Устройство для определения момента касания режущего инструмента с деталью

Полезная модель относится к машиностроению и предназначена для определения в процессе работы станка момента касания инструмента с деталью, а также может быть применена в качестве основного блока в устройствах автоматического определения износа инструмента, в устройствах ввода коррекции после замены инструмента (заготовки), связанной с неточностью установки, в устройствах автоматической привязки к разным базовым поверхностям. Устройство для определения момента касания режущего инструмента с деталью, содержит триггер управления, триггер, генератор, первый счетчик, первый и второй формирователи коротких импульсов, блок включения, первый элемент И, элемент НЕ, блок индикации, а также последовательно соединенные высокочастотный генератор, в колебательный контур которого включен контур станка, формирователь, второй элемент И и второй счетчик, выход первого формирователя коротких импульсов подключен к первому входу триггера управления, выход блока включения - к входу генератора, к входу второго формирователя коротких импульсов и через элемент НЕ к первым входам первого счетчика и триггера, выход формирователя подключен к первому входу первого элемента И, выход генератора - к входу первого формирователя коротких импульсов и к вторым входам первого и второго элементов И, выход второго формирователя коротких импульсов подключен к вторым входам второго счетчика и триггера управления, первый и второй выходы которого подключены к третьим входам соответственно первого и второго элементов И, третий вход первого счетчика - к выходу первого элемента И, четвертый - к входу первого формирователя коротких импульсов, а

выход - к второму входу триггера, выход которого подключен к блоку индикации, согласно полезной модели, в него дополнительно введены делитель частоты и задатчик, причем выход первого элемента И подключен к первому входу делителя частоты, к второму входу которого подключен задатчик, а выход подключен к второму входу первого счетчика. Установлено повышение производительности труда на 8% за счет уменьшения времени на наладку устройства и повышение точности обработки, повышение надежности работы устройства за счет применения полезной модели.

Полезная модель относится к машиностроению и предназначена для определения в процессе работы станка момента касания режущего инструмента с деталью, а также может быть применена в качестве основного блока в устройствах автоматического определения износа инструмента, в устройствах ввода коррекции после замены инструмента (заготовки), связанный с неточностью установки; в устройствах автоматической привязки к разным базовым поверхностям.

Известно устройство для автоматической размерной коррекции на станке с приводом подачи, связанным с устройством числового программного управления, содержащее измерительную головку с контактным датчиком, связанную с формирователем сигнала контакта, выполненного в виде соединенных последовательно измерительного преобразователя, вход которого связан с приводом подачи, и акустического излучателя, связанного с входом блока преобразования, выполненного в виде соединенных последовательно микрофона, узкополосного фильтра, детектора огибающей, экстремум-детектора и формирователя сигнала управления, выход которого соединен с блоком управления, включающий в себя соединенные последовательно триггер управления, первый выход которого подключен к первому входу управляемого генератора, первый преобразователь кода, выход которого подключен к второму входу привода подачи, вход триггера управления - к первому выходу устройства ЧПУ, соединенные последовательно элемент задержки, элемент ИЛИ, счетный триггер (первый счетчик), управляемый ключ, счетчик коррекции, выход которого содержит модуль коррекции, причем вход элемента задержки

подключен к первому выходу устройства ЧПУ, второй вход элемента ИЛИ - к выходу формирователя сигнала управления, а первый вход управляемого ключа - к выходу управляемого генератора, а также триггер знака (триггер), первый вход которого подключен к формирователю сигнала управления, а выход содержит знак коррекции, второй преобразователь кода, вход которого подключен к второму выходу устройства ЧПУ, а выход - к второму входу управляемого ключа, формирователь вспомогательных сигналов сброса, первый выход которого подключен к второму входу управляемого генератора, второй выход - к второму входу триггера знака, третий выход - к третьему входу триггера управления, а вход - к второму выходу счетного триггера (счетчика).

Устройство фиксирует момент касания измерительного щупа с деталью и формирует сигнал коррекции для подналадки режущих инструментов.

Устройство имеет следующие недостатки:

- момент касания щупа детали фиксируется при прерывании обработки детали в процессе измерительного прохода, что отрицательно сказывается на производительности устройства, так как увеличивается время обработки, т.е. для определения величины коррекции необходимо прерывать процесс обработки и производить привязку режущего инструмента к базовой поверхности;

- фиксируется момент касания детали измерительным щупом, а не режущим инструментом,, т.е. устройство реализует косвенный метод определения величины коррекции положения режущего инструмента относительно детали, что снижает надежность работы устройства.

Указанные недостатки частично устраняются в наиболее близким к изобретению устройстве для определения момента касания режущего инструмента с деталью, содержащем триггер управления, триггер, управляемый генератор, первый счетчик и формирователь

вспомогательных сигналов сброса. Кроме того, в него дополнительно включены блок включения, первый элемент И, элемент НЕ, блок индикации, а также последовательно соединенные высокочастотный генератор, в колебательный контур которого подключен контур станка, формирователь, второй элемент И и второй счетчик, причем формирователь вспомогательных сигналов сброса выполнен в виде первого и второго формирователя коротких импульсов, выход первого формирователя коротких импульсов подключен к первому входу триггера управления, выход блока включения подключен к входу управляемого генератора, к входу второго формирователя коротких импульсов и через элемент НЕ к первым входам первого счетчика и триггера, выход формирователя подключен к первому входу первого элемента И, выход управляемого генератора подключен к входу первого формирователя коротких импульсов и к вторым входам первого и второго элементов И, выход второго формирователя коротких импульсов подключен к вторым входам второго счетчика и триггера управления, первый и второй выходы которого подключены соответственно к третьим входам первого и второго элементов И, второй вход первого счетчика подключен к выходу второго счетчика, третий - к выходу первого элемента И, четвертый - к выходу первого формирователя коротких импульсов, а выход - к второму входу триггера, выход которого подключен к блоку индикации.

Однако устройство имеет следующие недостатки:

- при наладке устройства на конкретную деталь необходимо длительное время на настройку управляемого генератора;

- низкую надежность, обусловленную ложными срабатываниями устройства.

Технической задачей полезной модели является повышение надежности устройства и снижение времени на наладку устройства для конкретной детали.

На Фиг.1 показана схема предлагаемого устройства.

Устройство для определения момента касания режущего инструмента с деталью содержит триггер 1 управления, триггер 2, генератор 3, первый счетчик 4, первый 5 и второй 6 формирователь коротких импульсов (ФКИ), причем выход первого ФКИ 5 подключен к первому входу триггера 1 управления, блок 7 включения, первый элемент И 8, элемент НЕ 9, блок 10 индикации, э также последовательно соединенные высокочастотный генератор 11, в колебательный контур которого включен контур станка 12, формирователь 13, второй элемент И 14, второй счетчик 15, делитель частоты 16, задатчик 17, причем выход блока 7 включения подключен к входу генератора 3, к входу второго ФКИ 6 и через элемент НЕ 9 к первым входам первого счетчика 4 и триггера 2, выход формирователя 13 подключен к первому входу 5 первого элемента И 8, выход генератора 3 подключен к входу первого ФКИ 5 и к вторым входам первого 8 и второго 14 элементов И. выход второго ФКИ 6 подключен к вторым входам второго счетчика 15 и триггера 1 управления, первый и второй выходы которого подключены соответственно к третьим входам первого 8 и второго 14 элементов И, второй вход первого счетчика 4 подключен к выходу второго счетчика 15, третий - к выходу делителя частоты 16, четвертый - к выходу первого ФКИ 5, а выход - к второму входу триггера 2, выход которого подключен, в свою очередь, к блоку 10 индикации, выход первого 8 элемента И подключен к первому входу делителя частоты 16, ко второму входу которого подключен задатчик 17. Вновь введенные блоки являются стандартными.

Устройство работает следующим образом.

До включения режима касания на выходе блока 7 включения отсутствует сигнал. Генератор 3 блокирован. С его выхода поступает сигнал запрета на вторые входы первого 8 и второго 14 элементов И. На первые входы сброса первого счетчика триггера 2 элементом НЕ 9

подается сигнал сброса, определяемый отсутствием сигнала с выхода блока включения 7 (до включения режима касания). Высокочастотный генератор 11 выдает сигнал, частота которого определяется времязадающими параметрами элементов генератора и параметрами внешнего контура станка 12, который подключается к колебательному контуру высокочастотного генератора 11. Формирователь 13 преобразует синусоидальный сигнал высокочастотного генератора 11 в импульсную последовательность. При включении режима касания на выходе блока 7 включения появляется сигнал. По переднему фронту этого сигнала с второго ФКИ 6 формируется короткий импульс, которым по второму входу триггер 1 управления устанавливается в единичное состояние, а по второму входу второй счетчик 15 сбрасывается в исходное нулевое состояние. Также по этому сигналу снимаются блокировки с входа генератора 3 и через элемент НЕ 9 с первых входов первого счетчика 5 и триггера 2. С выхода триггера 1 управления выдается сигнал разрешения на третий вход второго элемента И 14 и сигнал запрета на третий вход первого элемента И 8. Генератор 3 формирует измерительные импульсы, во время действия которых снимается сигнал блокировки с вторых входов первого 8 и второго 14 элементов И. Таким образом, второй элемент И 14 по второму и третьему входам оказывается разблокированным и синусоидальный сигнал высокой частоты с высокочастотного генератора 11, преобразуясь формирователем 13 в импульсную последовательность, через второй элемент И 14 во время действия первого измерительного импульса с генератора 3 заполняет по первому суммирующему входу второй счетчик 15. По заднему фронту первого измерительного импульса генератора 3 первый ФКИ 5 формирует короткий импульс, по которому триггер 1 управления устанавливается из единичного состояния в нулевое, блокируя при этом по третьему входу второй элемент И 14 и выдавая сигнал разрешения по третьему входу на первый элемент И 8. Одновременно по

четвертому входу первого счетчика 4 происходит перезапись двоичного кода с выхода второго счетчика 15 в первый счетчик 4. Во время действия второго измерительного импульса импульсная последовательность высокой частоты через первый элемент И 8 и делитель частоты 16 поступает на третий вычитающий вход первого счетчика 4. Происходит постепенное уменьшение значения двоичного кода первого счетчика 4, но выдача сигнала обнуления с этого счетчика не происходит ввиду уменьшенного количества импульсов, так как делитель частоты 16 делит количество импульсов поступающих на его первый вход на коэффициент, задаваемый задатчиком 17. По заднему фронту второго импульса генератора 3 снова происходит перезапись двоичного кода с выхода второго счетчика 15 в первый счетчик 4. Во время действия третьего и последующих импульсов до момента касания, состояние выхода первого счетчика 4 не меняется. В момент касания резца с обрабатываемой деталью происходит увеличение частоты высокочастотного генератора 11 за счет закорачивания контура станка 12, подключенного к этому генератору. Обрабатываемая деталь, инструмент, шпиндель и прочие элементы контура станка должны быть электропроводными. Теперь с момента касания за время действия измерительного импульса генератора 3 на третий вычитающий вход первого счетчика 4 посылается большее количество импульсов высокой частоты. Первый счетчик к концу действия измерительного импульса генератора 3 обнуляется, выдавая на второй вход триггера 2 сигнал. По этому сигналу триггер 2 изменяет свое состояние на противоположное, выдавая сигнал в блок 10 индикации, сигнализируя оператору о моменте касания. Коэффициент деления делителя частоты выбирается такой, что до момента касания за счет нестабильности генератора 11 (ввиду подвижности элементов внешнего контура) не изменяется состояние на выходе первого счетчика 4 (т.е. чтобы не было ложного сигнала) и в то же время во время действия последующих после касания первого и

второго измерительных импульсов генератора 3 происходит устойчивая выдача сигнала с выхода первого счетчика 4. Этот коэффициент деления для каждой детали подбирается экспериментально с помощью задатчика 17. При отключении режима касания блокируется генератор 3, первый счетчик 4 и триггер 2 по первым входам устанавливаются в исходное нулевое состояние.

Предлагаемое устройство испытано на токарном станке 16К20, оснащенном бесконтактными датчиками перемещений БС-155А, блоком индикации Ф5701, блоком питания Ф5075 для выборки паза на внутренней торцовой базовой поверхности заготовки с большим допуском по длине (т.е. с переменной базой) в условиях отсутствия видимости. Испытания проводились при частоте 10-20 МГц высокочастотного генератора и 10 КГц измерительных импульсов.

Установлено повышение производительности труда на 8% за счет уменьшения времени на наладку устройства и повышение точности обработки, повышение надежности работы устройства за счет применения полезной модели.

Устройство для определения момента касания режущего инструмента с деталью, содержащее триггер управления, триггер, генератор, первый счетчик, первый и второй формирователи коротких импульсов, блок включения, первый элемент И, элемент НЕ, блок индикации, а также последовательно соединенные высокочастотный генератор, в колебательный контур которого включен контур станка, формирователь, второй элемент И и второй счетчик, выход первого формирователя коротких импульсов подключен к первому входу триггера управления, выход блока включения - к входу генератора, к входу второго формирователя коротких импульсов и через элемент НЕ к первым входам первого счетчика и триггера, выход формирователя подключен к первому входу первого элемента И, выход генератора - к входу первого формирователя коротких импульсов и к вторым входам первого и второго элементов И, выход второго формирователя коротких импульсов подключен к вторым входам второго счетчика и триггера управления, первый и второй выходы которого подключены к третьим входам соответственно первого и второго элементов И, третий вход первого счетчика - к выходу первого элемента И, четвертый - к входу первого формирователя коротких импульсов, а выход - к второму входу триггера, выход которого подключен к блоку индикации, отличающееся тем, что в него дополнительно введены делитель частоты и задатчик, причем выход первого элемента И подключен к первому входу делителя частоты, к второму входу которого подключен задатчик, а выход подключен к второму входу первого счетчика.