SU1426699A2 - Apparatus for monitoring condition of cutting tool - Google Patents
Apparatus for monitoring condition of cutting tool Download PDFInfo
- Publication number
- SU1426699A2 SU1426699A2 SU874220816A SU4220816A SU1426699A2 SU 1426699 A2 SU1426699 A2 SU 1426699A2 SU 874220816 A SU874220816 A SU 874220816A SU 4220816 A SU4220816 A SU 4220816A SU 1426699 A2 SU1426699 A2 SU 1426699A2
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- output
- cutting tool
- signal
- comparator
- tool
- Prior art date
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
- B23Q17/00—Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools
- B23Q17/09—Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools for indicating or measuring cutting pressure or for determining cutting-tool condition, e.g. cutting ability, load on tool
- B23Q17/0952—Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools for indicating or measuring cutting pressure or for determining cutting-tool condition, e.g. cutting ability, load on tool during machining
- B23Q17/0957—Detection of tool breakage
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
- B23Q17/00—Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools
- B23Q17/09—Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools for indicating or measuring cutting pressure or for determining cutting-tool condition, e.g. cutting ability, load on tool
- B23Q17/0904—Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools for indicating or measuring cutting pressure or for determining cutting-tool condition, e.g. cutting ability, load on tool before or after machining
- B23Q17/0919—Arrangements for measuring or adjusting cutting-tool geometry in presetting devices
- B23Q17/0928—Cutting angles of lathe tools
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Machine Tool Sensing Apparatuses (AREA)
Abstract
Изобретение относитс к машиностроению и может быть использовано дл определени износа и поломок режущего инструмента непосредственно в - ходе обработки деталей на станках. Цель изобретени - расширение функциональных возможностей за счет получени информации о поломке режущего инструмента. При уменьшении сигнала ниже минимального уровн при резании , последовавшем за его увеличение ем, можно определить поломку режущего инструмента при помощи введенных ком параторов 18, 20, дифференциатора 19, одновибратора 21, триггера 22 и конъ- юнктора 23. 1 ил.The invention relates to mechanical engineering and can be used to determine the wear and breakage of a cutting tool directly in the course of machining parts on machine tools. The purpose of the invention is to expand the functionality by obtaining information about the failure of the cutting tool. When the signal decreases below the minimum level during cutting, followed by its increase, it is possible to determine the failure of the cutting tool with the help of entered comparators 18, 20, differentiator 19, single vibrator 21, trigger 22 and conjuncture 23. 1 sludge.
Description
4 tsD4 tsD
О) Од СО СОO) Od CO
N)N)
Изобретение относитс к машине- строению и может быть использовано . дл определени износа и поломок режу- щего инструмента непосредственно в ходе обработки деталей на станках,The invention relates to a machine structure and can be used. to determine the wear and breakage of the cutting tool directly during the machining of parts on machines,
Цель изобретени - расширение фун- .кциональных возможностей..The purpose of the invention is the expansion of functional capabilities.
На Чертеже изображена блок-схема предлагаемого устройства.10The drawing shows the block diagram of the proposed device.10
Устройство содержит преобразователь 1 вибраций, предварительный усилитель 2, полосовые фильтры 3 и Д.де текторы 5 и 6, блоки 7 и 8 делени , компараторы 9 и 10, интеграторы 11 15 и 12, усилитель-ограничитель 13, источник 14 опорного напр жени , аналоговый ключ 15, аналоговое запоминающее устройство 16, систему 17 управлени станком, третий компаратор 18, 20 дифференциатор 19, четвертый компаратор 20, одновибратор 21, триггер 22 и конъюнктор 23.The device contains a vibration converter 1, a preamplifier 2, band-pass filters 3 and D.dectors 5 and 6, blocks 7 and 8 divisions, comparators 9 and 10, integrators 11 15 and 12, amplifier-limiter 13, voltage source 14, analog key 15, analog memory 16, machine control system 17, third comparator 18, 20 differentiator 19, fourth comparator 20, one-shot 21, trigger 22 and conjunctor 23.
Устройство работает следующим образом .25The device works as follows .25
Сигнал виброакустической эмиссии (ВАЗ), излучаемый зоной резани , регистрируетс преобразователем 1 вибрации , усиливаетс предварительным усилителем 2 и подаетс на параллель- 30 но включенные полосовые фильтры 3 и 4. Фильтр 3 выдел ет низкочастотную составл ющую спектра ВАЗ, а фильтр . 4 - высокочастотную составл ющую.The vibroacoustic emission signal (VAZ) emitted by the cutting zone is recorded by the vibration converter 1, amplified by the preamplifier 2 and fed to parallel-connected band-pass filters 3 and 4. Filter 3 selects the low-frequency component of the VAZ spectrum and the filter. 4 - high frequency component.
Увеличение износа инструмента при- 35 водит к перераспределению спектра ВАЗ (высокочастотна часть возрастает ) . Поэтому дл определени величины износа сигнал с фильтра 3 и 4 через детекторы 5 и 6 подаетс на вход бло- 40 ка 7 делени , сигнал на выходе котог рого соответствует величине износа инструмента.An increase in tool wear leads to a redistribution of the VAZ spectrum (the high-frequency part increases). Therefore, to determine the amount of wear, the signal from filter 3 and 4 through detectors 5 and 6 is fed to the input of block 7 division, the signal at the output of which corresponds to the value of tool wear.
Однако при обработке деталей сложной формы показани на вьисоде блока 7 45 делени будут различны в различных местах детали, вследствие вли ни на спектр ВАЗ изменени скорости резани , геометрий среза и вариаций припуска. Кроме того, переход на но- eg вый диаметр при обработке ступенчатых деталей вызывает сравнительно длительный (несколько секунд) переходньш процесс на выходе блока 7, обусловленный тем, что инструменту необходи-г г МО притеретьс к новому диаметру. Поэтому дл исключени вли ни указанных факторов на точность измерени износа в устройство введен интегратор 12, который интегрирует сигналы на выходе блока 7 делени в течение всего времени обработки детали. Таким образом, сигнал на выходе блока 12 представл ет собой среднеинтеграль ное значение износа, а так как сигнал ВАЗ стационарно случайный, то точность измерени параметров на его основе будет тем вьцпе,чем больше врем усреднени . Следовательно, сигнал на выходе интегратора 12 характеризует износ инструмента.However, when processing parts of complex shape, the indications on the division block 7 45 will differ in different parts of the detail, due to the influence on the VAZ spectrum of changes in cutting speed, cut geometry and variations in allowance. In addition, the transition to a new diameter when machining stepped parts causes a relatively long (several seconds) transition process at the output of block 7, due to the fact that the tool needs to grate to a new diameter. Therefore, in order to eliminate the influence of these factors on the measurement accuracy of wear, an integrator 12 is introduced into the device, which integrates the signals at the output of dividing unit 7 during the entire time of part processing. Thus, the signal at the output of block 12 is the average integral wear value, and since the VAZ signal is stationary random, then the accuracy of measurement of parameters based on it will be the higher the averaging time. Therefore, the signal at the output of the integrator 12 characterizes tool wear.
Дл дальнейшего повышени точности устройства сигнал с выхода интегратора 12 подаетс на блок 8 делени , на второй вход которого подаетс напр жение с выхода интегратора 11, пропорциональное фактическому времени обработки каждой детали.To further improve the accuracy of the device, the signal from the output of the integrator 12 is fed to a dividing unit 8, the second input of which is supplied with a voltage from the output of the integrator 11 proportional to the actual processing time of each part.
Измерение фактического времени обработки производитс следующем образом . Высокочастотна часть.сигнала ВАЗ (как менее зашумленна ) подаетс через усилитель-ограничитель 13 на управл ющий вход аналогового ключа 15 и открывает его на врем протекани процесса резани , а так как интегратор 11 зар жаетс посто нным напр жением , то напр жение на выходе интегратора 11 пропорционально времени обработки.Measurement of the actual processing time is as follows. The high-frequency part of the VAZ signal (as less noisy) is fed through the limiting amplifier 13 to the control input of the analog switch 15 and opens it for the duration of the cutting process, and since the integrator 11 is charged with a constant voltage, the voltage at the integrator's output 11 in proportion to the processing time.
Далее сигнал с выхода блока 8 делени представл ет собой усредненное по времени значени износа, подаетс на вход компаратора 10, на другой вход которого подаетс напр жение с аналогового запоминающего устройства 16, в котором в режиме обучени запоминаетс среднее значение сигнала, соответствующее изношенному инструменту (в режиме обучени производитс обработка изношенньм инструментом).Next, the signal from the output of dividing unit 8 is the time averaged wear value, fed to the input of the comparator 10, to another input of which voltage is supplied from the analog storage device 16, in which, in the learning mode, the average value of the signal corresponding to the worn tool is stored ( learning mode is processed with a worn tool).
В рабочем режиме компаратор 10 сравнивает значение износа после обработки очередной детали с запомненным и при их совпадении или превьш1е- нии запомненного напр жени подаетс команда на систему ЧПУ дл прекращени процесса и вызова оператора или на автоматическую смену инструмента.In the operation mode, the comparator 10 compares the wear value after machining the next part with the memorized one and, if they coincide or exceed the memorized voltage, a command is sent to the TNC system to stop the process and call the operator or automatically change the tool.
В процессе резани возможны поломки инструмента, вызванные, например, посторонними включени ми в обрабатываемую заготовку. Поломка инструмента сопровождаетс повышенной интенсивно - стью ВАЗ с последующим ее спадом, который обусловлен укорачиванием режущей кромки инструмента, вследствиеDuring the cutting process, tool breakage is possible, caused, for example, by foreign inclusions in the workpiece. A tool breakage is accompanied by an increased VAZ intensity with its subsequent decline, which is caused by the shortening of the tool cutting edge, due to
чего сигнал на выходе блока 7 делени резко увеличиваетс , а затем уменьшаетс . При увеличении сигнала на выхог де блока 7 делени срабатывает компа- ратор 9, устанавливающий триггер 22 в единичное состо ние. При уменьшении сигнала на выходе блока 7 делени на выходе дифференциатора 19 формируетс положительньй сигнал, по величи чо не которого срабатьшает четвертый компаратор 20, и на его выходе формируетс единичньй уровень. При поломке инструмента сигнал на входе третьего компаратора 18 уменьшаетс до .уровн , 15 соответствующего минимальному уровню при резании и на его выходе формируетс единичный сигнал. В этом случае на всех трех входах конъюнктора 23 присутствуют единичные уровни и с его 20 выхода в систему 17 управлени станком подаетс команда на немедленный быстрый отвод инструмента из зоны обработки и остановку вращени шпиндел .as a result, the signal at the output of dividing unit 7 increases sharply and then decreases. When the signal at the output of the dividing unit 7 is increased, the comparator 9 is triggered, setting the trigger 22 to one state. When the signal at the output of dividing unit 7 is reduced, a positive signal is generated at the output of differentiator 19, the value of which is not triggered by the fourth comparator 20, and a single level is formed at its output. When a tool breaks, the signal at the input of the third comparator 18 is reduced to a level, 15 corresponding to the minimum level during cutting and a single signal is formed at its output. In this case, on all three inputs of the conjuncer 23 there are single levels, and from its 20 outputs into the machine control system 17, the command is given to immediately remove the tool from the machining zone and stop the spindle rotation.
Если поломки инструмента не произо - шло, а увеличение сигнала с выхода блока 7 делени было вызвано, например , автоколеба ни ми или наклепом, то уменьшение сигнала с выхода блока, 7 делени прекратитс при уровне бо-. лее высоком, чем уровень срабатьшани третьего компаратора 18. По прекращению уменьшени сигнала на входе дифференциатора 19 иа его выходе формируетс нулевой сигнал, вызьшающий выключение четвертого компаратора 20 и.по спаду сигнала на его выходе одновибратор 21 формирует, импульс, устанавливающий триггер 22 в нулевое состо ние.If a tool breakage did not occur, and an increase in the signal from the output of dividing unit 7 was caused, for example, by self-oscillation or hardening, then the decrease in signal from the output of dividing unit, 7 dividing will stop at level b. higher than the level of operation of the third comparator 18. By stopping the decrease of the signal at the input of the differentiator 19 and its output, a zero signal is formed, which causes the fourth comparator 20 to turn off and, when the signal drops at its output, the one-shot 21 forms a pulse that sets the trigger 22 to the zero state the
о 5 0 about 5 0
5five
00
5five
00
В частных случа х, например при черновой обработке , характеризуемой резкими колебани ми припусков, в качестве сигнала повышенной нагрузки возможно использование сигнала с выхода первого компаратора 9.In particular cases, for example, when roughing, characterized by sharp fluctuations of allowances, the signal from the output of the first comparator 9 can be used as an increased load signal.
Таким образом, определение поломки режущего инструмента по уменьшению сигнала ниже минимального уровн при резании, последовавшему за его увеличением , позвол ет определ ть поломку режущего инструмента и исключить ложные остановки процесса резани дл замены инструмента при по влении наклепа , автоколебаний и пр., при которых возможно случайное увличение интенсивности ВАЗ.Thus, determining the cutting tool breakage by reducing the signal below the minimum level during cutting, followed by its increase, allows determining the cutting tool breakage and eliminating false stops of the cutting process to replace the tool during the appearance of work hardening, self-oscillations, etc. random increase in the intensity of the WHA.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU874220816A SU1426699A2 (en) | 1987-03-31 | 1987-03-31 | Apparatus for monitoring condition of cutting tool |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU874220816A SU1426699A2 (en) | 1987-03-31 | 1987-03-31 | Apparatus for monitoring condition of cutting tool |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU1079368A Addition SU239141A1 (en) |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1426699A2 true SU1426699A2 (en) | 1988-09-30 |
Family
ID=21294952
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU874220816A SU1426699A2 (en) | 1987-03-31 | 1987-03-31 | Apparatus for monitoring condition of cutting tool |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1426699A2 (en) |
-
1987
- 1987-03-31 SU SU874220816A patent/SU1426699A2/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Авторское свидетельствоСССР № 1079368, кл. В 23 В 25/06,1983. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4563897A (en) | Apparatus for monitoring tool life | |
US4087801A (en) | Apparatus for detecting damages of cutting tools | |
US5243533A (en) | Tool abnormality detecting device | |
JP2533971B2 (en) | Tool abnormality detection device | |
SU1426699A2 (en) | Apparatus for monitoring condition of cutting tool | |
JPH08323584A (en) | Tool wear compensator | |
GB2140951A (en) | Apparatus and method for monitoring machining conditions of a machine tool | |
GB2133881A (en) | Apparatus for monitoring tool life | |
JPS6059108B2 (en) | Machine tool abnormality monitoring device | |
SU1079368A1 (en) | Apparatus for controlling the state of cutting tool | |
SU1484443A1 (en) | Device for monitoring machine tools | |
SU1177135A1 (en) | Apparatus for monitoring machine-tools | |
SU1725100A1 (en) | Method for measuring cutting tool wear, when machining cylindrical parts | |
RU1816673C (en) | Grinding machine control system | |
JPS61164760A (en) | Detecting method of tool breakage | |
SU585047A1 (en) | Method of automatic control of feed in metal-working machine tool and apparatus for performing same | |
JPS63212447A (en) | Monitoring device in cutting machine | |
SU1481633A1 (en) | Instrument for determining dulling degree of cutting tools | |
SU1215943A1 (en) | Apparatus for automatic running adjustment and wear monitoring of cutting tool | |
JP3294414B2 (en) | Tool life detection method for machine tools | |
SU878528A2 (en) | Semi-automatic machine for finishing blind holes | |
JPS59201748A (en) | Apparatus for detecting breakage of cutting tool | |
SU1355468A1 (en) | Method of monitoring the dressing of grinding wheel with diamond | |
SU975220A2 (en) | Cutting process control method | |
JPS61142053A (en) | Tool breakage detecting device |