроля затупления режущего инструмента

(46) 07,08,92. Бк)л, ЬЬ 291711 Пооизводственное объединение "Вологодский оптико-механический завод" (72) ЛЛ,Клочков, В.НАвдонин и А,В.Разутов (56) Авторское свидетельство СССР В 1505097, кл. 6 01 й 3/58, 1988,(54) УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ ЗАТУПЛЕНИЯ РЕЖУЩЕГО ИНСТРУМЕНТА (57) Изобретение относится к измерительной технике, в частности к измерению величины износа режущих инструментов., иможет быть применено для автоматического управления процессом резания на металлообрабатывающих станках, Цель изобрете-. . нмя - повышение точности и расширение экселуатэционных возможностей. Виброакустический сигнал от датчика 1, установленного на режущем инструменте, подается Од ОСУДАРСТВЕН(ЫЙ КОМИТЕТИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМГ)РВФ ГКНТ СССР ИСАНИЕ И на усилитель 3, С него усиленный сигнал поступает на полосовые фильтры 6. С фильтров сигналы поступают в блок 7 суммирования, где преобразуются в суммарный сигнал. пропорциональный износу режущего инструмента, а с него на преобразователь 8. Переменная составляющая термо-ЭДС с датчика 2 поступает на делитель 4, позволяющий согласовать сигналы при обработке черных и цветных металлов, С выхода делителя 4 сигнал поступает на предварительный усилитель 5, усиленный сигнал с которого подается на преобразователь 8. Результирующий сигнал с преобразователя 8 поступает на универсальный усилитель 9, усиленный сигнал с которого подается нэ компаратор 10, с выходов которого сигналы поступают в блоки звуковой 11 и световой 12 сигнализации. Блок 7 суммирования выполнен на двухканальном усилителе. 4 ил,Изобретение относится к области обработки материалов резанием и может бытьиспользовано для контроля режущего инструмента на станках с автоматизированнойсистемой управления.Известно устройство для измеренияскорости износа режущего инструмента. содержащее естественную термопару, образуемую инструментом и обрабатываемойдеталью, и регистрирующий прибор.Данное устройство является помехозащищенным ввиду использования только одного метода измерения, а также не имееткоррректировки изменений термо-ЭДС взависимости от материала детали и ийструмента.Известнотакже устройство для измерения износа режущего инструмента, содержащее . преобразователь вибрации;высокочастотный канал, систему автоматической настройки частоты фильтра, регистрирующее устройство, систему автоматическогоподдержания заданйого нижнего и верхнего значений выходного сигнала уровня изадатчик критического износа.Устройство сложно в изготовлении и отладке из-за большого количества блоков автоматического управления, отсутствуетгальваническая развязка электрическихсигналов, что делает устройство незащищеннным от электромагнитных помех, кроме того, не имеет корректировки измененийизноса в зависимости от материала деталии инструмента,Известно также устройство для измерения износа режущего инструмента, содержащее датчик вибраций, усилитель, группысоединенных параллельно полосовых фильтров низких и высоких частот, блоки масштабировайия и блок суммирования,фильтрующий сигнал, пропорциональныйизносу режущего инструмента, ВиброакуСтический сигнал поступает на усилитель, ас него разделяется на и составляющих фильтрами и после детектирования и масштабирбвания поступает в блок суммирования,откуда выходитпропорциональным износу- режущего инструмента. С увеличением величййй йэноса инструмента увеличивается, уровень сигнала.Однако устройство не исключает йежелательного влияния внешних факторов,таких каэлектромагнитные помехи,отсутствие регулирования величины сигнала, зависящей от материала детали и инструмента, использование только одногометода измерения,Наиболее близким по технической сущностик изобретению является устройствоконтроля затупления режущего инструмен 510 та, содержащее датчик вибрации, который подсоединен к предварительным усилителям по высокой и низкой частотам и через фильтры высокой и низкой частот к блоку суммирования, снабженное последовательно соединенными датчиком термо-ЭДС, предварительным усилителем, детектором. Блок суммирования и детектор нагружены на оптронный мост, одна из диагоналей которого по входу связана с универсальным усилителем, выход которого соединен с входом компаратора. Устройство, таким образом, содержит элементы для двойногометода измерения акустического и термо 15 ЭДС), гальваническую развязку электрического сигнала (оптронный мост) и. корректировку величины сигнала в зависимости от материала детали и инструмента,Однако известное устройство обладает20 недостаточной точностью определения момента затуйлениярежущего инструментапри работе по цветному металлу из-за слабой чувствительности оптронного моста.Цель изобретения - повышение точно 25 сти контроля затупленйя и расширение эксйлуатационныхвозможностей,Указанная цель достигается тем, что вустройство контроля затупленйя режущегоинструмента, снабженное отличающимся30 преобразователем; в двух плечах котороговместо фоторезисторов установлены фотодиоды с входными полевыми транзисторами, введен добавочный резистивныйделитель сигнала для защиты усилителя, а35 также блок суммирования, выполняющийроль частотнбго преобразователя.На фиг,1 представлена блок-схема устройства контроля эатупления режущего инструмента; на фиг.2 - схема устройства40 предварительных усилителей; на фиг,3 -:схема устройства преобразователя; нафиг,4 - схема устройства сигнализации.Устройство содержит датчик 1 вибрации, датчик 2 термо-ЭДС, резистивный де 45 литель 4 сигнала, предварительныеусилители 3, 5, полосовые фйльтры 6, блок 7суммирования,преобразователь 8, универсальный усилитель 9, компаратор 10, блок11 звуковой сигнализации, блок 12 световой50 сигнализации,.Выход датчика 1 вибрации связан с входом предварительного усилителя 3, выходкоторого связан с входом полосовых фильт-ров 6, выход которых связан с входом блока 55 7 суммирования, выход которого связан спервым входом преобразователя 8, Датчик 2 термо-ЭДС выходом связан с входом делителя 4, введенного впервые. выход которого связан с входом предварительного усилителя 5, выход которого связан с вторым входом преобразователя 8. Выход преобразователя 8 связан с входом универсального усилителя 9, выход которого соединен с входом компаратора 10, первый выход которого связан с входом блока 11 звуковой сигнализации, а второй выход - с входом блока 12 световой сигнализации.Устройство работает следующим образом.Виброакустический сигнал от датчика 1, установленного на режущем инструменте, подается на усилитель 3, С него усиленный сигнал поступает на полосовые фильтры 6, С фильтров сигналы поступают в блох 7 суммирования, где преобразуются в суммарный сигнал, пропорциональный износу режущего инструмента, а с него на преобразовательь 8. Переменная составляющая термо-ЭДС с датчика 2 поступает на делитель 4, позволяющий согласовать сигналы при обработке черных и цветных металлов, С выхода делителя 4 сигнал поступает на предварительный усилитель 5, усиленный сигнал с которого подается на преобразователь 8.Результирующий сигнал с преобразователя 8 поступает на универсальный усилитель 9. усиленный сигнал с которого подается на компаратор 10. с выходов которого сигналы поступают в блоки звуковой 11 и световой 12 сигнализации.Блок суммирования выполнен на двухканальном усилителе и работает следующим образом, Сигналы, поступившие на первый и второй входы, имеют различный уровень по амплитуде, поэтому они усидиваются усилителями ДА 1.1 и ДА 1.2 и, используя их различное увеличение по частоте, поднимают величину сигнала до одного уровня. Так как общий провод обоих входов соединен через резисторы В 13 и Й 14 с инверторными входами усилителей ДА 2,1 и ДА 2.2, а с резисторов В 27 и ВЗО на общие входы этих же микросхем поступают сигна.- лы и на резисторах В 14 и В 13 происходит суммирование сигналов. Суммарный сигнал усиливается усилителем ДА 3,1 и поступает на преобразователь 8, который работает следующим образом. В двух плечах преобразователя установлены фотодиоды с входными полевыми транзисторами. Полевой транзистОр служит или усилителем или ограничйтелем. В данном устройстве исполняет роль прибора, исправляющего нелинейность диода, так как полевой транзистор в специальном включении имеет нелинейную характери 10 паратором 10, появится электрический ток 25 40 50 55 плеча которого включены оптроны, в два 15 20 30 35 стику, обратную нелинейной характеристике фотодиода.До начала резания преобразователь отбалансирован резисторами В 18 и В 21, Достаточно поступить сигналам по обоим датчикам, как диоды изменят свое сопротивление и произойдет расбалансирование преобразователя, и в диагонали, в которую включены универсальный усилитель 9 с комС выхода компаратора 10 электрический токпоступает в цепь исполнительного механизма системы автоматического управлениястанка,Акустический усилитель должен иметь коэффициент усиления больше 1000, Такое усиление можно получить только при частоте выше 1 кГц (по высоким частотам). Поэтому усилитель является в то же время фильтром по высоким частотам. Резисторы В 4, В 5, В 8, В 9, В 10 и В 11 являются делителями входного сигнала, который поступает на микросхему ДА 1.2, Добавка указанных резисторов и включение по заявленной схеме дает увеличение частот сигнала ниже 1 кГц низкие частоты), Поэтому усилитель является фильтром по низким частотам. По справочным данным микросхема К 551 УД 2 может являться фильтром как по низким, так и по высоким частотам в зависимости от схемы включения;Формула изобретения Устройство контроля за 1 упления режущего инструмента, содержащее последовательно соединенные датчик термо-ЭДС,первый резистивный делитель и усилитель, последовательно соединенные датчик вибрации, усилитель и блок фильтрации, преобразователь, отличающееся тем, что, с целью повышения точности ирасширения эксплуатационнь 1 х возможностбй, оно снабжено вторым резистивным делителем, соединенным с выходом датчика вибрации, блоком суммирования, вход которого соединен с выходом блока фильтрации, а выход -с входом преобразователя, компаратором, вход которого соединен с выходом преобразователя, блоком световой и звуковой сигнализации, блок фильтрации выполнен в виде последовательно соединенных усилителя с корректирующим звеном низкой частоты и усилителя с корректирующим звеном высокой частоты, преобразователь выполнен в виде Ьптронного моста, в два рабочих регулирующих плеча - регулирующие резисторы, а в диагональ включены блоки световой и звуковой индикации.1753361МТ Редактор В.Данко Техред М.Моргентал Корректор Н,Кеш аз 2763 ТиражПодписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ113035, Москва, Ж-.35, Раушская наб., 4/5Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 10