RU2023568C1

RU2023568C1 - Method and apparatus to control loading on tool

Info

Publication number: RU2023568C1
Authority: RU
Inventors: В.В. Потапов; П.В. Кичак; О.П. Кузьминых; С.А. Павлов
Original assignee: Потапов Владимир Викторович; Кичак Петр Васильевич; Кузьминых Ольга Петровна; Павлов Сергей Анатольевич
Priority date: 1989-08-29
Filing date: 1989-08-29
Publication date: 1994-11-30

Abstract

FIELD: robotics. SUBSTANCE: method of control of loading on tool provides for measurement of amount of current consumed by machine tool drive electric engine and in case difference between running value and value for given instant of time exceeds given limiting value instant of intolerable loading is determined. In the case, instant of cutting beginning is taken as given instant of time. Apparatus has tool-screw tap. piece for treatment, sensor of operational feeding of screw tap, sensor of stator current of tool drive electric engine, controlled memory member, subtraction unit, comparator, setter, tool drive control unit. EFFECT: method is used for control tapping of deep and blind holes. 2 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к обработке металлов резанием и предназначено для контроля нагрузки на инструмент в станках, робототехнических и гибких автоматизированных производствах при нарезании резьбы в глубоких и глухих отверстиях. The invention relates to the processing of metals by cutting and is intended to control the load on the tool in machines, robotic and flexible automated industries when threading in deep and blind holes.

Известен реализуемый устройством [1] способ контроля нагрузки на инструмент, заключающийся в том, что измеряют величину потребляемого тока электродвигателя привода инструмента станка и при превышении разности текущего значения и значения в заданный момент времени указанной величины предельного значения определяют момент недопустимой нагрузки. There is a known method implemented by the device [1] for monitoring the load on a tool, which consists in measuring the amount of current consumed by the machine tool drive motor and, when the difference between the current value and the value at the specified point in time of the specified value of the limit value is exceeded, the moment of unacceptable load is determined.

Устройство [1] для осуществления известного способа включает датчик величины потребляемого тока электродвигателем привода инструмента, связанный с управляемым элементом памяти и первым входом блока вычитания, второй вход которого связан с управляемым элементом памяти, а выход блока вычитания связан с компаратором, связанным с задатчиком данных, причем выход компаратора связан с системой управления станком. The device [1] for implementing the known method includes a sensor for the amount of current consumed by the tool drive motor connected to the controllable memory element and the first input of the subtraction unit, the second input of which is connected to the controllable memory element, and the output of the subtraction unit is connected to the comparator associated with the data master, moreover, the output of the comparator is connected to the control system of the machine.

Известные способ и устройство для его осуществления не обеспечивают точного определения недопустимой нагрузки на валу режущего инструмента и, соответственно, момента времени окончания процесса резания, что сужает технологические возможности способа и устройства. The known method and device for its implementation do not accurately determine the unacceptable load on the shaft of the cutting tool and, accordingly, the time of the end of the cutting process, which narrows the technological capabilities of the method and device.

Целью изобретения является расширение технологических возможностей. The aim of the invention is the expansion of technological capabilities.

На чертеже приведена схема устройства, в котором осуществляется предлагаемый способ. The drawing shows a diagram of a device in which the proposed method.

Устройство содержит инструмент-метчик 1, обрабатываемую деталь 2, датчик 3 рабочей подачи метчика, датчик 4 тока статора двигателя привода инструмента, управляемый элемент 5 памяти, блок 6 вычитания, компаратор 7, задатчик 8, блок 9 управления двигателем привода инструмента. Датчик 3 рабочей подачи инструмента может быть выполнен, например, в виде бесконтактного путевого выключателя, который, взаимодействуя со шпинделем станка, формирует сигнал положения метчика. Управляемый элемент 5 памяти может быть выполнен в виде аналогового или цифрового запоминающего устройства, в последнем случае нужно преобразовывать ток в соответствующую цифровую величину. The device comprises a tap tool 1, a workpiece 2, a sensor 3 for the working feed of the tap, a sensor 4 for the current of the stator of the drive motor of the tool, a controlled memory element 5, a subtraction unit 6, a comparator 7, a setter 8, and a tool drive motor control unit 9. The sensor 3 of the working feed of the tool can be made, for example, in the form of a proximity switch, which, interacting with the spindle of the machine, generates a tap position signal. The controlled memory element 5 can be made in the form of an analog or digital storage device, in the latter case, it is necessary to convert the current to the corresponding digital value.

Способ осуществляют следующим образом. The method is as follows.

После включения двигателя привода инструмента блоком 9 управления начинается поступательное движение инструмента метчика 1 в направлении обрабатываемой детали 2. В процессе движения метчика его движение контролируется датчиком 3, который при достижении метчиком 1 положения, при котором произошло врезание метчика 1 в деталь 2 и начался процесс нарезания резьбы, выдает сигнал управляемому элементу 5 памяти и блоку 9 управления. По этому сигналу в управляемый элемент 5 памяти записывается значение тока I_зап статора двигателя привода инструмента, полученное с датчика 4 тока , и блок 9 управления переводится в состояние контроля превышения разности текущего I_тек и запомненного I_зап значений тока статора двигателя. Разность этих значений (I_тек - I_зап) формируется на выходе блока 6 вычитания, на входы которого поступают запомненное значение тока статора из управляемого элемента 5 памяти и текущее значение тока с датчика 4 тока. Сигнал, соответствующий разности токов, с выхода блока 6 вычитания поступает на вход компаратора 7, на другой вход которого с задатчика 8 поступает сигнал Δ I_зад, соответствующий заданному значению превышения текущего значения тока статора над запомненным. В том случае, если сигнал с выхода блока 6 вычитания меньше заданного значения превышения, сигнал на выходе компаратора отсутствует, что соответствует допустимому значению нагрузки на инструмент, и продолжается процесс резания. В противном случае, при превышении сигнала с выхода блока 6 вычитания над заданным значением превышения, на выходе компаратора 7 формируется сигнал, после поступления которого блок 9 управления прекращает процесс резания (например, включив тормозной режим с последующим реверсированием двигателя привода инструмента для вывода метчика 1 из детали 2).After turning on the tool drive motor by the control unit 9, the translational movement of the tap tool 1 in the direction of the workpiece 2 starts. During the tap movement, its movement is controlled by the probe 3, which when tap 1 reaches the position at which the tap 1 was inserted into part 2 and the cutting process started thread, gives a signal to the controlled memory element 5 and the control unit 9. At this signal in the control memory 5 writes the current value I _zap tool drive motor stator obtained from the current sensor 4 and control unit 9 into a state exceeding the control difference current I _flowed and stored I _spare stator current values. The difference of these values (I _tech - I _app ) is formed at the output of the subtraction unit 6, the input of which receives the stored value of the stator current from the controlled memory element 5 and the current value from the current sensor 4. The signal corresponding to the difference of the currents outputted from the subtracting unit 6 is input to a comparator 7, on the other input of which is supplied with the set point 8 the signal Δ I _ass, corresponding to a predetermined excess value of the current value of the stator current stored. In the event that the signal from the output of the subtraction unit 6 is less than the specified excess value, there is no signal at the output of the comparator, which corresponds to the permissible value of the tool load, and the cutting process continues. Otherwise, when the signal from the output of the subtraction unit 6 exceeds the specified excess value, a signal is generated at the output of the comparator 7, after which the control unit 9 stops the cutting process (for example, by turning on the braking mode and then reversing the tool drive motor to output the tap 1 from details 2).

Таким образом, точно определяется момент недопустимой нагрузки на инструмент, т.е. момент окончания процесса резания, что позволяет расширить технологические возможности способа и устройства для контроля нагрузки. Thus, the moment of an unacceptable load on the tool is precisely determined, i.e. the end of the cutting process, which allows to expand the technological capabilities of the method and device for controlling the load.

Claims

1. The method of monitoring the load on the tool, which consists in measuring the amount of current consumed by the electric drive of the tool, and when the difference between the fluid current value and its limit value corresponding to a certain cutting moment is set, the set value determines the moment of occurrence of an unacceptable load, characterized in that, in order to expand technological capabilities, the moment of occurrence of an unacceptable load is determined at the time of cutting.

2. A device for monitoring the load on the tool, containing a series-connected current sensor, a controllable memory element, a subtraction unit, a comparator and a control unit and a setter, the output of which is connected to the input of the comparator, the second output of the current sensor connected to the input of the subtraction unit, characterized in that, in order to expand technological capabilities, the device is additionally equipped with a sensor for the working feed of the tool, the output of which is connected to the input of the controlled memory element.