[go: up one dir, main page]

RU1798042C - Device for testing failure of cutting tool - Google Patents

Device for testing failure of cutting tool

Info

Publication number
RU1798042C
RU1798042C SU894768842A SU4768842A RU1798042C RU 1798042 C RU1798042 C RU 1798042C SU 894768842 A SU894768842 A SU 894768842A SU 4768842 A SU4768842 A SU 4768842A RU 1798042 C RU1798042 C RU 1798042C
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
output
input
comparator
low
pass filter
Prior art date
Application number
SU894768842A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Григорьевич Поздняков
Борис Савельевич Андреев
Original Assignee
А.Г.Поздн ков и Б.С.Андреев
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by А.Г.Поздн ков и Б.С.Андреев filed Critical А.Г.Поздн ков и Б.С.Андреев
Priority to SU894768842A priority Critical patent/RU1798042C/en
Application granted granted Critical
Publication of RU1798042C publication Critical patent/RU1798042C/en

Links

Landscapes

  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

Использование: область машиностроени , в частности станкостроение, дл  защиты металлорежущего оборудовани  при обработке детали при аварийных ситуаци х, св занных с разрушением режущего инструмента . Сущность: устройство содержит последовательно соединенные датчик 1 вибраций, усилитель 2. детектор 3, ключ 4, фильтр 5 низких частот, устройство выборки-хранени  б, вычитающее устройство 7, вычитающий вход которого подключен к выходу фильтра 5 низких частот, а выход - к первому входу двухпол рного компаратора 8, второй вход которого соединен с масштабным преобразователем 9, второй двух- входовый элемент И 10 и блок управлени  11. Усилитель 12 с регулируемым коэффициентом подключен к выходу датчика 1 вибраций , а его вход соединен с одним из входов компаратора 13, второй вход которого подключен к выходу фильтра 5 низких частот, а выход - к входу первого двухвходового элемента И 14, второй вход которого через элемент временной задержки 16 соединен с выходом компаратора 15 наличи  резани , сигнальный вход которого подключен к выходу фильтра 5 низких частот, а на опорный вход подаетс  напр жение уставки. 9 ил. ел СUsage: the field of mechanical engineering, in particular machine tool engineering, for the protection of metal-cutting equipment during part processing in emergency situations associated with the destruction of the cutting tool. Essence: the device contains a series-connected vibration sensor 1, amplifier 2. detector 3, key 4, low-pass filter 5, sample-storage device b, subtractor 7, the subtracting input of which is connected to the output of the low-pass filter 5, and the output to the first the input of the bipolar comparator 8, the second input of which is connected to the scale converter 9, the second two-input element And 10 and the control unit 11. The amplifier 12 with an adjustable coefficient is connected to the output of the vibration sensor 1, and its input is connected to one of the inputs s of the comparator 13, the second input of which is connected to the output of the low-pass filter 5, and the output is connected to the input of the first two-input element And 14, the second input of which through the time delay element 16 is connected to the output of the comparator 15 by the presence of cutting, the signal input of which is connected to the output of the filter 5 low frequencies, and a reference voltage is applied to the reference input. 9 ill. ate with

Description

vj юvj y

0000

оabout

1ЧЭ1ChE

(ptf.1(ptf.1

Изобретение относитс  к машиностроению , в частности к станкостроению, предназначено дл  защиты металлорежущего оборудовани  обрабатываемой детали при аварийных ситуаци х, св занных с разрушением режущего инструмента в процессе механической обработки, и может быть использовано дл  диагностики процесса резани . . / - .: The invention relates to mechanical engineering, in particular to machine tool manufacturing, and is intended to protect the metal-cutting equipment of the workpiece in emergency situations associated with the destruction of the cutting tool during machining, and can be used to diagnose the cutting process. . / -.:

Целью изобретени   вл етс  повышение достоверности определени  момента разрушени  режущего инструмента путем исключени  дополнительного подзар да; емкости фильтра низких частот при всплесках сигнала ВАЗ, путем замены периодической операции выборки-хранени  сигнала с выхода фильтра низких частот на однократную и путем исключени  необходимости в корректировке в процессе резани  значени  уставки дл  формировани  команды на сравнение среднего значени  сигнала ВАЗ до и после всплеска .входного сигнала. .. ;/ , ,. : . .;The aim of the invention is to increase the reliability of determining the moment of destruction of the cutting tool by eliminating additional recharge; the capacitance of the low-pass filter during bursts of the VAZ signal by replacing the periodic operation of sampling and storing the signal from the output of the low-pass filter with a one-time operation and eliminating the need to adjust the setting value during cutting to form a command to compare the average value of the VAZ signal before and after the burst. signal. ..; /,,. :. .;

Низка  достоверность определени  момента разрушени  режущего инструмента в прототипе обусловлена тем/что при произвольном , расположении во времени моментов выборки напр жени  с выхода фильтра низких частот и начала анализа изменени  его величины, выполн емого каждый раз после превышени  пиковым значением сигна-. ла ВАЗ величины уставки, возможно совпадение этих моментов, что приводит к запоминанию в устройстве выборки-хранени  величины сигнала, действующего в период переходного процесса, которое существенным образом отличаетс  от величины сигнала, соответствующего нормальному ходу процесса резани  и предшествующего по влению импульсного изменени  сигнала. В результате в процессе дальнейшей обработки сигнала будет получен ошибочный результат.The low reliability of determining the moment of destruction of the cutting tool in the prototype is due to the fact that with an arbitrary arrangement in time of the moments of sampling the voltage from the output of the low-pass filter and the beginning of the analysis of the change in its value, performed each time after exceeding the peak value of the signal. For example, a coincidence of these moments is possible, which leads to storing in the sample-storage device the value of the signal acting during the transient period, which differs significantly from the value of the signal corresponding to the normal course of the cutting process and preceding the appearance of a pulse change in the signal. As a result, during the further processing of the signal, an erroneous result will be obtained.

Устранение описанного недостатка достигаетс  путем замены ранее существовавшей в прототипе непрерывной операции выборки-хранени  однократной, осуществл емой только один раз при наличии резкого по уровню возрастани  сигнала ВАЗ и достижени  им. значени  уставки. При этом обеспечиваетс  соответствие запоминаемого в устройстве выборки-хранени  сигнала сигналу с выхода фильтра низких частот, соответствующему нормальному ходу процесса резани  и предшествующему возникновению всплеска сигнала ВАЗ,св занного либо с разрушением режущего инструмента ., либо со случайными возмущени ми в системе СПИД. В этом случае значительноThe elimination of the described drawback is achieved by replacing the continuous one-time sampling and storage operation that previously existed in the prototype with a single operation, which is carried out only once in the presence of a sharp increase in the level of the WHA signal and its achievement. setpoint value. This ensures that the signal stored in the sampling and storing device corresponds to the signal from the low-pass filter output, corresponding to the normal course of the cutting process and the previous occurrence of a VAZ signal burst, which is associated either with the destruction of the cutting tool. Or with random disturbances in the AIDS system. In this case, significantly

упрощаетс  управление устройством выборки-хранени .simplified management of the fetch-storage device.

Уменьшение времени аппаратурного анализа устройства (времени реакции) обеспечиваетс  за счет устранени  подзар да емкости фильтра низких частот при импульсных возрастани х (всплесках) сигнала ВАЗ. Дл  этого между выходом детектора и входом фильтра низких частот введен управл емый ключ. Управление ключом 4 осуществл етс  с помощью одновибратора. При по влении всплеска сигнала ВАЗ сра- . батывает компаратор и запускает одновиб- ратор, который на врем  действи  всплескаReducing the hardware analysis time of the device (reaction time) is ensured by eliminating the recharging of the low-pass filter capacitance during pulsed increases (bursts) of the WHA signal. To do this, a controlled key is inserted between the output of the detector and the input of the low-pass filter. Key 4 is controlled by a single vibrator. When a burst of VAZ signal cp- appears. starts the comparator and starts the one-shot, which for the duration of the burst

размыкает ключ, и емкость фильтра низких частот при этом оказываетс  отключенной от выхода детектора.the key opens, and the low-pass filter capacitance is thus disconnected from the detector output.

Если всплеск сигнала ВАЗ был вызван разрушением режущего инструмента и сигнал ВАЗ ввиду этого уменьшилс , то приIf the burst of the VAZ signal was caused by the destruction of the cutting tool and the VAZ signal therefore decreased, then at

последующем проведении, анализа измене ни  напр жени  на емкости фильтра низкихsubsequent analysis of changes in voltage on the filter capacitance low

частот нет необходимости учитывать врем ,frequencies there is no need to take into account the time

.за которое должна была бы разр дитьс  емкость фильтра низких частот от напр жени , обусловленного всплеском сигнала ВАЗ, до напр жени , предшествующему всплеску. Длительность времени нахождени  ключа в разомкнутом состо нии выбираетс  в пределах 5-10 мс и зависит от демпфирующих свойств конкретной упругой системы станок - приспособление - инструмент - деталь. (СПИД) и определ етс  временем переход- . for which the low-pass filter capacitance would have to be discharged from the voltage due to the burst of the VAZ signal to the voltage preceding the burst. The length of time the key is in the open state is selected within 5-10 ms and depends on the damping properties of a particular elastic system: machine - tool - tool - part. (AIDS) and is determined by the transition time -

ного процесса, возникающего в системеprocess occurring in the system

СПИД при по влении импульсного возмущени . . ....-,... AIDS with impulse disturbance. . ....-, ...

Адаптаци  устройства к типу обрабатываемого материала достигаетс  за счет введени  плавающей уставки вместо ееAdaptation of the device to the type of material being processed is achieved by introducing a floating setpoint instead of

фиксированного значени  в прототипе. Это позвол ет избавитьс  от необходимости корректировать значение уставки в процессе обработки одной детали, так как даже в этом случае возможны изменени  сигналаfixed value in prototype. This eliminates the need to adjust the set value during processing of one part, since even in this case signal changes are possible

по величине в пределах 20 дБ и более.in magnitude within 20 dB or more.

Необходимость корректировки значени  уставки вызываетс  возможностью уменьшени  сигнала ВАЗ до такой величины , что даже при значительных импульсныхThe need to adjust the setpoint value is caused by the possibility of reducing the VAZ signal to such a value that even with significant pulse

увеличени х сигнала его пиковые значени  не смогут превысить значение уставки и в результате возможен пропуск фиксации момента разрушени  режущего инструмента. С другой стороны, возможно такое увеличекие сигнала ВАЗ, что его пиковые значени  даже в ходе нормального протекани  процесса обработки могут превышать величину уставки, что будет  вл тьс  источником ложных срабатываний.As the signal increases, its peak values cannot exceed the setting value and as a result, it is possible to skip fixing the moment of destruction of the cutting tool. On the other hand, it is possible that the VAZ signal is so large that its peak values, even during the normal course of the processing process, can exceed the setpoint value, which will be a source of false positives.

Вышеизложенное объ сн ет необходимость корректировки значени  уставки дл  каждого технологического перехода.The foregoing explains the need to adjust the setpoint value for each process step.

Использование же в качестве уставки усредненного значени  сигнала ВАЗ избавл ет от необходимости корректировки значени  уставки в течение обработки одной детали. Корректировка значени  уставки будет необходима только при изменении типа обрабатываемого материала.Using the average value of the VAZ signal as the setpoint eliminates the need to adjust the setpoint value during processing of one part. Correction of the setpoint value will only be necessary if the type of material being processed is changed.

На фиг, 1 приведена функциональна  схема за вл емого устройства; на фиг. 2 - функциональна  схема устройства выборки-хранени ; на фиг. 3 - функциональна  схема двухпол рного компаратора; на фиг. 4 - электрическа  схема одновибраторов; на фиг. 5 - электрическа  схема фильтра низких частот; на фиг. 6 -электрическа  схема элемента временной задержки; на фиг, 7 - форма сигналов с выходов усилител  и фильтра низких частот; на фиг. 8 - форма напр жени  на конденсаторе фильтра низких частот при всплеске сигнала ВАЗ; на фиг. 9 - временные диаграммы работы устройства.Fig. 1 is a functional block diagram of the claimed device; in FIG. 2 is a functional diagram of a retrieval-storage device; in FIG. 3 is a functional diagram of a bipolar comparator; in FIG. 4 - electrical diagram of single vibrators; in FIG. 5 is a circuit diagram of a low pass filter; in FIG. 6 is an electrical diagram of a time delay element; on Fig, 7 - waveform from the outputs of the amplifier and low-pass filter; in FIG. 8 is a voltage waveform across a capacitor of a low-pass filter when a VAZ signal burst; in FIG. 9 is a timing diagram of the operation of the device.

Устройство содержит последовательно соединенные датчик 1 вибраций, усилитель 2, детектор 3, ключ 4, фильтр 5 низких частот , устройство выборки-хранени  6, вычитающее устройство 7, вычитающий вход которого подключен к выходу фильтра 5 низких частот, а выход подключен к первому входу двухпол рного компаратора 8, второй вход которого соединен с масштабным преобразователем 9, второй двухвходовый элемент И 10 и блок управлени  11.The device contains a series-connected vibration sensor 1, amplifier 2, detector 3, key 4, low-pass filter 5, a sampling-storage device 6, a subtracting device 7, the subtracting input of which is connected to the output of the low-pass filter 5, and the output is connected to the first input of the two-pole a comparator 8, the second input of which is connected to a scale converter 9, a second two-input element And 10 and a control unit 11.

Усилитель 12 с регулируемым коэффи- циентом подключен к выходу датчика 1 вибраций , а его вход соединен с одним из входов компаратора 13, второй вход которого подключен к выходу фильтра 5 низких частот, а выход - к входу первого двухвхо- дового элемента И 14, второй вход которого через элемент временной задержки 16 соединен с выходом компаратора 15 наличи  резани , сигнальный вход которого подключен к выходу фильтра 5 низких частот, а на опорный вход подаетс  напр жение уставки . ... . - . .. .-. .-./.An amplifier 12 with an adjustable coefficient is connected to the output of the vibration sensor 1, and its input is connected to one of the inputs of the comparator 13, the second input of which is connected to the output of the low-pass filter 5, and the output to the input of the first two-input element And 14, the second the input of which through the time delay element 16 is connected to the output of the comparator 15 by the presence of cutting, the signal input of which is connected to the output of the low-pass filter 5, and the set voltage is applied to the reference input. ... -. .. .-. .-. /.

Устройство выборки-хранени  6 содержит управл емый ключ 19, запоминающий конденсатор 20 и операционный усилительThe sampling-storage device 6 contains a controlled key 19, a storage capacitor 20 and an operational amplifier

21. . ... . . :21.. ... . :

Двухпол рный компаратор 8 может быть выполнен по структурной схеме, приведенной на фиг. 3. Он состоит и двух обычных компараторов, на инвертирующие входы которых подаетс  опорное напр жение , а на неинвертирующйе входы подаетс  входное напр жение, причем на один компаратор оно поступает непосредственно с выхода вычитающего устройства 7, а на другой компаратор - через инвертирующий усилитель с единичным коэффициентом усилени .The bipolar comparator 8 can be made according to the block diagram shown in FIG. 3. It consists of two conventional comparators, on the inverting inputs of which a reference voltage is supplied, and on the non-inverting inputs, an input voltage is supplied, moreover, it goes to one comparator directly from the output of the subtracting device 7, and to the other comparator through an inverting amplifier with a unit gain factor.

Одновибраторы 17 и 18 выполнены по схеме, приведенной на фиг. 4. Их запуск осуществл етс  импульсом положительной пол рности с длительностью переднегоThe single vibrators 17 and 18 are made according to the circuit shown in FIG. 4. They are triggered by a pulse of positive polarity with the duration of the front

фронта не менее 25 ... 100 не. Фильтр 5 низких частот выполнен по стандартной схеме, представленной на фиг. 5.front not less than 25 ... 100 not. The low-pass filter 5 is made according to the standard circuit shown in FIG. 5.

Элемент временной задержки 16 может быть выполнен по схеме, приведенной наThe time delay element 16 can be performed according to the scheme shown in

фиг. 6. Его работа происходит следующим образом: в исходном состо нии на выходе операционного усилител  присутствует отрицательный потенциал, т.е. на его инвертирующий вход подаетс  положительноеFIG. 6. His work is as follows: in the initial state, a negative potential is present at the output of the operational amplifier, i.e. positive input is applied to its inverting input

напр жение, задаваемое делителем R4, R5, а на неинвертирующем входе при отсутствии сигнала присутствует нулевой потенциал . При срабатывании компаратора наличи  резани  15 (см. фиг. 1) на R1 подаетс  положительный потенциал, равный 12-13 В, емкость С1 начинает зар жатьс  и через врем , определ емое посто нной вре- . мени , напр жение на ней сравн етс , а затем и превысит потенциал,voltage specified by the divider R4, R5, and at the non-inverting input in the absence of a signal there is a zero potential. When the comparator triggers the presence of cutting 15 (see Fig. 1), a positive potential of 12-13 V is applied to R1, the capacitance C1 starts to charge and after a time determined by a constant time. The voltage on it is compared, and then it will exceed the potential,

задаваемый делителем R4, R5. При этом происходит срабатывание операционного усилител  ДА и на его выходе по вл етс  положительный потенциал. При исчезновении сигнала на входе элемента временнойdefined by the divider R4, R5. In this case, the operational amplifier YES is triggered and a positive potential appears at its output. When the signal disappears at the input of the time element

задержки сигнал на выходе ДА( измен ет знак через врем , определ емое посто нной времени цепи разр да rp RSKB. CI, где Рэкв. R1 + R2 + R3.delay signal at the output YES (changes sign after a time determined by the time constant of the discharge circuit rp RSKB. CI, where Req. R1 + R2 + R3.

Устройство вырабатывает сигнал, свидетельствующий о разрушении режущего инструмента при одновременном наличии двух следующих условий.The device generates a signal indicating the destruction of the cutting tool under the simultaneous presence of the following two conditions.

Первое условие - это превышение установки , снимаемой с выхода фильтра 5 низких частот, мгновенным значением сигнала ВАЗ, усиленного с помощью усилител  12 с регулируемыми коэффициентом усилени . Второе условие - это относительное изменение усредненного значени  сигнала ВАЗThe first condition is that the setting removed from the output of the low-pass filter 5 is exceeded by the instantaneous value of the VAZ signal amplified by an amplifier 12 with adjustable gain. The second condition is a relative change in the average value of the VAZ signal

на величину не менее (25 ... 35)%. Такое значение было получено после v-йализа изменени  усредненного сигнала ВАЗ, св занного с разрушением режущего инструмента.by no less than (25 ... 35)%. This value was obtained after v-analysis of the change in the average VAZ signal associated with the destruction of the cutting tool.

Устройство работает следующим образом ..The device operates as follows ..

Сигнал ВАЗ из зоны резани  воспринимаетс  датчиком вибрации 1, усиливаетс  с помощью усилител  2, а также подаетс  наThe VAZ signal from the cutting zone is sensed by vibration sensor 1, amplified by amplifier 2, and also fed to

усилитель 12 с регулируемым коэффициентом усилени . Соотношение между коэффициентами усилени  этих усилителей выбираетс , исход  из следующих соображений . При нормальном ходе процесса обработки сигнал ВАЗ, преобразованный в электрический сигнал с помощью датчика 1 вибраций и усиленный с помощью усилител  2, имеет вид, представленный на фиг. 7а. После его прохождени  через детектор 3, ключ 4 и фильтр 5 низких частот происходит формирование среднего значени  сигнала, приведенного на фиг. 76. Следует отметить, что посто нна  времени детектора 3 определ етс  полосой пропускани  информационного канала системы СПИД и выбираетс  в пределах (0,1-2) мс. Посто нна  времени фильтра низких частот 5 св зана со степенью нестационарности сигнала ВАЗ и выбираетс  в пределах 20-50 мс.variable gain amplifier 12. The ratio between the amplification factors of these amplifiers is selected based on the following considerations. In the normal course of the processing process, the VAZ signal, converted into an electrical signal by means of a vibration sensor 1 and amplified by an amplifier 2, has the form shown in FIG. 7a. After it passes through the detector 3, the key 4 and the low-pass filter 5, the average signal value shown in Figs. 76. It should be noted that the time constant of detector 3 is determined by the bandwidth of the information channel of the AIDS system and is selected within (0.1-2) ms. The low-pass filter time constant 5 is associated with the degree of non-stationarity of the WHA signal and is selected within 20-50 ms.

Среднее значение сигнала ВАЗ используетс  в качестве уставки дл  формировани  с помощью компаратора 13 команды дл  проведени  оценки изменени  значе ни  сигнала с выхода фильтра 5 низких частот после всплеска ВАЗ. Как видно, из фиг. 7, соотношение между величинами среднего значени  сигнала и максимальными мгновенными значени ми составл ет 5-6 раз, а при обработке труднообрабатываемых материалов это соотношение может быть 20- 25 раз, и следовательно, дл  формировани  значени  уставки, превышающего максимальные мгновенные значени  сигнала ВАЗ. коэффициент усилени  усилител  12 с регулируемым коэффициентом усилени  должен измен тьс  от 5 до 25 раз в зависимости от марки обрабатываемого материа- ла. Таким образом, уставка дл  формировани  команды на сравнение  вл етс  плавающей, т.е. м ен етс  самосто тельно в зависимости от режимов обработки. Принудительно измен ть соотношение между величиной среднего значени  сигнала и максимальными мгновенными значени ми сигнала необходимо только один раз при смене марки обрабатываемого материала. Дл  этого измен ют коэффициент усилени  усилител  12 с регулируемым коэффициентом усилени . Команда на проведение анализа изменени  сигнала формируетс  при превышении мгновенным значением сигнала ВАЗ, усиленного с помощью усилител  12 с регулируемым коэффициентом усилени , значени  плавающей уставки, определ емого величиной напр жени , снимаемого с выхода фильтра 5 низких частот и соответствующего текущему среднему значению сигнала ВАЗ.The average value of the WHA signal is used as a setpoint to generate a command using comparator 13 to evaluate the change in the value of the signal from the output of the low-pass filter 5 after a burst of WHA. As can be seen from FIG. 7, the ratio between the average signal value and the maximum instantaneous values is 5-6 times, and when processing difficult materials, this ratio can be 20-25 times, and therefore, to form a setpoint value exceeding the maximum instantaneous values of the VAZ signal. the gain of the amplifier 12 with an adjustable gain should vary from 5 to 25 times depending on the grade of the material being processed. Thus, the setting for generating the comparison command is floating, i.e. varies independently depending on the processing conditions. Forcibly changing the ratio between the average signal value and the maximum instantaneous signal values is necessary only once when changing the brand of the processed material. To this end, the gain of the amplifier 12 is adjusted with an adjustable gain. The command to analyze the change in the signal is generated when the instantaneous value of the VAZ signal amplified by the amplifier 12 with an adjustable gain exceeds the value of the floating setpoint, determined by the voltage value taken from the output of the low-pass filter 5 and corresponding to the current average value of the VAZ signal.

Дл  нормальной работы устройства коэффициент усилени  усилител  12 с регулируемым коэффициентом усилени  выбирают таким, чтобы максимальныеFor normal operation of the device, the gain of the amplifier 12 with an adjustable gain is chosen so that the maximum

мгновенные значени  сигнала на его выходе достигали значени  плавающей1.1 уставки только при критическом износе режущего инструмента. Кроме того, с выхода фильтра 5 низких частот сигнал также поступает наthe instantaneous values of the signal at its output reached a floating value of 1.1 set point only at critical wear of the cutting tool. In addition, from the output of the low pass filter 5, the signal is also fed to

0 один вхбдкомпаратора 15 наличи  резани . На второй его вход подаетс  опорное напр жение Uo. Компаратор 15 наличи  резани  служит дл  разрешени  работы устройства при по влении сигнала резани . Величина0 one input 15 comparator presence of cutting. A reference voltage Uo is applied to its second input. A cutter comparator 15 is used to enable the device to operate when a cut signal appears. Value

5 опорного напр жени  U0 выбираетс  такой, чтобы с некоторым запасом превосходить сигналы помех, т.е.. сигналы, не св занные с процессом резани , которые возникают при быстрых перемещени х суппорта, при вра0 щении инструментальной револьверной головки и т.п.5, the reference voltage U0 is selected so as to surpass interference signals with some margin, i.e., signals not related to the cutting process that occur during rapid movements of the caliper, when the tool turret rotates, etc.

Элемент временной задержки 16 осуществл ет задержку как на по вление сигнала , так и на его исчезновению. ЗадержкаThe time delay element 16 delays both the appearance of the signal and its disappearance. Delay

5 на по вление сигнала необходима дл  того, чтобы избежать ложного срабатывани  при врезании режущего инструмента в деталь. Это св зано с опережающим по влением на компараторе, 13 быстромен ющегос  сигна0 ла с выхода усилител  12 с регулируемым коэффициентом усилени  по отношению к усредненному сигналу с выхода фильтра 5 низких частот. Величина задержки выбира-. етс  равной 5-10 мс, т.к. за это врем  сиг5 нал на выходе фильтра 5 низких частот успевает прин ть установившеес  значение . Задержка на исчезновение сигнала необходима дл  того, чтобы в случае прерывистого резани  при отсутствии кон0 такта режущего инструмента с деталью на этот период времени Не происходило изменение режима работы устройства. Величина задержки выбираетс  равной 0,5-1 с.5, the appearance of a signal is necessary in order to avoid false triggering when the cutting tool is cut into the part. This is due to the leading occurrence on the comparator, 13 of the rapidly increasing signal from the output of amplifier 12 with an adjustable gain relative to the averaged signal from the output of low pass filter 5. The amount of delay select-. It is equal to 5-10 ms, because during this time, the signal at the output of the low pass filter 5 manages to take on a steady value. A signal disappearance delay is necessary so that in the case of intermittent cutting in the absence of contact between the cutting tool and the part for this period of time, the operating mode of the device does not change. The delay value is selected to be 0.5-1 s.

Необходимость введени  ключа 4 за5 ключаетс  в предотвращении зар да конденсатора , фильтра 5 низких частот при всплеске сигнала ВАЗ. Это позвол ет выполн ть сравнение среднего значени  сигнала до всплеска и после всплеска черезThe need to introduce a key 4 is to prevent the charging of a capacitor, a low-pass filter 5 when a VAZ signal bursts. This allows a comparison of the average signal before burst and after burst through

0 интервал времени, определ емый только длительностью переходного процесса в упругой системе СПИД и значением посто нной времени фильтра 5 низких частот. Иллюстраци  изменени  напр жени 0 is the time interval determined only by the duration of the transient process in the elastic AIDS system and the value of the time constant of the low pass filter 5. Voltage change illustrations

5 на конденсаторе при отсутствии и наличии ключа приведена на фиг. 8. После всплеска сигнала возникает переходный процесс в упругой системе станка длитедьностью 5-10 мс, в течение которого при отсутствии ключа напр жение на конденсаторе фильтра 55 on the capacitor in the absence and presence of a key is shown in FIG. 8. After a signal surge, a transient occurs in the elastic system of the machine with a duration of 5-10 ms, during which, in the absence of a switch, the voltage across the filter capacitor 5

низких частот возрастает до некоторой величины , св занной с амплитудой всплеска, как показано на фиг. 86. Затем, если сигнал принимает меньшее, чем до всплеска значение , происходит уменьшение напр жени  за врем , определ емое посто нной времени фильтра 5 низких частот. При наличии ключа и его размыкании в момент по влени  всплеска на врем , равное максимальной длительности переходного процесса, увеличени  напр жени  на конденсаторе не происходит, а после замыкани  ключа происходит уменьшение напр жени  до нового значени  за врем , определ емое посто нной времени фильтра 5 низких частот. Как видно из фиг 8в, уменьшение напр жени  U2 на конденсаторе фильтра 5 низких частот после всплеска при отсутствии ключа до первоначального, значени  Ui, происходит за врем  t3 и, следовательно, до истечени  этого времени нельз  давать команду на проведение анализа изменени  величины напр жени  на конденсаторе после всплеска .low frequencies increases to a certain value related to the amplitude of the burst, as shown in FIG. 86. Then, if the signal takes a lower value than before the surge, a decrease in voltage occurs over a time determined by the time constant of the low-pass filter 5. In the presence of a key and its opening at the time of the burst for a time equal to the maximum duration of the transient process, there is no increase in voltage on the capacitor, and after closing the key, the voltage decreases to a new value in a time determined by the filter constant 5 low frequencies. As can be seen from Fig. 8c, a decrease in the voltage U2 on the capacitor of the low-pass filter 5 after a surge in the absence of a key to the initial value Ui occurs during time t3 and, therefore, before this time has passed, it is impossible to give an instruction to analyze the change in the voltage value by capacitor after surge.

Таким образом, при наличии ключа А отпадает необходимость в учете интервала времени тз и, следовательно, на эту величину сокращаетс  общее врем  аппаратурного анализа устройства. Дл  управлени  работой ключа А используетс  одновибра- тор. 17, размыкающий ключ при срабатыва- нии компаратора 13.Thus, in the presence of key A, there is no need to take into account the time interval tk and, therefore, the total time of apparatus analysis of the device is reduced by this value. A single vibrator is used to control the operation of key A. 17, the opening key when the comparator 13 is triggered.

Одновибратор 18 служит дл  управлени  работой ключа 19 устройства выборки- хранени  6. При по влении сигнала на выходе одновибратора 18 ключ 19 устройства выборки-хранени  б размыкаетс  и устройство переходит в режим хранени  на врем , в течение которого осуществл етс  контроль за изменением напр жени  на конденсаторе фильтра 5 низких частот после всплеска сигнала ВАЗ относительно напр жени  на этом же конденсаторе до по влени  всплеска. Этот контроль осуществл етс  с помощью двухпол рного компаратора 8, на один вход которого поступает уставка с масштабного преобразовател  9, а на другой - вырабатываема  вычитающим устройством разность напр жений с выхода фильтра 5 низких частот, хран щегос  в устройстве выборки-хранени  6 до по влени  всплеска и текущего после всплеска. При величине разности этих напр жений большей, чем уставка, происходит срабатывание двухпол рного компаратора 8. Врем , выдел емое на проведение указанного контрол , определ етс  длительностью сигнала с выхода одновибратора 18, запускаемого компаратором 13. Сигнал с выхода одновибратора 18 подаетс  как на ключ 19The one-shot 18 serves to control the operation of the key 19 of the sample-storage device 6. When a signal appears at the output of the one-shot 18, the key 19 of the sample-storage device b opens and the device goes into storage mode for the duration of which the voltage is monitored the low-pass filter capacitor 5 after a surge in the WHA signal relative to the voltage on the same capacitor until a surge occurs. This control is carried out using a bipolar comparator 8, on one input of which the setpoint from the scale converter 9 is received, and on the other - the voltage difference generated by the subtractor from the output of the low-pass filter 5, stored in the sampling-storage device 6 until the appearance surge and current after surge. When the magnitude of the difference in these voltages is greater than the setpoint, the bipolar comparator 8 is triggered. The time taken to carry out the specified control is determined by the duration of the signal from the output of the one-shot 18, triggered by the comparator 13. The signal from the output of the one-shot 18 is supplied as a key 19

устройства выборки-хранени  6, так и на второй двухвходовый элемент И 10, который при одновременном наличии на его входах сигналов с выхода двухпол рногоsampling-storage devices 6, and to the second two-input element And 10, which, while there are signals at its inputs from the output of the bipolar

компаратора 8 и одновибратора 18, вырабатывает импульс, подающийс  на блок управлени  11, который формирует команду дл  системы управлени  станком на прекращение процесса обработки и отвод суппорта вcomparator 8 and single vibrator 18, generates a pulse supplied to the control unit 11, which generates a command for the control system of the machine to stop the processing and removal of the support in

0 положение смены инструмента.0 tool change position.

При по влении на выходе усилител  12 с регулируемым коэффициентом усилени  всплеска сигнала ВАЗ, мгновенное значение которого достигает величины напр же5 ни  на выходе фильтра 5 низких частот, компаратор 13 генерирует импульс напр жени , запускающий своим передним фронтом одновибраторы 17 и 18. Одновибратор 17, управл ющий ключам А, вырабатываетWhen an amplifier 12 appears at the output with an adjustable burst gain of the VAZ signal, the instantaneous value of which reaches 5 at the output of the low-pass filter 5, the comparator 13 generates a voltage pulse that starts one-shots 17 and 18 with its leading edge. One-shot 17, controls key A produces

0 импульс длительностью ti, который размыкает ключ 4 и тем самым предотвращает подзар д емкости фильтра 5 низких частот от всплеска сигнала ВАЗ. Одновибратор 18. служащий дл  управлени  ключом 19 уст5 ройства выборки-хранени  6, вырабатывает импульс длительностью t2. который одновременно размыкает ключ 19 устройства выборки-хранени  6, перевод  его тем самым в режим хранени ., а также подаетс  на один0 pulse of duration ti, which opens the key 4 and thereby prevents recharging of the low-pass filter 5 from the burst of the VAZ signal. One-shot 18. used to control the key 19 of the sampling-storage device 6, generates a pulse of duration t2. which at the same time opens the key 19 of the sampling-storage device 6, thereby transferring it to the storage mode., and also serves on one

0 из входов двухвходового элемента И 10. На врем  длительности импульса t2 с выхода одновибратора 18 напр жение на запоминающем конденсаторе 20 не измен етс , т.к. его нагрузкой  вл етс  операционный0 from the inputs of the two-input element And 10. For the duration of the pulse duration t2 from the output of the one-shot 18, the voltage at the storage capacitor 20 does not change, because its load is operating

5 усилитель 21, включенный в режиме повторител  и имеющий большое входное сопро- тивление.5, an amplifier 21 is turned on in repeater mode and has a large input impedance.

Величина напр жени  на выходе устройства выборки-хранени  6 в течение ин0 тервала времени t2 равна значению напр жени , которое было на выходе фильтра 5 низких частот до возникновени  всплеска сигнала ВАЗ. На выходе вычитающего устройства 6 в течение интервала вре5 мени ti напр жение равно нулю, т.к. на обоих его входах присутствуют равные по величине напр жени . В этом случае на опорный вход двухпол рного компаратора 8 будет подаватьс  напр жение с масшта.бно0 го преобразовател  9, величина которого равна Ше, где k - коэффициент пропорциональности , равный 0,25-0,35, и значение которого будет посто нно в течение интервала времени равного длительности им5 пульсаt2, вырабатываемого одновибратором 18, на втором входе двухпол рного компаратора 8 в течение интервала времени ti будет присутствовать снимаемое с выхода вычитающего устройства 7 напр жение, равное нулю.The voltage value at the output of the sample-storage device 6 during the time interval t2 is equal to the voltage value that was at the output of the low-pass filter 5 before the burst of the VAZ signal. At the output of the subtractor 6, during the interval of time ti 5, the voltage is zero, because at both of its inputs there are equal voltages. In this case, the voltage from the scale converter 9, the value of which is Ше, will be applied to the reference input of the bipolar comparator 8, where k is the proportionality coefficient equal to 0.25-0.35, and the value of which will be constant for a time interval equal to the duration of pulse 5 of pulse t2 generated by the one-shot 18, at the second input of the bipolar comparator 8, during the time interval ti, there will be a zero voltage taken from the output of the subtractor 7.

По истечению интервала времени ti ключ 4 возвращаетс  в первоначальное (замкнутое) положение и напр жение на выходе фильтра 5 низких частот начинает измен тьс  пропорционально изменению входного сигнала ВАЗ. При этом на один вход вычитающего устройства 7 подаетс  посто нное по уровню запомненное напр жение , а на второй вход подаетс  измен ющеес  с выхода фильтра 5 низких частот. В случае уменьшение напр жени  с выхода фильтра 5 низких частот на выходе вычитающего устройства 7 по вл етс  положительное напр жение, а в случае его увеличени  - отрицательное, причем в обоих случа х характер изменени  напр жени  на выходе вычитающего устройства 7 будет соответствовать характеру изменени  напр жени  на выходе фильтра 5 низких частот . Если за врем  t2 действи  импульса на выходе одновибратора 18 (т.е. при разо- . мкнутом ключе 19) напр жение U, вырабатываемое вычитающим устройством 7, не превысит порогового напр жени  двухпол рного компаратора 8, задаваемого с помощью масштабного преобразовател  9, то на выходе двухпол рного компаратора 8сохранитс  напр жение, равное нулю, и после возвращени  ключа 19 в исходное (замкнутое ) положение на выходе вычитающего устройства 7 будет действовать нулевой сигнал. Если же напр жение U превысит порог двухпол рного -компаратора 8, последний сработает и подаст логическую единицу на первый вход логического элемента И 10; а т.к. на втором его входе в это врем  уже присутствует логическа  единица с. выхода одновибратора 18, то на блок управлени  11 будет подано напр жение, необходимое дл  выработки этим блоком сигнала, направл емого в систему ЧПУ м.е- таллорежущего оборудовани  дл  прекращени  движени  подачи,After the time interval ti has elapsed, the switch 4 is returned to its initial (closed) position and the voltage at the output of the low-pass filter 5 begins to change in proportion to the change in the input signal of the VAZ. At the same time, a constant-level stored voltage is applied to one input of the subtractor 7, and a variable from the output of the low-pass filter 5 is supplied to the second input. In the case of a decrease in the voltage from the output of the low-pass filter 5 at the output of the subtractor 7, a positive voltage appears, and if it increases, it is negative, and in both cases the nature of the change in the voltage at the output of the subtractor 7 will correspond to the nature of the change in voltage The output of the low pass filter is 5. If during the time t2 of the action of the pulse at the output of the one-shot 18 (that is, with the switch 19 open), the voltage U generated by the subtractor 7 does not exceed the threshold voltage of the bipolar comparator 8 set using the scale converter 9, then at the output of the bipolar comparator 8, a voltage equal to zero is stored, and after the key 19 is returned to its original (closed) position, the output of the subtractor 7 will have a zero signal. If the voltage U exceeds the threshold of the bipolar -comparator 8, the latter will work and feed a logical unit to the first input of the AND gate 10; and since at its second input, at this time a logical unit c is already present. single-vibrator 18, then the control unit 11 will be supplied with the voltage necessary for this block to generate a signal sent to the CNC system of the metal-cutting equipment to stop the feed movement,

Врем  реакции предлагаемого устройства определ етс  длительностью импульса одновибратора 18, котора  выбираетс  равной сумме длительностей переходных процессов .в упругой системе станка после импульсного возмущени , вызывающего всплеск сигнала ВАЗ, и в фильтре 5 низких частот дл  установлени  на его выходе нового значени  напр жени .The reaction time of the device according to the invention is determined by the pulse width of a single-shot 18, which is chosen equal to the sum of the durations of the transient processes in the elastic system of the machine after a pulse disturbance causing a burst of the VAZ signal and in the low-pass filter 5 to establish a new voltage value at its output.

При использовании предлагаемого устройства обеспечиваетс :When using the proposed device provides:

повышение достоверности определени  момента разрушени  режущего инструмента;increasing the reliability of determining the moment of destruction of the cutting tool;

упрощение настройки и эксплуатацииsimplification of setup and operation

устройства, что позвол ет расширить сферуdevices that allows you to expand the scope

его применени , включа  многостаночноеits use, including multi-station

обслуживание и безлюдную технологию;service and unmanned technology;

более быстрое прекращение процессаfaster termination of the process

обработки при разрушении режущего инструмента , и, как следствие, снижение т жести последствий, возникающих при разрушении инструмента и продолжающемс  движении суппорта.processing during the destruction of the cutting tool, and, as a result, reducing the severity of the consequences arising from the destruction of the tool and the continued movement of the caliper.

Claims (1)

Формула изобретени The claims Устройство дл  определени  разрушени  режущего инструмента, содержащее последовательно соединенные датчик вибраций , усилитель и детектор, а также фильтр низких частот, блок выборки-хранени , вычитающий блок, первый компаратор, блок управлени  и последовательно соединенные второй компаратор, схему временной задержки и первый элемент И, о т л и ч а ю- щ е е с   тем, что, с целью повышени A device for detecting a cutting tool failure, comprising a vibration sensor, an amplifier and a detector in series, as well as a low-pass filter, a sample-storage unit, a subtracting unit, a first comparator, a control unit and a second comparator, a time delay circuit and a first element And connected in series. with the fact that, in order to increase достоверности определени  момента разрушени  режущего инструмента, в устройство введены ключ, включенный между выходом детектора и входом фильтра низких частот, выходом соединенного с первым входомthe reliability of determining the moment of destruction of the cutting tool, a key is inserted into the device, included between the output of the detector and the input of the low-pass filter, the output connected to the first input второго компаратора, на второй вход которого подаетс  опорное напр жение, и с блоком , выборки-хранени , выход которого подключен на вход вычитающего блока и к входу масштабного преобразовател , выходthe second comparator, to the second input of which the reference voltage is supplied, and with the block, sample-storage, the output of which is connected to the input of the subtracting block and to the input of the scale converter, the output которого подключен к опорному входу первого компаратора, второй вход которого соединен с выходом вычитающего блока, вход .которого подключен к выходу фильтра низких частот, усилитель с регулируемым коэффициентом усилени , подключенный к выходу датчика, третий компаратор, первый вход которого подключен к выходу фильтра низких частот, второй вход - к выходу усилител  с регулируемым коэффициентом усилени , а выход - к второму входу первого элемента И, первый и второй одновибрато- ры, входы которых подключены к выходу первого элемента И, причем выход первого компаратора предназначен дл  управлени which is connected to the reference input of the first comparator, the second input of which is connected to the output of the subtracting unit, the input of which is connected to the output of the low-pass filter, an amplifier with an adjustable gain connected to the output of the sensor, the third comparator, the first input of which is connected to the output of the low-pass filter , the second input - to the output of the amplifier with an adjustable gain, and the output - to the second input of the first element And, the first and second single vibrators, the inputs of which are connected to the output of the first element And, at than the output of the first comparator is designed to control ключом, а выход второго одновибратора - блоком выборки-хранени , кроме того, выход второго одновибратора подключен к одному из входов второго элемента И, второй вход которого соединен с выходом первогоkey, and the output of the second one-shot - block sampling-storage, in addition, the output of the second one-shot is connected to one of the inputs of the second element And, the second input of which is connected to the output of the first компаратора, а выход св зан с блоком управлени .comparator, and the output is connected to the control unit. UonUon Ugx .Ugx. U&KU&K RR Фиг, 2FIG 2 Фиг. -5 hUonFIG. -5 hUon ивыхwillow i.i. Фиг. 4FIG. 4 ii UgUg ЫХOH СWITH
SU894768842A 1989-12-15 1989-12-15 Device for testing failure of cutting tool RU1798042C (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU894768842A RU1798042C (en) 1989-12-15 1989-12-15 Device for testing failure of cutting tool

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU894768842A RU1798042C (en) 1989-12-15 1989-12-15 Device for testing failure of cutting tool

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU1798042C true RU1798042C (en) 1993-02-28

Family

ID=21484517

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU894768842A RU1798042C (en) 1989-12-15 1989-12-15 Device for testing failure of cutting tool

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU1798042C (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР № 973245. кл. В 23 В 25/06, 1982. Авторское свидетельство СССР № 1268298. кл. В 23 В 25/06, 1986. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4444172A (en) Internal combustion engine knock sensing system
US3988560A (en) Method and apparatus for controlling generation of machining pulses in EDM power supply
US4119918A (en) Auto zero circuit
ES8106990A1 (en) Pulse generator for a horizontal deflection system
RU1798042C (en) Device for testing failure of cutting tool
GB1575447A (en) Metallurgical treatment using a glow discharge
JPS57173562A (en) Ignition device
US3996445A (en) Timing sequence control system for electrical discharge machining
JPS55164428A (en) System for electric discharge machining
US5272817A (en) Signal conditioning circuit for trigger probe
US3976920A (en) Filtering arrangement for relay protection devices
JPH073440B2 (en) Signal detector
US4090961A (en) Process and apparatus for monitoring the electrical discharge efficiency of an EDM machine
HU227141B1 (en) Method and apparatus for sensing small and slow changing of voltage signals with proper sign
US4709223A (en) Antiskid system monitoring circuit
GB786682A (en) Improvements in or relating to electric circuits for analyzing and synthesizing periodic complex waves
US4144492A (en) Method for measuring a voltage with the aid of an analogue-digital converter
GB1587067A (en) Level control systems
SU1370647A1 (en) Pulse relay
GB1585657A (en) Method and device for use in electric spark erosion
JPS57127648A (en) Tool life monitor
SU826494A1 (en) Method and device for protecting three-phase inverter from incomplete phase operating mode
SU1095339A1 (en) Device for automatic control of frequency and active power
SU734580A1 (en) Frequency monitoring device
GB1496862A (en) System for monitoring an input signal to detect the occurrance of a peak level below a pre-set reference level