Устройство контроля поломки стержневого инструмента Советский патент 1988 года по МПК B23B47/24 

1

Изобретение относится к станкостроению, а именно к устройствам контро тя поломки стержневог О инструмента, например сверл или метчиков при обработке деталей на многошпиндельных станках с двумя и fio. iee автоматическими циклами работы, каждый из которых характеризуется разным уровнем потребляемой мощности.

Цел1) изобретения - повын1епие надежности за счет исключения сложных отключений привода вращения инструмента.

На фиг. 1 изображена функциональная схема устройства для контроля поломки

стержневою инструмента; на фиг.

временная диаграмма работы устройства, вариант обработки единичным инструментом; на фиг. 3 - то же, вариант обработки на многошпиндельном станке с п числом инструментов при увеличении потребляемой мощности.

Устройство содержит трансформатор 1 тока и трансформатор 2 нанряжения, каждый из которых выполнен с двумя вторичными обмотками, одна из вторичных обмо- гок трансформатора 2 нанряжения и одна из вторичных обмоток трансформатора 1 тока включены последовательно согласно, а другая пара вторичных обмоток трансформаторов I и 2 включена последовательно встречнг), два выпрямительных моста 3 и 4, входы первогч) из которых подключены к цепи, в которой вторичные обмотки трансформаторов 1 н 2 включены согласно, а входы второго нодключены к цепи, в которой вторичные обмотки трансформаторов I и 2 включены встречно, отрицательные выходы мостов 3 и 4 соединены между собой, а каж- д|)И1 из ноложите,:1ьных - с одним из входов сумматора 5, соединенные носледовательно первый компаратор 6, первый конденсатор 7, первый порог овый элемент 8, первый элемент 9 задержки, первый логический элемент К) запрета, лог ический элемент ИЛИ- НН 11, и первое исполнительное реле 12, инверсный вход первого логического элемента К) запрета соединен с выходом первого компаратора 6, соединенные носледова- те. 1ьно второй компаратор 13, второй конденсатор 14, второй пороговый эле.мент 15, второй элемент 16 задержки, второй логический э;1емент 17 запрета, выход которого соединен с вторым входом логического элемента 1-1ЛИ-НЕ II, а инверсный вход - с выходом второго компаратора 13, а также соединенные последовательно третий компаратор 18, третий пороговый элемент 19 II второе исполнительное реле 20, первые входы компараторов 6, 13 и 18 соединены между собой и с выходом сумматора 5, три источника 21 23 опорного напряжения, В1 1ходы KOTopiiix соединены с вторыми входами первого, второго и третьего компараторов ti, 13 и 18 соответственно.

2

На фиг. 2 и 3 номера :)лемснтов, обозначенные в левой части каждой диаграммы, соответствуют номеру элеме гга на функциональной схеме устройства, приведенной 5 на фиг. 1. Уровню логической «1 соответствует высокий уровень напряжения.

Через to обозначено время начала возрастания нагрузки (например, врезание сверла); ti- начало обработки; t tj время обработки участков с пониженной твердостью или работа с перегрузкой приводного электродвиг ателя; t -{4 - время задержки; tj - момент поломки единичного

20

30

инструме}1та;

t,

поломки инструмент U

м ом ен т ф и КС и ро ва н и я

опор

. IJflnofK. , и

OWfK.i

15 соответственно напряжения первого, второго и третьего источников г)Г1орного наиряжершя, - напряжение на выходе сумматора при холостом ходе.

Устройство работает следующим образом

Во время обработки детали на выпрямительном мосту 3 производится суммирование на 1ряжений вторичных обмоток трансформаторов 1 и 2, и на В1 п1рямител1 ном мосту 4 вЬ)1читание напряже1П1Й этих трансформаторов. На сумматоре 5 производится 25 алгебраическое сум.мирование напряжений мостов 3 и 4, которые с выхода сумматора 5 поступают на первые входы компараторов ti, 13 и 18.

На вторые входы компараторов ti, 13 и 18 с выходов источников 21 23 опорного напряжения поступают нанряжения ,,op«./ , L onopH.I и L onopn., соответственно.

Напряжение 1 „пор„,, соответствует минимальному уровню мощности, потребляемой приводным электродвигателем, иеоб- ог ходимому для обработки единичн11|м ипстру- менто.м, напряжение опорн-г - д.тя обработки на .много1ппиндельном стапке с п чис.юм инструментов, напряжение L onop.з уровню мониюсти, возникаюп1ему при пере1 )узке приводного электродвигателя.

Рассмотрим вариант обработки единич40

ным инструментом, иредставленный на фиг. 2. В момент времени to ti происходит врезание инструмента и напряжение на выходе сумматора 5 возрастает от уровня 1,. до

45 уровня Ubnept,. . В это время на выходах компараторов 6 и 13 будет низкий уровень нанряжения. Низкие уровни нанряжения с выходов пороговых элементов 8 и 15 сформируют на выходах элементов 10 и 17 занре- та низкие уровни напряжения. Сформиро50 ванный при этом на выходе логического элемента ИЛИ-НЕ 11 высокий уровень напряжения включает исполнительное ре.те 12. В момент времени ti, когда нанряжение на выходе су.мматора 5 прев1з11пает уроверП)

сг Uonoprt 1. на выходе ко.мпаратора 6 п(.являет- ся высокий уровень напряжения, обкладка конденсатора 7, подключенная к компаратору 6, заряжается п х1ожителып 1М потенцналом. В момент времени tj прохождения инструментом участка с пониженной твердостью или раковины напряжение на вторичных обмотках трансформатора 1 тока, пропорциональное нагрузке на электродвигателе вран1ения инструмента, снижается. При этом нанряже}1ие на выходе сумматора 5 надает на AlJ до уровня U, который ниже уровня UonapM.i . На выходе компаратора 6 формируется низкий уровень нанряжений, что вызывает разряд конденсатора 7. Полярность на входе норог ового элемента 8 меняется и на ei o выходе появляется высокий уровень напряжения, который поступает на вход элемента 9 задержки. Одновременно низкий уровень нанряжения с выхода компаратора 6 ностунает на инверсньп вход элемента 10 занрета, разрептя прохождение высокого уровня напряжения с выхода элемента 9 .задержки на вход элемента ИЛП- HF П. В момент времени t окончаьн1я нро- хождения инструментом участка с п()}|ижен- ной твердостью на выходе компаратора 6 формируется высоки11 уровень напряжения, который формирует на выходе порог ового э.мемента 8 низкий уровень напряжения, и поступает на инверсный вход элемента 10 запрета. В момент времени 1, опреде.тяемый временем задержки элемепта 9 задержки, на прямой ход э, емепта К) запрета поступает BijicoKnli уровень напряжения, но так как в этот момент фемени на шпк рсном входе с выхода компаратора присутствует высокий уровень нанряжения, на выходе элемента 10 запрега сохраняется низкий уровень нанряжения, на выходе э.леменга ПЛИ-П ; II высокий у|)овепь папряжепия, поэтому испо,ппительным реле 12 снпжепие нагрузки электродвиг ате.мя не фиксируется.

R момент но, 1омки инструмента 1й намря- жение на выходе сумматора и резко надает до уровня Г.. Па выходе комнаратора 6 {{)ормируется низкий уровень напряже1Н1я, что разряд конденсатора 7. Полярность на входе норогового элемента 8 меняется и па его выходе появляется высокий уровень напряжения, который через время, равное itj, определяемое элементом 9 задержки, ностунает на нрямой вход э.1е- мента И) занрета, на инверсном входе которого в этот момент будет низкий у)овень нанряжения. Па вьгходе э, 1емента 10 запрета сформируется высокий уровень напряжения, KOTopbiii постун 1ет на вход элемента ПЛП- ПН 1 1 и сформирует на его выходе низкий уровень напряжения. Реле 12 отключается, фиксируя поломку инструмента.

Работа устройства нри поломке единич- пого инструмента на многон1Г1Индельном станке с п числом инструментов аналогична работе при ноломке инструмента во время обработки единичным инструментом. В этом случае в момент но, 1омки единичного инструмепга панряжение на выходе суммато)а о падает на величину dl , которая Hfionop- iuioHa,:ibHa нагрузке на один инструменг в мпогошниндельном станке. Па вьгходе компаратора 1,3 формируется низкий уровень напряжения, что вызывает разряд конденсатора 14. Полярность на входе nopoi OBOi o элемента 15 меняется и ia его выходе нояв- ляется низкий уровень нанряжения, кот())ый через время Atj, определяемое э, 1емент()м

16 задержки, иоступает на нрямой вход э,пе- мента 17 занрета, на инверсном входе которого в этот момент будет низки уровень напряжения с выхода компаратора 13. Па выходе э.темепта 17 занрета сформируется

выс()ки11 уровень напряжения, которьп поступает на вход элемента ПЛП-П , 1 1 и сформирует на его выходе низкш напряжения. Реле 12 отключается, (|)иксир я поломку и Петрумента.

0Г абота устройства в режиме предчпреждения НОЛОМ кн ннструмента зак, 1К)мается в фиксировании момента нревьннения уста- HOB-ieiuioio ур() потребляемо MonuiocTi . 3). lip перегрузке в момент време1

5 U на) ia В,1ходе сумматора 5 воз- )астает до уро)ня. о I слор.з . па ()де ком 1арат(1ра 18 сформ р ется

()КИ11 урове 1 ia ПрЯЖеП1 Я. КОТОр) ()ст пает (а )ход порого ии() э. 19 с()и)рм 1рует на его выходе также в)1соки 1 урове ь папряжепия. (),, П)ое itMi- 2(1 клк)чае1ся, (|)1ксируя апряже устапов, о уровня 11(11 реб,1яем |)й

MO IUlOCTn.

Формула изобрсгсни.ч

Устройство К() () сгерж)е- вого 1 струмента. с()держа 1ее (|п)11- матор тока транс })орматор а ряжен я. устан() в сет гп1та П я ()Ч) элект)одв -ателя вь 1олнен 51е

с двумя вт() обмоткам 1. 1ервая вторич 1ая обмотка (()()ра анряже я 1 ервая обмотка (}к)рматора тока включен) 1()с,()ва- согласно i подключен) к входу моста, а вторая iapa вторич 1ых обмоток тра сформат()ра тока 1 трансформатора )ия к,1К) нос,:1едовате.)о встреч о и подк,) к входу вторси о выпрям те,тьпого моста, отр 1патель Ь е выход) мостов соед 1 е и между собой, а кажд) 1 13 пскю- житель Ь х вь ходов соеди 1ен соответствепш) с 1ервым и вторым входам сумматора, ме|)- вый и второй KOM iapaTopi)i, кажд)11 и. которых снабжен иеточ нком )р(() 1апри- жения, входь к()М арато 1ов ) между собой с ()м сумматора, )П1 орог() э, 1емент, 1одк,)И1 через 1ервы конде К атор к в)1ходу нервого компаратора, второй пороговый элемент, подключенный через второй конденсатор к выходу второго компаратора, логический элемент ИЛИ-НЕ, выход которого подключен к исполнительному реле, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности, в устройство введены соединенные последовательно элемент задержки, вход которого соединен с выходом первого порогового элемента, и логический элемент запрета, инверсный вход которого соединен с выходом первого компаратора, а выход - с первым входом логического элемента ИЛИ-НЕ, соединенные

последовательно второй элемент задержки, вход которого соединен с выходом второго порогового элемента, и второй логический элемент запрета, инверсный вход которого соединен с выходом второго компаратора, а выход - с вторым входом логического элемента ИЛИ-НЕ, и соединенные последовательно третий компаратор, вход которого соединен с выходом сумматора, третий пороговый элемент и второе исполнительное реле, а также третий источник опорного напряжения, выход которого соединен с вторым входом третьего компаратора.

Изобретение относится к станкостроению, в частности к устройствам контроля ноломки инструмента. Цель изобретения - повышение надежности за счет исключения ложны.х (отключений привода инструмента и предупреждения ноломки инструмента. Устройство контроля поломки стержневого инструмента содержит трансформатор тока и трансформатор напряжения, установленные в сети питания приводного электродвигателя и выполненные каждый с двумя вторичными обмотками. Нервая вторичная обмотка трансформатора напряжения и первая вторичная обмотка трапсформатора тока включены последовательно согласно и подключены к входу первого выпрямительного моста, а вторая нара вторичны.х обмоток трансформатора тока и трансформатора напряжения включена последовательно встречно и подключена к входу второго выпрямительного моста. Отрицательные выходы мостов соединены между собой, а каждый из положительных выходов соединен соответственно с первым и вторым входами сумматора. Устройство содержит также первый и второй компараторы, каждый из которых снабжен источником опорного напряжения, входы компараторов соединены между собой и с выходом сумматора, первый пороговый элемент, подключенный через конденсатор к выходу первого компаратора, второй пороговый элемент, подключенный через второй конденсатор к выходу второго компаратора, логический элемент ЙЛИ-НЕ, выход которого подключен к первому исполнительному pe. ie, соединенные последовательно элемент задержки, вход которого соединен с выходом первого порогового элемента, и логический элемент запрета, инверсный вход которого соединен с выходом первого компаратора, а выход -с первым входом логического элемента ИЛИ-НЕ, соединенные последовательно второй элемент задержки, вход которого соединен с выходом второго порогового элемента, и второй логический элемент запрета, инверсный вход которого соединен с выходом второго элемента компаратора, а выход - с вторым входом логического элемента ИЛИ-НЕ, и соединенные последовательно третий компаратор, вход которого соединен с выходом сумматора, третий пороговый элемент и второе исполнительное реле, а также третий источник опорного напряжения, выход которого соединен с вторым входом третьего компаратора. 3 ил. (Л 00 ;о ел

// /2