ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Результат выполнения научно-исследовательской работы.

В основу алгоритма работы устройства диагностики степени износа инструмента непосредственно в процессе резания положен метод сравнения текущего вектора виброакустической эмиссии (ВАЭ) резания с эталонным (получаемым для каждого острого инструмента), построенными на интенсивностях частотных полос спектра ВАЭ резания как на координатных осях. Мерой близости является Евклидова метрика, выражающая среднеквадратическую величину отклонения текущего вектора от эталонного, которая сравнивается со специально назначаемой уставкой, соответствующей предельному износу инструмента по задней грани в миллиметрах.

Уставка назначается следующим образом. В процессе механообработки, например при точении острым инструментом при наличии смазочно-охлаждающей жидкости (СОЖ) и при оптимальных (с точки зрения себестоимости обработки) режимах резания материалов, сигнал ВАЭ резания в диапазоне частот 5000 - 200000 Гц, исключающем влияние низкочастотной составляющей (100 - 1000 Гц) системы станок - приспособление - инструмент - деталь, снимается в диапазоне от 5000 до 20000 Гц отечественными стандартными акселерометрическими датчиками вибраций типа Д-13, Д-14, так как здесь он наибольший, а выше - укрепленными на инструменте пьезокерамическими пластинами, т.к. уровень сигнала в этой области не превышает 10 - 15 дБ. При этом следует учитывать и тот факт, что в первом диапазоне при увеличении износа инструмента сигнал увеличивается в 8 -10 раз, а во втором - в 80 - 100 раз.

Специально изготовленный двухкаскадный широкополосный усилитель состоит из нерегулируемого предусилителя с автономным источником питания, имеющего линейную амплитудно-частотную характеристику (АЧХ) при коэффициенте усиления не менее 300, и управляемого усилителя, имеющего регулируемый от микро-ЭВМ коэффициент усиления не менее 500, а также возрастающую АЧХ в диапазоне до 10000 Гц и линейную характеристику в остальном диапазоне частот.

Скоррелированные с износом инструмента резонансные частоты (5000, 10000, 32000, 50000, 100000 и 200000 Гц) после усилителя поступают на вход (можно использовать универсальный треть-октавный анализатор спектра параллельного действия типа Ф4337) шести узкополосных треть-октавных фильтров с названными выше центральными частотами. На выходе каждого из фильтров установлены детектор и интегратор. Дополнительно усиленные и выпрямленные сигналы ЭДС резания с каждого канала через коммутатор аналоговых сигналов и аналого-цифровой преобразователь поступают на вход микро-ЭВМ, где по специальной программе производится их периодическая (в течение одного оборота детали) регистрация.

Аналогичным образом производится запись сигнала ВАЭ резания затупленного инструмента на форсированных режимах резания и без применения СОЖ. Затем вычисляются угол между общими векторами спектра ВАЭ резания, построенными для обоих случаев на интенсивностях частотных полос спектра ВАЭ резания как на координатных осях, который и будет являться заданной уставкой.