Устройство контроля и управления резанием изделий из хрупких материалов

Полезная модель относится к станкам для обработки изделий из хрупких материалов, например, стекла с помощью лезвийного инструмента. При включении карусельного станка заготовка 14 начинает вращаться. Резцедержательная головка 3 вместе с резцом 2 опускается, и резец начинает снимать стружку. Компьютер 9 через цифровой аналоговый преобразователь 10 и усилитель 11 подает на вибратор 12 управляющий сигнал, т.е. соответствующее напряжение, в результате чего вибратор 12 начинает совершать колебания и заставляет колебаться резец 2. При колебаниях резца 2 вместе с ним колеблется пластина 1, что приводит к возбуждению колебаний емкости 5 а вместе с ней и акселерометра 6. Сигнал, вырабатываемый акселерометром 6 подается на блок 7 усиления и фильтрации, где сигнал усиливается и подается на аналого-цифровой преобразователь 8, откуда подается на компьютер 9. Компьютер 9 обрабатывает сигнал и сравнивает его с пороговым сигналом, который хранится в памяти компьютера 9. При поступлении в компьютер 9 сигнала ниже требуемого уровня, компьютер 9 формирует импульс, рассчитанный на получение большего смещения вершины резца. При превышении задаваемого уровня сигнала с акселерометра 6 компьютер 9 вырабатывает ослабленный импульс. Таким образом, за счет обеспечения резонанса осуществляется качественная обработка поверхности изделия.

Полезная модель относится к станкам для обработки изделий из хрупких материалов, например, стекла с помощью лезвийного инструмента.

Наиболее близким решением из уровня техники по технической сущности является устройство для резки, содержащее резец продольной колебательной системы, генератор колебаний, вибратор и концентратор (Кумабэ Д. Вибрационное резание. М.: Машиностроение, 1985, стр.202).

К недостаткам известного технического решения следует отнести тот факт, что в известном техническом решении резец располагается на консоли (волноводе), имеющей низкую радиальную жесткость. Это ведет к тому, что наряду с ультразвуковыми колебаниями установка имеет низкочастотные колебания в радиальном направлении, которые ухудшают чистоту обработанной поверхности.

Технической задачей полезной модели является повышение качества обработанной поверхности за счет обеспечения работы устройства в режиме резонанса.

Поставленный технический результат достигается за счет того, что устройство контроля и управления резанием имеет система контроля и управления процессом вибрационного резания, которая измеряет колебания резца и сравнивает их с пороговым сигналом, заложенным в память компьютера после чего компьютер изменяет уровень колебаний резца, обеспечивая оптимальное резание в режиме резонанса.

Устройство контроля и управления резанием изделий из хрупких материалов поясняется графическими материалами:

В графических материалах схематично изображено устройство контроля и управления резанием изделий из хрупких материалов.

Устройство контроля и управления резанием изделий из хрупких материалов содержит средства съема и передачи информации в виде пластины 1, которая одним концом закреплена на резце 2, в свою очередь закрепленного в резцедержательной головке 3 суппорта 4, а другим концом воздействует (погружена) в емкость 5 с жидкофазной средой. Емкость 5 закреплена на суппорте 4, а на ее стенке крепится акселерометр 6, сигнал от которого подается средства обработки информации, которые выполнены в виде блока 7 усиления и фильтрации, компьютера 9, цифрового аналогового преобразователя и усилителя 11. Усилитель подает управляющий сигнал на вибратор 12. Вибратор 12 закреплен на резцедержательной головке 3, а своим торцом упирается в упор 13, который закреплен на резце 2.

Устройство контроля и управления резанием изделий из хрупких материалов работает следующим образом.

При включении карусельного станка заготовка 14 начинает вращаться. Резцедержательная головка 3 вместе с резцом 2 опускается, и резец начинает снимать стружку. Компьютер 9 через цифровой аналоговый преобразователь 10 и усилитель 11 подает на вибратор 12 управляющий сигнал, т.е. соответствующее напряжение, в результате чего вибратор 12 начинает совершать колебания и заставляет колебаться резец 2. При колебаниях резца 2 вместе с ним колеблется пластина 1, что приводит к возбуждению колебаний емкости 5 а вместе с ней и акселерометра 6. Сигнал, вырабатываемый акселерометром 6 подается на блок 7 усиления и фильтрации, где сигнал усиливается и подается на аналого-цифровой преобразователь 8, откуда подается на компьютер 9. Компьютер 9 обрабатывает сигнал и сравнивает его с пороговым сигналом, который хранится в памяти компьютера 9. При поступлении в компьютер 9 сигнала ниже требуемого уровня, компьютер 9 формирует импульс, рассчитанный на получение большего смещения вершины резца. При превышении задаваемого уровня сигнала с акселерометра 6 компьютер 9 вырабатывает ослабленный импульс.

Таким образом, за счет резонанса обеспечивается качественная обработка поверхности обрабатываемого изделия.

Анализ заявленного технического решения на соответствие условиям патентоспособности показал, что указанные в независимом пункте формулы признаки являются существенными и взаимосвязаны между собой с образованием устойчивой совокупности необходимых признаков, достаточной для получения требуемого синергетического (сверхсуммарного) технического результата.

Свойства, регламентированные в заявленном соединении отдельными признаками общеизвестны из уровня техники и не требуют дополнительных пояснений.

Таким образом, вышеизложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявленного технического решения следующей совокупности условий:

- объект, воплощающий заявленное техническое решение, при его осуществлении предназначен для, обработки изделий из хрупких материалов, например, стекла и может быть отнесен к области обработки изделий из хрупких материалов;

- для заявленного объекта в том виде, как он охарактеризован в независимом пункте формулы полезной модели, подтверждена возможность его осуществления с помощью вышеописанных в материалах заявки известных из уровня техники на дату приоритета средств и методов;

- объект, воплощающий заявленное техническое решение, при его осуществлении способен обеспечить достижение усматриваемого заявителем технического результата.

Следовательно, заявленный объект соответствуют требованиям условию патентоспособности «новизна» и «промышленная применимость» по действующему законодательству.

Устройство контроля и управления резанием изделий из хрупких материалов, содержащее станину, суппорт и резец с вибратором, отличающееся тем, что оно снабжено средствами съема и передачи информации о вибрационных колебаниях резца и средствами обработки информации, при этом резец и вибратор расположены на суппорте с возможностью воздействия последнего через упор на резец, а средства съема и передачи информации выполнены в виде пластины, емкости с жидкофазной средой, установленной на суппорте, и акселерометра, зафиксированного на емкости, причем пластина одним концом закреплена на резце с возможностью воздействия на жидкофазную среду, а средства обработки информации выполнены в виде блока усиления и фильтрации сигнала, цифровоаналогового преобразователя, усилителя и компьютера, имеющего возможность обработки и преобразования посредством заданной программы сигнала от акселерометра в управляющий сигнал и передачи его на вибратор.