ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Результат выполнения научно-исследовательской работы.

Экспериментальным путем получена значимая корреляционная связь (К=0,7-0,8) между износом инструмента и спектром ВАЭ как интегральными характеристиками процесса резания.

Сигнал ВАЭ в диапазоне частот 5000-200000 Гц, исключающем влияние низкочастотной составляющей (100 - 1000 Гц) системы станок - приспособление - инструмент - деталь, снимается в диапазоне 5000-20000 Гц стандартными акселерометрическими датчиками вибраций типа Д-13, Д-14, так как здесь он наибольший, а выше - специально прикрепляемыми к режущему инструменту пьезокерамическими пластинами (уровень сигнала в этой области не более 10-15 дБ). В первом диапазоне при увеличении износа инструмента сигнал возрастает в 8-10, а во втором - в 80-100 раз. В процессе обработки, например, при точении материалов, сигнал ВАЭ в диапазоне частот 200-200000 Гц снимается специальным токосъемником и имеет величину от единиц до сотен микровольт. В диапазоне 200-20000 Гц он наибольший, а выше - не более 10-15 мкВ.

Специальный двухкаскадный широкополосный усилитель состоит из нерегулируемого предусилителя с автономным источником питания с линейной АЧХ при коэффициенте усиления не менее 300, и управляемого усилителя с регулируемым от микро ЭВМ коэффициентом усиления не менее 500, возрастающей АЧХ в диапазоне до 10000Гц и линейной характеристикой в остальном диапазоне частот. Скоррелированные с износом инструмента резонансные частоты (5000, 10000, 32000, 50000, 100000 и 200000 Гц) после усилителя поступают на вход шести узкополосных треть-октавных фильтров с названными выше центральными частотами. Можно использовать универсальный треть-октавный анализатор спектра параллельного действия типа Ф4337. На выходе каждого из фильтров установлены детектор и интегратор. Дополнительно усиленные и выпрямленные сигналы с каждого канала через коммутатор аналоговых сигналов и аналого-цифровой преобразователь поступают на вход микро-ЭВМ, где обрабатываются по специальной программе.

Предел изменения периодически контролируемой формы спектра ВАЭ в течение одного оборота детали от заданной для каждого конкретного инструмента формы спектра ВАЭ, полученной при его остром состоянии, назначается уставкой, соответствующей предельному износу инструмента по задней грани в миллиметрах.

Алгоритм диагностики предполагает обязательный режим проведения тестирования (настройки) устройства контроля износа инструмента. Режим применяется при отладке устройства. Вводится (задается) с клавиатуры дисплея специальная тест-таблица с данными спектров ВАЭ для острого и для изношенного инструментов, уставки, результатов заранее вычисленных отклонений спектров по всем шести каналам. С помощью шести потенциометров с делителями аналоговым способом задаются постепенно увеличивающиеся значения параметров формы спектра ВАЭ. Эта процедура моделирует процесс ускоренного износа инструмента при осложненных условиях резания. Вычисляется мера отклонения текущей формы спектра от первоначальной и сравнивается с заданной уставкой. При превышении уставки устройство должно выдать звуковой и световой сигналы.