Устройство для определения момента затупления режущего инструмента Советский патент 1980 года по МПК B23Q15/16 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МОМЕНТА ЗАТУПЛЕНИЯ РЕЖУЩЕГО ИНСТРУМЕНТА Изобретение относится к станкостроению, а именно к средствам диагностики состояния режущего инструмента в процессе обработки. Известно устройство для определе ния момента затупления металлорежущего инструмента при обработке круп ных деталей и деталей из труднообрабатываемых сталей и сплавов, кото рое содержит датчик состояния инструмента, счетно-решакидую схему, датчик скорости износа инструмента, два сигнум-реле,запоминающий блок и схему совпадения, причем выход датчика скорости износа инструмента подсоединен ко входам сигнум-реле, выход одного из которых подключен к схеме совпадения через запоминающий блок, а выход другого - непосре ственно. Работа устройства основана на изменении знака ускорения износа при уменьшении скорости износа перед началом катастрофического износа . Основными недостатками его являются сложность, низкая помехоустойчивость и узкая область применения. Низкая помехоустойчивость устройств обусловлена отсутствием в нем элементов защиты от действия импульсных помех, всегда присутствующих в реальном сигнале, характеризующем скорость износа. Сигнум-реле, которые должны обеспечить дифференцирование медленноизменяющегося сигнала /характеризующего скорость износа инструмента и определение производной этого сигнала, являются сложнымиэлектронными приборами с низкой помехоустойчивостью . Это устройство можно применять только при определенных видах- обработки, характеризуемых соизмеримостью периода стойкости инструмента с ёГОйаШ1ГНнШГ рШШнём, ё. при точении крупных деталей и деталей из труднообрабатываемых сталей и сплавов. Его нельзя использовать при обработке неметаллических деталей с изменяющимися режимами, например в случае прерывистого реза- ния, когда при переходе инструмента с рабочего хода на холостой происходит скачкообразное уменьшение уровня сигнала, характеризующего скорость износа инструмента до нуля. Такие изменения сигнала, также как и импульсные помехи, генерируемые посторонними источниками, обус785019лавливают ложные определения момента затупления (ложные срабатывания устройства). Целью изобретения является упроще ние устройства, повышение его помехо устойчивости и расширение области применения за.счет устранения влияния импульсных изменений сигнала, характеризующего скорость износа инструмента , на выходной управляющий сигнал и исключения,сигнум-реле. Для этого устройство снабжается бйбкомфйксации максимума сигнала, характеризующего скорость износа инструмёнта , и блоком коррекции,причем выход датчика скорости износа подключен к одному из входов блока фиксации максимума cиVнaлa блока сравнения и вхоДу блока коррекции,выход которого соединен со вторым входом блока фиксации максимума сигнала, к выходу которого подключен второй вхо блока сравнения. Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображена структурная схема устройства; на фиг 2 - диаграмма скорости износа инстру мента. Устройство содержит датчик 1 скорости износа, блок 2 фиксации мак симума сигнала, характеризующего ско рбстьизнЬса инструмента, схему 3 срав11ёния,блок 4 коррекции, датчик 5 состояния инструмента, счетно-решающую схему 6, выдающую сигнал на смену инструмента. Датчик 1 скорости износа инструмента подключен ко входу блока 4 коррекции и к одному из входов блока 2 фиксации максимума сигнала и к од ному из входов блока 3 сравнения, причем к выходу блока 4 коррекции подключен второй вход блока 2 фикса ции максимума, выход которого соеди нён со вторым входом блока 3 сравне ния, к выходу которого подключены последовательно датчик 5 состояния инструмента и счетно-решающая схема - .6. --- Работа устройства основана на ;; ;исп;6Й1&зГО:ВйНйИ иэвёстнбгбсвбШтва скорости износа, заключающегося в е кратковременном уменьшении перед 7 начгёСйсЖ йатастрофичёсКбгб йзнЪйа посадка инструмента (фиг. 2). Устройство работает следующим об разом. (При отсутствии помех блок 4 не,. .влияет на прохождение сигнала датчи ка скорости износа 1 через блок фик сации максимума сигнала. Поэтому сигнал с выхода датчика скорости из носа пЬступает на выходы блока срав нения как, непосредственно, так и через блок фиксации максимума сигна ла, В период нормального износа сиг налы на входах блока сравнения равн повеличине, в результате чего сигнал управления на выходе блока 3 сравнеййя отсутствует. При переходе через точку А на диаграмме скорости износа, характеризующей момент начала уменьшения скорости износа инструмента перед его посадкой, спустя определенное время, задаваемое с помощью блока коррекции, устройство вырабатывает управляющий сигнал на смену инструмента. При наличии в составе сигнала с выхода датчика 1 скорости износа помех блок коррекции 4 в результате анализа этого сигнала вырабатывает, сигнал, запрещающий прохождение сигнала датчика 1 скорости износа через блок 2 фиксации максимума сигнала. При отсутствии сигнала на выходе блока 2 сигнвл на выходе блока 3 сравнения также отсутствует. .Блок фиксации максимума сигнала представляет собой электронное устройство, следящее за величиной входного сигнала и запоминающее его максимум. В частном случае это может быть электрический конденсатор, заряд которого производится напряжением с датчика скорости износа. Блок коррекции состоит из амплитудного временного дискриминатора исхемы совпадения. Этот блок осуществляет анализ амплитудных и временных изменений сигнала с датчика скорости износа в процессе резания и Управляет работой блока фиксации максимума. .. . . Работа блока коррекции поясняется с помощью диаграммы скорости износа инструмента (фиг. 2)и происходит следующим образом. При появлении в составе сигнала с датчика скорости износа импульсных помех, например, в моменты времени , tj|t . . . блок коррекции в результате амплитудного И временного анализов этого .сигнала ввдает на блок фикса.ции максимума сигнал управления . Под действием управляющего сигнала в блоке фиксации максимума стирается зафиксированное ранее до действия помех значение сигнала с датчика скорости износа и фиксируется вновь установившееся после действия помех максимальное значение этбгб сигнала, В отсутствие помех блок коррекции; на основании- результатов анализа сигнала с датчика скорости износа выдает сигнал Запрет стирания. Таким образом, в отсутствие импульсных помех блок коррекции не оказывает влияния на работу блока фиксации максимума. При мер. Проводят обработку исследуемыми инструментами (материал Р 6М5) деталей (материал сталь 45) на токарном станке мод. ТВ320 в ре-жиме прерывистого резания; скорость резания V 50 м/мин, подача S 0,2 мм/об, глубина резания t 0,5 мм. Вылет инструмента d 60 мм. Момент затупления опреде ляют одновременно с помощью,известного и предлагаемого устройства. В результате проведенных измерений было установлено, что известное устройство в течение периода износа инструментов под воздействием импульсных помех и при прекращении про цесса резания выдало (фиг. 1) несколько ложных сигналов на смену инструмента (в моменты времени t - t Предлагаемое устройство выдавало тол ко истинные управляющие сигналы (в момент времени tj,). Таким образом, включение в состав устройства блока фиксации максимума сигнала, характеризующего скорость износа блока коррекции и блока сравнения, выполненного в виде когипарато ра напряжений, позволила упрбстить его схему, повысить помехоустойчивость и расширить область применения Формула изобретения Устройство для определения момента затупления режущего инструМента, содержащее датчик скорости износа инструмента, связанный с блоком сравнения,к которому последовательно подключены датчик состояния инструмента и, счетно-решающая схема, отличающееся тем, что, с целью повышения помехоустойчивости устройства, упрощения его и расширения области применения в него введены блок фиксации максимума сигНсша и блок коррекции, а блок срав-. нения выполнен в виде компаратора напряжения, причем выход датчика скорости износа подключен к одному из входов блока фиксаций максимума сигнала, блока сравнения и входу блока коррекции, выход которого соединен со вторым входом блока фиксаций максимума сигнала г к выходу которого подключен второй вход блока сравнения.. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 547325, кл. В 23 i 15/00, 1977.