Zariadenie na meranie procesných veličín pri osových operáciách

Stiahnuť PDF súbor.

Text

Pozerať všetko

m) SK ÚŽITKOVÝ VZOR 7 3 9 2(22) Dátum podania prihlášky 5. 2. 2015 (13) Druh dokumentu Yl(32) Dátum podania prioritnej prihlášky (51) ĺľlľ C 1- (20160 ĺ)ľorganizácia priority GOIL 1/00(43) Dátum zverejnenia prihlášky 3. 11. 2015 B 2313 39/00Vestník ÚPV SR č. 11/2015ÚRAD úžitkového vzoru 1. 4. 2016 PRJEMYSELNÉHO Vestník UPV SR č. 04/2016VLAS TNÍCTVA (47) Dátum zápisu a sprístupnenia SLOVENSKEJ REPUBLIKY úžitkového vzoru verejnosti 18. 2. 2016(62) Číslo pôvodnej prihlášky V prípade vylúčenej prihlášky(67) Číslo pôvodnej patentovej prihlášky v prípade odbočenia(86) Číslo podania medzinárodnej prihlášky podľa PCT(87) Číslo zverejnenia medzinárodnej prihlášky podľa PCT(96) Číslo podania európskej patentovej prihlášky(73) Majiteľ Slovenská poľnohospodárska univerzita v Nitre - Technická fakulta, Nitra, SK(54) Názov Zariadenie na meranie procesných veličín pri osových operáciáchZariadenie na meranie procesných veličín pri osových operáciách obsahuje nosnú konštrukciu (20), na ktorej je upevnený tenzometrický snímač (7) na meranie osovej sily,ku ktorému je otočne upevnené prostredníctvom radiálneho ložiska (21) skľučovadlo (22), pričom v skľučovadle (22) je upevnené silikónové puzdro (23), v ktorom sú umiestnené termoelektrické snímače (l, 2, 3, 4) teploty na meranie povrchovej teploty obráhanej vzorky (24), ku skľučovadlu(22) je upevnené rameno (25), ktoré je mechanicky spojené s tenzometrickým snímačom (8) na meranie krútiaceho momentu, ďalej obsahuje viackanálový prístrojový zosilňovač (5), ktorý je napájaný napájacím zdrojom (6) na zosilnenie signálov z termoelektrických snímačov (l, 2, 3, 4) teploty a viackanálovým prístroj ovým zosilňovačom (9) na zosilnenie signálov z tenzometrických snímačov (7 a 8). Analógové výstupy zviackanálových prístrojových zosilňovačov (5, 9) sú multiplexované prostredníctvom multipleXora (10), ktorý je riadený osobným počítačom (12),pričom analógový signál z multiplexora (10) je spracovaný analógovo-číslicovým prevodníkom (ll) na transformáciu analógového signálu na číslicový signál, ktorý je spracovaný osobným počítačom (12).Technické riešenie sa týka zariadenia na meranie procesných veličín pri osových operáciách procesu vŕtania s cieľom získania prehľadu 0 procese vítania a o dejoch, ktoré tento proces sprevádzajú.Vývoj nových rezných materiálov a povlakov umožňuje okrem obrábania progresívnych konštrukčných materiálov obrábať aj bežné materiály so zvýšenými reznými podmienkami. Zvýšená mechanická a tepelná odolnosť, lepšie trecie vlastnosti a odolnosť proti opotrebeniu umožňuje za istých okolností obmedziť použitie rezných kvapalín alebo ich vylúčiť z procesu obrábania úplne. Vŕtanie sa z hľadiska použitia rezných kvapalín považuje za náročnú technológiu. Prístupy s minimálnym množstvom reznej kvapaliny sa iba začínajú rozširovať na obrábanie ocele z doterajšieho obrábania ľahšie obrábateľných materiálov. Preto sa skúma proces vítania a jeho výsledku v kontexte použitia progresívnych vŕtacích nástrojov a minimálneho množstva reznej kvapaliny. V súčasnosti sa na meranie priebehu vítania využívajú komerčné meracie prístroje, ktoré neposkytujú komplexný prehľad o procesných veličinách v priebehu osových operácií.Technické riešenie slúži na hodnotenie napäťových a tepelných javov pri obrábaní, ktorých vonkajším prejavom je vznik momentov a síl a tepelného poľa, čo poskytuje nové možnosti monitorovania stavu obrábacích nástrojov prostredníctvom merania procesných veličín v priebehu obrábania. Meranie procesných veličín prebieha tak, že valcová vzorka sa vloží do silikónového puzdra, v ktorom sú umiestnené termoelektrické snímače teploty. Vzorka spoločne so silikónovým puzdrom sú upevnené do otočného skľučovadla, pričom do vzorky sa víta osový otvor prostredníctvom vrtáka s definovanými otáčkami a posuvom. Počas vŕtania sa okrem teplôt meria osová sila vrtáka, ktorá pôsobí na nosník so zabudovaným tenzometrickým snímačom. Tiež prostredníctvom ramena s tenzometrickým snímačom sa meria krútiaci moment, ktorý vytvára vrták pri vítaní. Podstata technického riešenia spočíva v tom, že signály z termoelektrických snímačov teploty sú zosilnené viackanálovým prístrojovým zosilňovačom s kompenzáciou studeného konca, ktorý je napájaný napájacím zdrojom a ktorý tieto signály zosilňuje na štandardizované napäťové úrovne, tiež sa súčasne merajú aj signály z tenzometrického snímača na meranie osovej sily a tenzometrického snímača na meranie krútiaceho momentu v procese vŕtania, tieto signály sú zosilnené viackanálovým prístrojovým zosilňovačom, ktorý je napájaný napájacím zdrojom, následne sú analógové výstupy z týchto viackanálových prístrojových zosilňovačov multiplexované prostredníctvom multipleXora, ktorý je riadený osobným počítačom, pričom analógový signál z multipleXora je spracovaný analógovo-číslicovým prevodmkom, ktorý transformuje tento analo gový signál na číslicový signál, ktorý je spracovaný osobným počítačom.Meranie jednotlivých procesných veličín je riadené paralelným portom osobného počítača, ktorý je pripojený k multiplexoru. Na základe adresy z paralelného portu sa definuj e, ktorá z procesných veličín bude aktuálne meraná. Po spustení programu sú ako prvé odmerané povrchové teploty obrábanej vzorky prostredníctvom termoelektrických snímačov teploty, a potom je odmeraná osová sila a krútiaci moment prostredníctvom tenzometrických snímačov sily. Všetky tieto procesné veličiny sú reprezentované napäťovými signálmi v rozsahu 0 - 5 V. Dĺžka merania jednotlivých procesných veličín je 50 ms. Počas tejto doby sa odmeria napätie príslušnej procesnej veličiny, pričom na základe kalibračnej rovnice sa prepočíta na reálnu hodnotu,ktorá už je v jednotkách zodpovedajúcich aktuálne meranej procesnej veličiny. Po odmeraní všetkých procesných veličín sa proces opakuje dovtedy, kým sa neukončí program. Súčasťou programu je aj meranie okamžitej okolitej teploty vzduchu, na základe ktorej dochádza ku kompenzácii meraných teplôt. S cieľom ďalšieho spracovania nameraných údajov sa súčasne s meraním vykonáva aj ukladanie nameraných hodnôt procesných veličín do súboru vo formáte .lvm. Perióda ukladania údajov do súboru je 1 s.Prehľad obrázkov na výkresochNa obrázku 1 je znázornená bloková schéma meracieho reťazca určeného na meranie procesných veličín pri osových operáciách. Rozmiestnenie jednotlivých častí zariadenia na meranie procesných veličín pri osových operáciách je zobrazené na obrázku 2.Konštrukcia zariadenia na meranie procesných veličín pri osových operáciách je zobrazená na obrázku 2. Základ tvorí nosná konštrukcia E, na ktorej je upevnený tenzometrický snímač Z osovej sily. K tomuto tenzometrickému snímaču 7 na meranie osovej sily je otočné upevnené prostredníctvom radiálneho ložiska Ä skľučovadlo Ľ. V skľučovadle Q je upevnené silikónové puzdro Ä, v ktorom sú umiestnené termoelektrické snímače l, 2, à, 4 teploty, ktoré merajú povrchovú teplotu obrábanej vzorky Ä. Ku skľučovadlu Q je upevnené rameno ě, ktoré je mechanicky spojené s tenzometrickým snímačom § na meranie krútiaceho momentu.Meranie procesných veličín pri osových operáciách prebieha tak, že valcová vzorka Ä sa vkladá do silikónového puzdra Ľ, v ktorom sú umiestnené termoelektrické snímače 2, â, 4 teploty. Do meranej vzorky Ľ valcovitého tvaru, ktorá je aj so silikónovým puzdrom Ľ upevnená do otočného upínacieho univerzálneho skľučovadla 2, víta vrták Ä osový otvor s definovanými otáčkami a posuvom. Počas vftania sa okrem teplôt meria osová sila vrtáka 26, ktorá pôsobí na nosník E so zabudovaným tenzometrickým snímačom Z osovej sily. Tiež prostredníctvom ramena ě s tenzometrickým snímačom § sa meria krútiaci moment, ktorý vytvára vrták ě pri vŕtaní.Bloková schéma meracieho reťazca je zobrazená na obrázku 1. Tennoelektrické snímače l, 2, â, i teploty typu J sú pripojené k viackanálovému prístrojovému zosilňovaču á s kompenzáciou studeného konca, ktorý tieto nízkonapäťové signály zosilňuje na štandardizované napäťové úrovne 0 - 5 V. Tiež tenzometrický snímač Z na meranie osovej sily a tenzometrický snímač § nameranie krútiaceho momentu sú pripojené k viackanálovému prístrojovému zosilňovaču 2 s modulmi.Viackanálové prístrojové zosilňovače j, 2 sú napájané napájacím zdrojom Q, pričom ich výstupy sú privedené do riadeného multiplexora m, ktorý je riadený osobným počítačom Q prostredníctvom paralelného portu. Analógový signál z programovateľného multiplexora m je 12-bitovým analógovo-číslicovým prevodníkom Q, ktorý je súčasťou riadiacej karty transformovaný do číslicovej podoby. Tento číslicový signál je potom spracovávaný osobným počítačom Q.Toto technické riešenie bolo skonštruované vďaka podpore projektu KEGA č. O 35 SPU-4/2014 s názvom Integrácia inovačných trendov v obrábaní kovov, metrológii a manažérstve kvality do univerzitného štúdia.Navrhnuté zariadenie na meranie procesných veličín pri osových operáciách umožňuje analyzovať procesné veličiny pri technológiách obrábania s náročnejším rezným procesom, medzi ktoré patria aj mnohé osové operácie. Výsledky merania môžu poslúžiť pri overovaní výkonu rezných kvapalín či nástrojov v laboratórnych podmienkach.1. Zariadenie na meranie procesných veličín pri osových operáciách, v y z n a č u j ú c e S a tý m , že obsahuje nosnú konštrukciu (20), na ktorej je upevnený tenzometrický snímač (7) na meranie osovej sily, ku ktorému je otočné upevnené prostredníctvom radiálneho ložiska (21) skľučovadlo 22, pričom v skľučovadlo (22) je upevnené silikónové puzdro (23), v ktorom sú umiestnené termoelektrické snímače (1,2, 3, 4) teploty na meranie povrchovej teploty obrábanej vzorky (24), ku skľučovadlu (22) je upevnené rameno (25), ktoré je mechanicky spojené s tenzometrickým snímačom (8) na meranie krútiaceho momentu, ďalej obsahuje viackanálový prístrojový zosilňovač (5), ktorý je napáj aný napáj acím zdrojom (6) na zosilnenie signálov z termoelektrických snímačov (1, 2, 3, 4) teploty, a viackanálový prístrojový zosilňovač (9) na zosilnenie signálov z tenzometrických snímačov (7 a 8), ďalej obsahuje multiplexor (10), osobný počítač (12) a analógovo-číslicový prevodník (11).2. Zariadenie na meranie procesných veličín pri osových operáciách podľa nároku 1, V y z n a č u j ú c e s a t ý m , že analógové výstupy z viackanálových prístrojových zosilňovačov (5, 9) sú multipleXované prostredníctvom multiplexora (10), ktorý je riadený osobným počítačom (12), pričom analógový signál z multiplexora (10) je spracovaný analógovo-číslicovým prevodmkom (11) na transformáciu analógového signálu na číslicový signál, ktorý je spracovaný osobným počítačom (12).

MPK / Značky

MPK: B23B 39/12, G01L 1/18

Značky: osových, operáciách, procesných, zariadenie, veličin, meranie

Odkaz

<a href="http://skpatents.com/4-u7392-zariadenie-na-meranie-procesnych-velicin-pri-osovych-operaciach.html" rel="bookmark" title="Databáza patentov Slovenska">Zariadenie na meranie procesných veličín pri osových operáciách</a>

Podobne patenty