Устройство для контроля износа режущего инструмента Советский патент 1988 года по МПК B23B25/06 

ьэ

со

ND

Изобретение относится к станко- троению, в частности к контролю из- bioca режущих инструментов, и может рыть использовано на станках с чис- jnoBbiM и адаптивным Управлением для неггрерьюного и дискретного контроля (работоспособности режущего инстру- |иента.

Цель изобретения - повьшение про- йзводительности контроля путем достижения возможности автоматической настройки устройства на измерительную позицию параметра оценки износа инструмента.

На фиг.1 изображена блок - схема предлагаемого устройства для контроля износа режущего инструмента; на фиг.2 - электрические сигналы акус- Й1ческой эмиссии на выходе основного усилителя в виде функции напряжение - время (где Uj - ширина узкого диапазона амплитуд, пропорциональная сред нему значению амплитуд U ; Nj - чис по импульсов в этом диапазоне ам- ..ллитуд) ; на фиг.З - амплитудное распределение сигналов акустической эмиссии (и д, 44 ) и изменение напря- Кения и (g пикового детектора (пунктирная линия).

Устройство для контроля износа режущего инструмента содержит последовательно соединенные преобразователь 1 сигналов АЭ, предварительный устлпктепъ 2, блок 3 полосовых фильт- ов, основной усилитель- 4, дискрими- йатор 5,. двоичный счетчик 6 импульсо С: регулиру;вмым числом двоичных разрядов, дифференциальный дискриминатор |7 с регулируемыми порогами дискрими- Йации, генератор 8 линейно изменяю- Йегося напряжения, сумматор 9, дис- Крйминатор 10 нижнего уровня, дискриминатор 11 верхнего уровня и схему 12 вычитания, двойчньгй счетчик 13 им Пульсов, цифроаналоговый преобразователь 14, регистратор 15, блок 16 оп- ределедия среднего значения сигнала, Делитель 17 напряжения, пиковый детектор 18, ждущий мультивибратор 19 И индикатор 20.

Устройство работает следующим образом.

Преобразователь 1, например пьезоэлектрический, преобразуем механичес Кие импульсы акустической эмиссии, Поступающие из зоны резания, в элек- грические сигналы, которые поступают йа вход высокочастотного, предварител

Q 5

0 5 0

г 0 .

0

ного усилителя 2, Сигнал с вьосода предварительного усилителя 2 подается- на блок 3 полосовых фильтров, позво- ляющи.х выделять в полосе частот от 1500 кГц наиболее информативную полосу частот сигналов от влияния конкретного фактора процесса резания, например влияния износа режущего инструмента. С выхода блока 3 полосовых фильтров электрические сигналы поступают на основной усилитель 4, который усиливает сигналы до уровня, достаточного для работы последующих блоков устройства. Далее, усиленный .сигнал Ug(,,,(. 4 с выхода основного усилителя 4 поступает на вход дискриминатора 5, который пропускает все сигналы акустической эмиссии, превышающие по амплитуде уровень собственных шумов измерительной аппаратуры. Затем сигнал акустической эмиссии в виде импульсов поступает на вход двоичного счетчика 6, который . подсчитывает общее число импульсов (N) . Одновременно с выхода основного усилителя 4 .сигнал поступает на вход дифференциального дискриминатора 7 и на объединенные первые входы дискриминатора 10 нижнего уровня и дискриминатора 1I верхнего уровня, а также на вход блока 16 определения среднего значения. Опорное.напряжение и . 8 .(порог) дискриминатора 10 нижнего уровня поступает от генератора 8 линейно изменяющегося напряжения, а опорное напряжение Ug(,ix.э дискриминатора 11 верхнего уровня поступает от сумматора 9, который суммирует напряжение U(,,x.g генератора. 8 и напряжение U|., пропорциональное - среднему значению амплитуд. Определе- ние среднего значения U осуществляет, блок 16 определения среднего значе- ния, а коэффициент пропорциональности К (например, О,1) задается с помощью делителя 17.напряжения. Таким образом, опорное напряжение дискриминатора 11 верхнего уровня равно Usbix.g Ugfc,x.g + K-U. Импульсы, выработанные дискриминатором 10 нижнего уровня, от амплитуд сигнала , превышающих опорное напряжение U g,g/ пост-упают на схему 12 вычитания. На эту же схему поступают и импульсы, выработанные дискриминатором 11 верхнего уровня от .амплитуд сигнала Ugbix.4 превышающих опорное напряжение U g , (фиг.2). Схема 12 вычитания обеспе-чивает получение на ее выходе числа импульсов Б узком диапазоне амплитуд. Генератор 8 линейно изменяющегося напряжения позволяет перемещать этот диапазон от минимальных до максимальных-значений амплитуд. С выхода схемы 12 вычитания импульсы поступают на вход двоичного счетчика 13, который подсчитывает число импульсов NI в узком диапазоне амплитуд по всему спект ру амплитуд. С выхода К двоичного счетчика 6 с регулируемым числом разрядов сигнал поступает на вход сброса двоичного счетчика 13. Сброс двоичного счетчика 13 происходит при переполнении двоичного счетчика 6, который подсчитывает общее число им-, пульсов ZN, поэтому на выходе двопорционально увеличению частоты амNKплитуд

Увеличивающимся напряжением ВПК и заряжается запоминающий по узким диапазонам U амп- .

литуд,

е..

денсатор пикового детектора 18.. Заряд

происходит до максимального значения напряжения Ujj,,.i4 мякс дальнейшем происходит уменьшение напряжения UBMV. , а пиковый детектор IB запо минает. максимальное значение Jettx.H MdKc , имевшее место за данный цикл измерения параметра износа ин- струмента. Максимальное значение напряжения UKMK.M пропорциональное(Nb) .

ZN м«кс

сохраняется на выходе пикового детектора 18 и на индикаторе 20

Изобретение относится к станкостроению, в частности к активному контролю износа режущих инструментов, и может быть использовано на станках с числовым и адаптивным управлением для непрерьшного и дискретного контроля работоспособности режущего ин- струмента. Цель изобретения - повьшение производительности контроля пу тем достижения возможнос-ти автоматической настройки устройства на измерительную позицию параметра оценки износа инструмента. Устройство снабжено блоком 16 определения среднего значения и делителем Г7, что позволяет автоматически станавливать ширину узкого диапазона амплитуд. Снабжение устройства пиковым детектором 18, ждущим мультивибратором 19, вход которого подключен к генератору 8, и цифроаналоговым преобразователем позволяет из всех значений повторяемости сигналов в узких диапазонах амплитуд -выбрать для индикации в течение заданного времени максимальное значение соотве рствующего параметра оценки износа режущего инструмента. 3 ил. с (Л

ичного счетчика 13 формируется число, 20 До момента появления и ждущего муль- пропорциональное отношению числа им- тивибратора 19 короткого импульса пульсов НцВ узком диапазоне ампли- сброса пикового детектора 18. Далее туд к общему числу импульсов ТЫ.ЦиФ автоматически повторяется описанный роаналоговый преобразователь 14 преобразует данные двоичного счетчика 13 в аналоговую величину для дальнейшего вывода результатов на регистратор 15 и на вход-ПИКОВОГО детектора 18. Регистратор 15, в качестве которого может быть использован осциллоцикл измерения (индикации) параметра 25 оценки износа режущего инструмента.

Фо.рмула изобретения

30

Устройство для контроля износа pew жущего инструмента, содержащее преобразователь, предварительный усилитель, блок полосовых фильтров, основной усилитель, дискриминатор, соединенные мезкду собой последовательно,

дифферёнциальнь1й дискриминатор, дис- плитудное распределение на экране для „

j, t- г . f 35 криминатор нижнего уровня, дискримиграф, регистрирует распределение амплитуд по узким .диапазонам Ь С МПАМТУД

-и

бых. н

NK f (г-) или отображает амдополнительного визуального контроля. Определение значения параметра

/NK

t) оценки износа режзлцего инст-

румента автоматически осуществляется

Q

следующим образом.

Генератор 8 линейно изменяющегося напряжения задним фронтом запускает ядущий мультивибратор 19, который вы- рабатьшает короткий импульс сброса пикового детектора 18 (в конце предыдущего цикла измерения) до выходного напряжения Ug,,, (g пикового детектора, равного нулю. Затем генератор 8 подает линейно увеличивающееся напряжение g на входы дискриминатора 10 верхнего уровня и дискриминатора 11 нижнего уровня, тем самым на вход пикового детектора 18 поступает с выхода цифроаналогового преобразователя 14 скачкообразно увеличивающееся напряжение U gj,,, j. Увеличение напряжения . 14 происходит про40

45

50

55

натор верхнего уровня, первые входы которых подключены к входу основного усилителя, схему вычитания, первый и второй вход которой подключены к выходам дискриминаторов нижнего и верхнего уровней соответственно, первый двоичный счетчик, второй двоичный счетчик,первый вход которого подключен к выходу первого двоичного счетчика, гистратор, цифроа налоговый преобразователь, вход которого подключен.к выходу второго двоичного счетчика, отличающееся тем, что, с целью повышения производительности контроля, в него введены генератор, сумматор, выход которого, подключен к второму входу дискриминатора, верхне - го уровня, последовательно соединенные блок определения среднего значения, делитель, выход которого.соединен с первым входом сумматора, ждущий мультивибратор, пиковый детектор, индикатор, причем вход ждущего мульДо момента появления и ждущего муль- тивибратора 19 короткого импульса сброса пикового детектора 18. Далее автоматически повторяется описанный

цикл измерения (индикации) параметра оценки износа режущего инструмента.

Фо.рмула изобретения

20

30

0

5

0

5

натор верхнего уровня, первые входы которых подключены к входу основного усилителя, схему вычитания, первый и второй вход которой подключены к выходам дискриминаторов нижнего и верхнего уровней соответственно, первый двоичный счетчик, второй двоичный счетчик,первый вход которого подключен к выходу первого двоичного счетчика, гистратор, цифроа налоговый преобразователь, вход которого подключен.к выходу второго двоичного счетчика, отличающееся тем, что, с целью повышения производительности контроля, в него введены генератор, сумматор, выход которого, подключен к второму входу дискриминатора, верхне - го уровня, последовательно соединенные блок определения среднего значения, делитель, выход которого.соединен с первым входом сумматора, ждущий мультивибратор, пиковый детектор, индикатор, причем вход ждущего мультивибратора объединен с вторыми вхо- |дами сумматора и дискриминатора ниж- |него уровня и подключен к выходу ге- нератора, выход дискриминатора под- (ключен к входу первого двоичного - счетчика, выход схемы вычитания подключен к второму входу второго двоичного счетчика, выход лдущего мульти дых.

() w/

Умл.

,

вибратора подключен к первому входу пикового детектора,, выход которого подключен к индикатору, выход цифро- аналогового преобразователя соединен с регистратором и вторым входом пикового детектора, а вход блока определения среднего значения соединен с выходом основного усилителя.

Sbix.L

Фаг.2

iJeb/x.J8

I / I v

Фиг.З