SU1763890A1 - Способ контрол состо ни кромки режущего инструмента и устройство дл его осуществлени - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к контрольно- измерительной технике. Цель изобретени  - повышение точности. Способ заключаетс  в преобразовании оптического сигнала, отраженного движущейс  кромкой режущего инструмента , в электрический сигнал измерении амплитуды и длительности электрического сигнала, и. определении состо ни  кромки по измеренным амплитуде и длительности. 2 с. и 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Description

Изобретение относитс  к контрольно- измерительной технике.

Известен способ определени  износа инструмента, по которому измер ют значение ЭДС резани , наход т отношение текущего значени  ЭДС резани  к максимальному значению ЭДС переходного процесса и по величине указанного отношени  суд т о величине износа Этот способ реализован устройством включающим усилитель , аналого-цифровой преобразователь, пороговое устройство, устройство определени  максимального значени  ЭДС переходного процесса, запоминающее устройство , задатчик времени и арифметическое устройство Недостатком известного устройства  вл етс  невысока  точность контрол  состо ни  кромки режущего инструмента .

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению  вл етс  выбранный в качестве прототипа способ бесконтактного измерени  размеров деталей, по которому измер емую деталь перемещают по опорной поверхности, сигнал оптического излучени  от источника через полупрозрачное зеркало и объектив направл ют н,ч контролируемую поверхность детали, отраженный от этой поверхности оптический сигнал, коллимируют объективом и направл ют полупрозрачным зеркалом на другое полупрозрачное зеркало , пройд  через которое часть светового потока попадает на светоделительную призму , а друга  часть потока попадает на коллиматор и далее - на полупрозрачные зеркала, отразившись от которых часть потока проходит через диафрагмы и соответственно воздействует на фотоприемники. сигналы, вырабатываемые фотоприемниками , направл ют на входы компаратора, который выдает разрешающий сигнал на электронный ключ.

Устройство реализующее этот способ, включает канал изменени  угла поворота контролируемой поверхности, состо щий из полупрозрачного зеркала, светодели- тельной призмы, фотоприемников, компасл

с

2

Сл 00 О О

ратора, а также электронный ключ. Недостатком известного способа  вл етс  невысока  точность контрол  состо ни  кромки режущего инструмента.

Целью изобретени   вл етс  повышение точности контрол  состо ни  кромки режущего инструмента. Поставленна  цель достигаетс  тем, что применен способ контрол  состо ни  кромки режущего инструмента , по которому формируют оптическое излучение, направленное на кромку движущегос  режущего инструмента, преобразуют отраженное излучение в электрический сигнал, измер ют амплитуду этого сигнала и длительность т сигнала оптического датчика , в течение которого максимальна  амплитуда А сигнала оптического датчика превышает уровень Д напр жени  источника опорного напр жени , измер ют период Т вращени  режущего инструмента, определ ют относительную толщину зуба режущего инструмента т/Т, вычисл ют отношение относительной толщины зуба режущего инструмента т/Т к максимальной амплитуде А сигнала оптического датчика.

Поставленна  цель достигаетс  также тем. что устройство контрол  состо ни  кромки режущего инструмента включает оптический датчик, источник опорного напр жени , компаратор, пиковый детектор, блок делени  и оборотный датчик, причем выход оптического датчика подключен ко входам компаратора и пикового детектора, выход источника опорного напр жени  подключен ко второму входу компаратора, выход пикового детектора подключен к первому входу блока делени , выход компаратора подключен к второму входу блока делени , выход оборотного датчика подключен к третьему входу блока делени , оба выхода блока делени   вл ютс  выходами устройства .

На фиг. 1 изображена структурна  схема устройства; на фиг. 2 - схема блока делени .

Устройство контрол  состо ни  кромки режущего инструмента включает оптический датчик 1, источник 2 опорного напр жени , пиковый детектор 3, компаратор 4 блок 5 делени  и оборотный датчик 6, причем выход оптического датчика 1 подключен ко входам пикового детектора 3 и компаратора 4, выход источника 2 опорного напр жени  подключен ко второму входу компаратора 4, выход пикового детектора 3 подключен к первому входу бпока 5 делени , выход компаратора 4 подключен ко второму входу блока 5 делени , выход

оборотного датчика 6 подключен к третьему входу блока 5 делени .

Блок 5 делени  состоит из следующих элементов: аналого-цифровой преобразователь 7, регистр 8, первый реверсивный счетчик 9, первый логический элемент 10 И-НЕ, первый счетчик 11, первый формирователь 12, первый инвертор 13, второй инвертор 14, второй реверсивный счетчик 15, RS-триггер 16, второй логический элемент 17 И-НЕ, третий логический элемент 18 И-НЕ, умножитель 19 частоты, второй счетчик 20, опорный генератор 21. второй формирователь 22, делитель 23, причем вход аналого-цифрового преобразовател  7  вл етс  первым входом блока 5 делени  (фиг. 1), выходы аналого-цифрового преобразовател  7 подключены к входам регистра 8, выходы которого подключены к входам первого

реверсивного счетчика 9, выход которого подключен к первому входу первого логического элемента 10 И-НЕ, выход которого подключен к счетному входу первого счетчика 11, выходу первого формировател  12

 вл етс  вторым входом блока 5 делени  и подключен к первому входу третьего логического элемента 18 И-НЕ, выход которого подключен к счетному входу второго счетчика 20, выходы которого подключены к входам второго реверсивного счетчика 15, выход которого подключен к R-входу RS- триггера 16, выход которого подключен ко второму входу первого логического элемента 10 И-НЕ, к второму входу второго логического элемента 17 И-НЕ, к входу второго формировател  22, выход оборотного датчика 6 и выход делител  23 подключены к третьему входу блока 5 делени  и к входу умножител  19 частоты, выход которого

подключен ко второму входу третьего логического 18 И-НЕ, кроме того, выход первого формировател  12 подключен к входу обнулени  первого счетчика 11, к входу первого инвертора 13, выход которого подключен к

входу делител  23. к С-входу второго реверсивного счетчика 15, к S-входу RS-триггера 16, к входу второго инвертора 14, выход которого подключен к входу обнулени  второго счетчика 20 и к С-входу регистра 8,

выход опорного генератора 21 подключен к счетному входу первого реверсивного счетчика 9 и к первому входу второго логического элемента 17 И-НЕ, выход которого подключен к счетному входу второго реверсивного счетчика 15, С-вход первого реверсивного счетчика 9 подключен к выходу того же счетчика.

Устройство работает следующим образом ,

При вращении режущего инструмента с выхода оптического датчика 1 поступает электрический сигнал. Каждому из импульсов этого сигнала соответствует прохождение мимо оптического датчика очередного зуба режущего инструмента. Из оптического датчика 1 сигнал поступает в пиковый детектор 3, выходной сигнал которого характеризует максимальную амплитуду А сигнала оптического датчика 1. Сигнал оп- тического датчика 1 поступает также на компаратор 4, где сравниваетс  с напр жением Д источника 2 опорного напр жени . Выходной сигнал компаратора 4 характеризует длительность сигнала оптического датчика 1 т ЛМ, в течение которого максимальна  амплитуда А сигнала оптического датчика 1 превышает уровень Д напр жени  источника 2 опорного напр лени . Сигнал А оптического датчика 1 поступает с выхода пикового детектора 3 на вход блока 5 делени  и преобразуетс  аналого-цифровым преобразователем 7 в код. Сигнал г оптического датчика 1 поступает с выхода компаратора 4 на вход блока 5 делени , По заднему фронту сигнала т первый формирователь 12 формирует импульс положительной пол рности дл  обнулени  первого счетчика 11, затем этим же проинвертиро- ванным вторым инвертором 14 сигналом код аналого-цифрового преобразовател  7записываетс  в регистр 8 и служит опорным кодом дл  первого реверсивного счетчика 9, выполн ющего функцию делител  частоты опорного генератора 21 на код ре- гистра 8, так как первый реверсивный счетчик 9 обнул етс  импульсами опорного генератора 21 и вновь заносит код регистра 8 по импульсу обнулени , поступающего нэ С-вход первого реверсивного счетчика 9. Таким образом, выходна  частота первого реверсивного счетчика 9 обратно пропорциональна максимальной амплитуде А сигнала оптического датчика 1 и равна fo/A. где fo - частота опорного генератора 21.

Информаци  о периоде Т вращени  режущего инструмента поступает с оборотного датчика 6 на вход блока 5 делени ,  вл ющегос  входом умножител  19 частоты , опорный сигнал на умножитель 19 частоты может поступать не только с оборотного датчика 6, а например, с делител  23, который может быть выполнен в виде реверсивного счетчика, на входы которого заноситс  код, соответствующий числу зубьев режущего инструмента. Установка этого кода может быть осуществлена коммутатором с ручным набором, например, переключателем ПК-10. На счетный вход -1

поступают импульсы с выхода формировател  12 через инвертор 13, а импульсы обнулени  с выхода О поступают на С-вход того же счетчика и на вход умножител  19 частоты . Во врем  поступлени  на вход блока 5 делени  сигнала гиз умножител  19 частоты на вход второго счетчика 20 через третий логический элемент 18 И-НЕ проход т импульсы умножител  19 частоты, коэффициент умножени  К которого выбираетс  пор дка 2000-4000. Полученный во втором счетчике 20 код переписываетс  во второй реверсивный счетчик 15, где списываетс  импульсами опорного генератора 21. В результате на выходе RS-триггера Сформируетс  временной интервал т - К-- . где

Т То

У В - относительна  толщина зуба режущего инструмента, В течение этого интервала первый счетчик 11 заполн етс  импульсами первого реверсивного счетчика

9 с частотой fo. Временной интервал т есть функци  относительной толщины зуба режущего инструмента и не зависит от скорости вращени  режущего инструмента, так как

т1-

TO

Таким образом, на выходе первого счетчика 11 получим код частного от делени  относительной толщины зуба режущего инструмента г/Т на величину максимальной амплитуды А сигнала оптического датчика 1. ,|

т.е. N1 К

т „В

Одновременно по

заднему фронту выходного импульса RS- триггера 16 формируетс  сигнал готовности результата делени  В/А дл  поступлени  в схему управлени  станком. В процессе обработки детали продолжаетс  вращение режущего инструмента, и в поле зрени  оптического датчика 1 попадает следующий зуб режущего инструмента, на выходе первого формировател  12 формируетс  импульс , обнул ющий первый счетчик 11, и цикл определени  параметров кромки повтор етс .

Claims (3)

1. Формула изобретени  1. Способ контрол  состо ни  кромки режущего инструмента, по которому формируют оптическое излучение, направленное на кромку движущегос  режущего инструмента , преобразуют отраженное излучение в электрический сигнал и измер ют амплитуду этого сигнала, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности контрол  состо ни  кромки режущего инструмента, дополнительно измер ют длительность т электрического сигнала, в течение которого его амплитуда превышает заданный уровень Д, измер ют скорость движени  режущего инструмента и определ ют степень износа режущего инструмента по амплитуде электрического сигнала, длительности г и скорости движени  режущего инструмента .
2. 2.Устройство дл  контрол  состо ни  кромки режущего инструмента, содержащее оптический датчик, выход которого подключен на вход компаратора, отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности контрол  состо ни  кромки режущего инструмента, оно снабжено источником опорного напр жени , пиковым детектором , блоком делени  и оборотным датчиком , предназначенным дл  св зи с контролируемым режущим инструментом, причем выход оптического датчика подключен к входам компаратора и пикового детектора, выход источника опорного напр жени  подключен к второму входу компаратора , выход пикового детектора подключен к первому входу блока делени , выход компаратора подключен к второму входу блока делени , выход оборотного датчика подключен к третьему входу блока делени , оба выхода блока делени   вл ютс  выходами устройства.
3. 3.Устройство по п. 2, о т л и ч а ю щ е е- с   тем, что блок делени  выполнен в виде аналого-цифрового преобразовател , регистра , первого реверсивного счетчика, первого логического элемента И-НЕ. первого счетчика, первого формировател , первого инвертора, второго инвертора, второго реверсивного счетчика. RS-триггера, второго логического элемента И-НБ, третьего логического элемента И-НЕ. умножител  частоты , второго счетчика, опорного генератора, второго формировател , делител , причем

   вход аналого-цифрового преобразовател   вл етс  первым входом блока делени , выходы аналого-цифрового преобразовател  подключены к входам регистра, выходы которого подключены к входам первого ревер- сивного счетчика, выход которого подключен к первому входу первого логического элемента И-НЕ, выход которого подключен к счетному входу первого счетчика,

   выход первого формировател   вл етс  вторым входом блока делени  и подключен к первому входу третьего логического элемента И-НЕ, выход которого подключен к счетному входу второго счетчика, выходы

   которого подключены к входам второго реверсивного счетчика, выход которого подключен к R-входу RS-триггера, выход которого подключен к второму входу первого логического элемента И-НЕ, к второму

   входу второго логического элемента И-НЕ, к входу второго формировател , выход которого подключен к схеме управлени  станком , выход оборотного датчика и выход делител  подключены к третьему входу блока делени  к входу умножител  частоты, выход -которого подключен к второму входу третьего логического элемента И-НЕ, кроме того, выход первого формировател  подключен к входу обнулени  первого счетчика,

   входу первого инвертора, выход которого подключен к входу делител , к С-входу второго реверсивного счетчика, к S-входу RS- триггера. входу второго инвертора, выход которого подключен к входу обнулени  второго счетчика и к С-входу регистра, выход опорного генератора подключен к счетному входу первого реверсивного счетчика и первому входу второго логического элемента И-НЕ, выход которого подключен к счетному

   входу второго реверсивного счетчика. С- вход первого реверсивного счетчика подключен к выходу того же счетчика.

   Фиг. 7