Устройство для определения момента затупления режущего инструмента Советский патент 1989 года по МПК G01N3/58 

4

t1

Изобретение относится к автоматическому определению режущих свойств инструментов и может быть использовано на автоматических линиях и станках с программным управлением, в

частности в гибком автоматическом

производстве, и станках с программным управлением, работактоим в режиме безлюдной технологии.

Целью изобретения является повьппе- ние достоверности определения момента затупления режущего инструмента путем непрерывного определения износа режущего инструмента и момента кри- тического затупления режущего инструмента до возникновения автоколебаний в упругой системе станка.

На чертеже изображена блок-схема устройства.

Устройство состоит из датчика 1 вибрации, соединенного с ним усилителя 2, соединенного с усилителем 2 блока 3 нелинейности, соединенных с последним п высокочастотных каналов, состоящих из соединенных последовательно фипьтра 4, детектора 5 и схемы 6 сравнения, командного канала, состоящего из фкпьтра 7, детектора 8 блока 9 автоматической настройки час тоты фильтров по амплитуде выходного сигнала, логического элемента И 10, входы которого соединены с выходами каждого из п высокочастотньпс каналов задатчика 11 пороговых значений, выходы которого подключены к вторым входам схем 6 сравнения в каждом из п каналов,п-1 блоков 12 умножения, входы которых подключены к выходу

блока 9 автоматической настройки час

тоты фильтров, а выходы - к управляющим входам УЗКОПОЛОСНЫХ перестраиваемых фильтров 4 (в первом канале вход фильтра 4 связан непосредственно с выходом блока 9), вычислительного блока 13, вход которого подключен к вьгходу детектора 5 первого канала. - Устройство работает следующим образом.

Сигнал от датчика 1 вибрации (например, пьезоакселерометра), установленного на инструментальном блоке либо другом узле станка, подается на предварительный усилитель 2. После усиления сигнал в период нормальной работы инструмента проходит без иска жения через блок 3 нелинейности за счет наличия линейного участка, при приближении износа к критической ве

,

«

о

5

20

25 Q

35

40

50

55

14- 2

личине сигнал в блоке 3 ограничивается по амплитуде. С помощью фильтра 7 с постоянной полосой пропускания выделяется полоса частот, содержащая собственную частоту инструмента, сигнал детектируется детектором 8 и подается На вход блока 9 автоматической настройки частоты фильтра по амплитуде выходного сигнала, с выхода блока 9 подается информация о частоте сос- тавлякщей максимальной амплитуды на звенья настройки узкополосных перестраиваемых фильтров 4, один из которых в первом канале настраивается на частоту составляющей максимальной амплитуды - собственную частоту инструмента, а другие с помощью блоков 12 умножения - на частоты, в 2, 3... раа большие. Составляющие, выделенные фильтрами 4, детектируются детекторами 5. В схемах 6 сравнения сравниваются уровни каждой составляющей с соответствующим пороговым значением, при превышении которого подается напряжение на элемент. И 10. В том случае, если все составляющие превысят соответствующие пороговые значения, элемент И 10 вьщает сигнал о затуплении инструмента. Полочка в характеристике блока 3 нелинейности выбирается таким образом, чтобы сигнал ограничивался до наступления автоколебаний в технологической системе станка. При ограничении сигнала в его спектре появятся гармоники на частотах, кратных собственной частоте инструмента, и элемент И 30 вьщает в устройство числового программного управления (УЧПУ) сигнал о приближении величины износа к критическому по критерию виброустойчивости значению. В функции вычислительного блока 13, в качестве которого может быть использована, например, микроЭВМ, включенная в состав либо УЧПУ станка, либо системы диагностики участка (линии, цеха), входиту программное определение по уровню сигнала в первом канале величины износа инструментов и выдача сигнала о величине износа для последующей коррекции положения исполнительного органа станка.

Формула изобретения

Устройство для определения момента затупления режущего инструмента на станках с ЧПУ, содержащее последовательно соединенные датчик вибраций, усилитель и командный канал, который выполнен в виде последовательно соединённых фильтра, детектора и блока автоматической настройки частоты фильтров по амплитуде входного сигнала, подключенные к выходу усилителя п высокочастотных каналов, состоящие каждый из последовательно соединенных второго фильтра, второй вход которого соединен с выходом блока автоматической настройки частоты фильтров, второго детектора и схемы сравнения, логический элемент И, входы которого соединень: с выходами схем сравнения, задатчик пороговых значений, выходы которого подключены к

вторым входам схем сравнения, и п-1 блоков умножения, входы которых подключены к выходу блока автоматической настройки частоты фильтров, а выходы - к вторым входам п-1 вторых фильтров, отличающееся тем, что, с целью повышения достоверности определения момента затупления режущего инструмента, оно снабжено блоком нелинейности, вход которого соединен с выходом усилителя, а выход - с входами п высокочастотных и командного каналов, и вычислительным блоком, вход которого соединен с выходом детектора первого высокочастотного канала, а выход предназначен для соединения с ЧПУ станка.

Изобретение относится к автоматическому определению режущих свойств инструментов и может быть использовано на автоматических линиях и станках с программным управлением. Целью изобретения является повышение достоверности определения момента затупления режущего инструмента путем непрерывного определения износа режущего инструмента и момента критического затупления режущего инструмента до возникновения автоколебаний. Устройство состоит из датчика 1 вибраций, усилителя 2, командного канала, соединенного с последним, и N высокочастотных каналов, подключенных к логическому элементу И 10. В устройство введены блок нелинейности 3, вход которого соединен с выходом усилителя 2, а выход - с входами командного и высокочастотных каналов, и вычислительный блок 13, подключенный к выходу детектора первого высокочастотного канала. 1 ил.

Редактор С.Пекарь

Составитель Р.Канзафаров

Техред М.Ходаннч Корректор О.Кравцова

Заказ 1602/46

Тираж 788

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям npvi ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Пронзводственно-издатйльский -комбинат Патент, г.Ужгород, vji. Г ягарина, 101

Подписное