Устройство контроля затупления режущего инструмента на станках с ЧПУ Советский патент 1988 года по МПК G01N3/58 

и1 Olib 1C

00

ел

5А

начальной точки резания запоминают в блоке 25 ЧЛУ. По сигналу Контроль резец возвращантг в начальную точку резания, после чего пошагово перемеща- ют резец по направлению к детали, при этом схема 14 совпадения открывается, триггером П открывается схема 15 совпаде1шя, на вход которой поступают импульсы пошаговопо перемещения резца. Одновременно по этим импульсам производят запуск блока 19 управления и измерение вибраций станка. Мо

мент касания резцом детали фиксируется появлением сигнала на выходе счетчика 17, при этом триггером 10 запирается схема 14 совпадения, останавливается перемещение резца. На выходе счетчика 18 и блоке 23 индикации об- ргизуется информация об износе инструмента, величина которого пропорциональна коду числа шагов от начальной координаты Хд, касания. 1 ил.

ZQ до момента

1

Изобретение относится к измерению износа инструмента и может быть использовано в станках с системой ЧПУ,

Цель изобретения - повышение точности контроля износа режущего инструмента

На чертеже представлена схема устройства контроля затупления режущего инструмента на станках с ЧПУ,

Устройство- содержит датчик 1 вибрации, усилитель 2, фильтр 3, детек- тор 4 с двумя входами, схему 5 сравнения, источник 6 напряжения смещения, делитель 7 напряжения, интегратор 8, триггеры 9 - П, схемы 12-15 совпадения, генератор 16 образцовой частоты, счетчики 17 и 18 импульсов, блок 19 управления, преобразователь 20 код - напряжение, дешифратор 21, регистр 22, блок 23 цифрового отсчета, схему НЕ 24, Устройство взаимодействует с блоком 25 ЧПУ.

Датчик 1 вибраций, усилитель 2 и фильтр 3 соединены последовательно. Выход фильтра 3 подключен к одному из входов детектора 4, выход которог подключен к одному из входов схемы 5 сравнения, второй вход которой подключен к выходу источника 6 напряжения смещения через последовательно соединенные делитель 7 напряжения и интегратор 8. Выход схемы 5 сравнения связан с установочным входом триггера 9j выход которого подключен к одному из входов схемы 12 совпадения на два входа, второй вход которой связан с выходом генератора 16 образцовой частоты.

Выход схемы 12 совпадения подключен к входу счетчика 17 импульсов,

Выходы блока 19 управления связаны с управля1а,,ими входами делителя 7 напряжения и интегратора 8, со сбросовыми входами триггера 9 и счетчика 17 и с входами дешифратора 21 и

многовходовой схемы 13 совпадения. Преобразователь 20 код - напряжение включен между источником 6 напряжения смещения и вторым входом детектора 4о Выход счетчика 17 импульсов

подключен через дешифратор 21 к входу триггера 10, одновременно выход счетчика 17 импульсов через схему 13 совпадения подключен к входу регистра 22, выход которого связан с управляющим входом преобразователя 20 код - напряжение. Входы схемы 14 совпадения подключены к регистрам кода начальных координат процесса резания блока 25 ЧПУ, его выходу Контроль и

к инверсному выходу триггера 10, а ее выход подсоединен к установочному входу триггера 11. Выход последнего подключен к одному из входов схемы 15 совпадения, второй вход которой связан с выходом генератора импульсов для управления шаговым двигателем в блоке 25 ЧПУ, а выход ее подключен к входу счетчика 18 импульсов, выход которого связан с блоком 23

цифрового отсчета. Прямой выход триггера 10 связан с блоком 25 ЧПУ, Вход запуска блока 19 управления

с соответствующим выходом блодинен

ка 25 ЧПУ, а входы сброса триггеров 10 и 11 подключены к выходу Контроль блока 25 ЧПУ через схему НЕ 24

Устройство работает следующим образом

При включении станка до процесса производится совмещение ну- и резца и измеряется напрезания- детали

ля

ряжение виброакустического сигнала для вибрации холостого хода станка. При этом блок 19 управления вырабатывает строб-импульс для сброса интегратора 8 и установки триггера 9 в исходное состояние. Напряжение виб роакустического сигнала холостого хода станка от датчика 1 вибраций поступает через усилитель 2 и фильтр 3 на вход детектора А, который преобразует переменное -напряжение в пос т )Я1шое, по ступающее на вход схемы 5 сравнения, на второй вход которой поступает пилообразное напряжение с интегратора 8 по сигналу блока 19 управления, открывающего делитель напряясения 7, на вход которого подается напряжение источника 6 напряжения смещения. Одновременно взводится триггер 9; и импульсы генератора образцовой частоты проходят через открытую схему 12 совпадения на вход счетчика 17 импульсов до момента равенства величины напряжения пилообразной формы и напряжения с выхода детектора 4. В момент их равенства срабатывает схема 5 сравнения, которая сбрасывает триггер 9, сигнал с выхода которого запирает схегту 12 совпадения. Информация в счетчике 17 импульсов фиксирует значение вибрции при холостом ходе работы станка с ШУ. По сигналу блока 19 управления открывается схема 13 совпадения и информация из счетчика 17 импульсов переписывается в регистр 22, который, управляя преобразователем 20 код - напряжение, вводит в детектор компенсирующее напряжение. Напряжени на выходе детектора становится равным нулю. Производится компенсация напряжения виброакустического сигнал показания счетчи а 17 становятся нулевыми После этого станок с ЧПУ переходит в рабочий режим резания. Координаты первой рабочей точки при изготовлении детали запоминаются в блоке 25 и используются в дальнейшем для контроля.

После окончания технологического цикла или по истечении заданного времени работы режущего инструмента

g в блоке 25 по программе вырабатывается сигнал операции Контроль. По этому сигналу прекращается npo-i цесс резания и резец возвращается в первую рабочую точку , После

0 попадания острия резца в точку XoZo начинается пошаговая отработка перемещения резца по направлению « детали, если в результате износа резца касания резцом детали в точке

5 нет. Триггер 10 находится в нулевом состоянии, а схема 14 совпадения открывается по команде Контроль. Сигналом с выхода схемы 14 совпадения взводится триггер 11 и открывает

0 схему 15 совпадения. При каждом шаге приближения реЗца к детали с выхода блока 25 поступает импульс на второй вход схемы 15. Количество этих импульсов подсчитывается счет25 чиком 18 величины износа инструмента. Одновременно по каждому импульсу с выхода блока 25 происходят запуск блока 19 управления и измерение уровня вибраций станка. Так как напряже30 ние на входе детектора 4 скомпенсировано, то в сч етчике 17 фиксируются нулевые показания. В момент касания резцом детали в счетчике 17 появляется некоторый код. Отличие этого кода от нулевого уровня дешифрируется дешифратором 21, выходной сигнал которого производит установку в единичное состояние триггера 10. Выходной сигнал этого триггера запирает схему 14 запрещая дальиейиее прохождение импульсов на вход счетчика 18. Одновременно сигнал с выхода триггера 10 поступает на вход блока 25, останавливая пошаговое перемещение резца к детали. В результате этого в счетчике 18 хранится код числа щагов от начальной координаты XgZg до момента касания, соответствующий размерному износу режущего инструмента в шагах станка с ЧПУ, БЛОК 23 цифровой индикации показывает износ инструмента.

Формула изобретения

Устройство контроля затупления режущего инструмента на станках с ЧПУ содержащее блок управлеш;н, вход запуска которого предназначен для свя

зи с выходом блока ЧПУ, последователь- входу первой дополнительной схемы но соединенные датчик вибраций, пред- совпадения, выход которой подключен назначенный для измерения вибрацийк входу регистра, преобразователь .

режущего инструмента, усилитель,

5 код - напряжение кодовым входом подключен к выходу регистра, аналоговым входом - к выходу источника напряжения смещения, а выходом - к втор му входу детектора, выход которого

фильтр и детектор, последовательно соединенные интегратор схему сравнения, триггер и схему совпадения, генератор образцовой частоты, счетчик импульсов, дешифратор, источник напряжения смещения, делитель напряжения и блок цифрового отсчета, выход генератора образцовой частоты подключен к другому входу схемы совпадения, счетчик импульсов подключен входом к выходу схемы совпадения, а выходом к входу дешифратора, выход источника напряжения смещения подключен к входу делителя напряжения, а выход блока управления подключен к управ- iляющему входу интегратора и входу сброса триггера, отличающее- с я тем, что , с целью повышения точности, оно снабжено тремя допол5 код - напряжение кодовым входом подключен к выходу регистра, аналоговым входом - к выходу источника напряжения смещения, а выходом - к второ му входу детектора, выход которого

10 подключен к другому входу схемы сравнения, выход дешифратора подключен к установочному входу первого дополнительного триггера, прямой выход которого предназначен для подключе15 ния к входу блока ЧПУ, а инверсный выход подключен к входу второй дополнительной схемы совпадения, второй вход которой предназначен для подключения к выходу Контроль блока

20 ЧПУ, входы сброса дополнительных триггеров подключены к выходу схемы НЕ, вход которой предназначен для подключения к выходу Контроль блока ЧПУ, третий вход второй дополнительными схемами совпадения, регист-25 нительной схемы совпадения предназ- ром, преобразователем код - напря-начен для подключения к выходу Код

же1ше, двумя дополнительными триггера- координат блока ЧПУ, вход второго ми, дополнительным счетчиком импуль-дополнительного триггера подключен

сов и схемой НЕ, управляющий входк вых;гаду второй дополнительной схемы

делителя напряжений подключен к второ-30 совпадения, один вход третьей допол- му выходу блока управления, а его вы- нительной схемы совпадения подклю- ход - к сигнальному входу интегратора, чен к выходу второго дополнительного третий выход блока управления под-триггера, другой вход предназначен

ключей к второму входу дешифраторадля подключения к выходу шаговых

и входу первой дополнительной схемы 35 импульсов блока ЧПУ, выход третьей совпадения четвертый выход блокадополнительной схемы совпадения

управления подключен к входу обнуле- подключен к входу дополнительного ния счетчика импульсов, выходы кото-счетчика импульсов, выход которого

рого подключены соответственно к подключен к блоку цифрового отсчета.

второму входу дешифратора и 40

код - напряжение кодовым входом подключен к выходу регистра, аналоговым входом - к выходу источника напряжения смещения, а выходом - к второму входу детектора, выход которого

подключен к другому входу схемы сравнения, выход дешифратора подключен к установочному входу первого дополнительного триггера, прямой выход которого предназначен для подключения к входу блока ЧПУ, а инверсный выход подключен к входу второй дополнительной схемы совпадения, второй вход которой предназначен для подключения к выходу Контроль блока

ЧПУ, входы сброса дополнительных триггеров подключены к выходу схемы НЕ, вход которой предназначен для подключения к выходу Контроль блока ЧПУ, третий вход второй допол