Устройство для измерения износа режущего инструмента Советский патент 1981 года по МПК G01N3/58 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ИЗНОСА Изобретение относится к измерению величины износа режущих инструментов и может быть применено для автоматического управления процессом резания на металлообрабатывающих станках. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является устройство д измерения износа режущего инструмен та, содержащее датчик вибраций, уси литель, вход которого подключен к выходу датчика вибраций, подключенные к выходу усилителя низкочастотный канал, образованный последовательно соединенными полосовым филь ром низких частот и детектором, и в сокочастотный канал, образованный последовательно соединенными полосо вым фильтром высоких частот и вторы детектором Г1 Однако данное устройство не исключает нежелательного влияния внеш них факторов обработки, таких как и менение режимов резания-, изменение геометрической формы деталей, изменение положения инструмента. Цель изобретения - повышение точ .ности измерения. РЕЖУЩЕГО ИНСТРУМЕНТА Это достигается тем, что устройство снабжено дополнительными высокочастотными и низкочастотными каналами, блоками масштабирования в каждом канале, входы которых подключены к выходам детекторов, и блоком суммирования, подключенным к выходам блоков масштабирования. На чертеже представлена блок-схема устройства. Устройство для измерения износа режущего инструмента содержит датчик 1 вибраций, подключенный на вход усилителя 2, первый канал, образованный фильтром 3, подключенным к выходу усилителя 2, выход фильтра 3 подключен ко входу детектора 4, выход которого подключен ко. входу блока 5 масштабирования, второй канал, образованный фильтром 6, подключенным к выходу предварительного усилителя 2, выход фильтра 6 подключен ко входу детектора 7, выход которого подключен ко входу блока 8 масштабирования и т.д., п -ный канал, образованный фильтром 9, подключенным к выходу усилителя 2, выход фильтра 9 подключен ко входу детектора 10, выход которого подключен ко входу блока 11 ..масштабирования, выход блоков 5,8...

11масштабирования подключен к блоку

12суммирования.

Устройство работает следующим образом.

Виброакустический сигнал от датчика 1, установленного на режущем инструменте, подается на усилитель 2 Выходной сигнал усилителя разделяется на п составляющих фильтрами 3, 6. ,9. Выходные сигналы фильтров детектируются детекторами ,4, 7... 10, после чего поступают в блоки 5, В... 11 масштабирования. Выходные сигналы блоков масштабирования поступают в блок 12 суммирования, формирующий сигнал, пропорциональный износу режущего инструмента.

В процессе резания лезвие режущего инструмента подвергается износу и с .увеличением величины износа режущего инструмента увеличивается уровень сигнала, генерируемого вибродатчиком 1, в спектре частот 0...50 кГц 4, причем рост уровня сигнаша в разных частях спектра протекает неодинаково. Придание одинаковой значимости каждому каналу про исходит в блоках 5, 8, 11 масштабирования, в KOTOpbfx производят деление текущего значения сигнала на максимальное значение его для данного канала. Применение блоков масштабирования дает возможность использовать в устройстве для измерения износа режущего инструмента заранее заданное количество каналов п макс.Максимальное количество каналовf определяют по выражению

Ямакс макс.

где Л

-максимальный спектр

мдкс. частот, используемый для измерения величины износа инструмента (ограничивается техническими возможностями датчика и измерительной системы);

Д

-минимсушный частотный

1ЛИН. диапазон каждого канал

(ограничивается дисперсией и постоянной времени усреднения уровня сигнала каждого канала) .

Увеличение количества каналов позволяет значительно повысить точность измерения величины износа режущего инструмента. Это связано с тем, что искажения сигналов, вызванные нестабильностью внешних факторов обработки, являются случайными величинами и при сложении друг с другом частично компенсируются.

Формула изобретения

Устройство для измерения износа режущего инструмента, содержащее датчик вибраций, усилитель, вход которого подключен к выходу датчика вибраций, подключенные к выходу усилителя низкочастотный канал, образованный последовательно соединенными полосовым фильтром низких частот и детектором, и высокочастотный канал, образованный последовательно соединенными полосовым фильтром высоких частот и вторым детектором, отличатощееся тем, что, с целью повышения точности, оно снабжено дополнительными высокочастотными и Низкочастотными каналами, блоками масштабирования в каждом канале,входы которых подключены к выходам детекторов, и блоком суммирования,: подключенным к выходам блоков масштабирования .

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Вайхбродт и др. Определение износа инструмента по уровню звука при токарной обработке. Труды американского общества инженеров-механико Серия В Конструирование и технология машиностроения, № 3, 1969 (прототип) .