Как уменьшить отказ инструмента с помощью обнаружения поломки инструмента с ЧПУ

Поломка инструмента всегда была проблемой для операций механической обработки. Эти поломки могут возникать во время обычных циклов обработки из-за износа инструмента, что в конечном итоге приводит к отказу. Они также могут возникать из-за неправильных настроек, человеческой ошибки, неисправности оборудования или по целому ряду других причин.

Когда инструменты ломаются, затраты растут. Время простоя означает меньшее количество первоклассных изделий и потенциальных пропусков поставок. Это также увеличивает затраты на рабочую силу и материалы из-за брака и дополнительной рабочей силы для перерабатываемых деталей.

Однако в последние годы наблюдается рост числа точных и надежных систем мониторинга инструментов, которые работают в сочетании с производственным мониторингом, чтобы продлить срок службы инструментов или предсказать их выход из строя.

В этой статье дается определение поломки инструмента, обсуждаются распространенные технологии обнаружения поломки инструмента и рассматриваются способы избежать дорогостоящей поломки.

Что такое обнаружение поломки инструмента ЧПУ?

В станках с ЧПУ используется широкий спектр инструментов. Обнаружение поломки инструмента состоит из технологий системы управления, где поломка инструмента сигнализирует оператору о поломке.

При возникновении этих аварийных сигналов цикл обработки может останавливаться, что позволяет операторам заменить инструмент и предотвратить повреждение станка. В зависимости от типа поломки обнаружение инструмента может помочь восстановить деталь до того, как она станет браком.

Типы технологий поломки инструмента

Обнаружение поломки инструмента предлагает множество преимуществ, в том числе:

• Более высокая точность
• Сокращение брака и переделок
• Снижение затрат
• Более высокая эффективность
• Сокращено количество действий оператора

Существует несколько активных технологий, используемых в обработке с ЧПУ, которые позволяют производителям реализовать эти преимущества. Тип системы, используемой для обнаружения поломки инструмента, может состоять из одной или нескольких из следующих технологий.

Они часто привязаны к системам мониторинга производства и, в идеале, к платформам IIoT, которые могут анализировать данные инструментов в облаке, чтобы лучше прогнозировать поломки в будущем. Одной из инноваций в области бесконтактных технологий является использование высокочастотных данных, которые помогают диагностировать, прогнозировать и избегать сбоев. Эта технология не имеет датчиков и использует мгновенные данные в режиме реального времени, получаемые с чрезвычайно высокой скоростью, для построения точных моделей обнаружения отказов инструмента.

Проводные технологии

Системы обнаружения обрыва проводов просты. Аппаратное обеспечение, используемое для обнаружения сбоев, физически прикреплено к ключевым компонентам машины, где могут произойти сбои. Обычно они дешевле других технологий, поскольку устройства связи не нужно встраивать в аппаратное обеспечение.

Проводные системы являются хорошим выбором для обнаружения поломки инструмента в оборудовании, где движение, необходимое для обработки детали, является прямым. Однако качество анализа, скорость подачи сигналов тревоги и скорость реагирования при сбоях будут иметь значение. Проводные системы хороши ровно настолько, насколько хороши скорость ответа, качество анализа и полученная информация.

Преимущество проводной технологии заключается в том, что ее можно напрямую подключить к общезаводскому решению для мониторинга инструмента. Это значительно повышает качество анализа поломки инструмента, позволяя применять прогнозирующие и предписывающие стратегии для увеличения срока службы инструмента и уменьшения количества поломок.

Беспроводные технологии

Беспроводные технологии так же точны, как и проводные. Одним из соображений является расстояние от беспроводного оборудования до контроллера или точки доступа к платформе, которая отслеживает производство и отправляет предупреждения. Большинство магазинов расположены так, что ассортимент не является проблемой.

При обнаружении обрыва беспроводной сети обычно используются системы Bluetooth или традиционные радиочастоты. По мере развития беспроводных технологий переход к устройствам с поддержкой Bluetooth, особенно Bluetooth с низким энергопотреблением, начинает заменять RF. Беспроводные технологии могут взаимодействовать напрямую с программными решениями для мониторинга инструмента. Это автоматизирует мониторинг износа и поломки инструмента и определяет не только момент поломки инструмента, но и момент, когда он приближается к точке отказа.

Контактные технологии

В технологиях обнаружения контакта используется щуп, прокладка или другой концевой элемент, чтобы определить, сломан ли инструмент. Датчики могут быть фиксированными или подвижными, в зависимости от типа машины. Инструменты будут контактировать с датчиками, чтобы определить, сломан ли инструмент. Обнаружение обрыва контакта можно использовать как с проводными, так и с беспроводными системами.

Как и проводные технологии, контактные технологии — это физический способ обнаружения поломки инструмента. Но эти контактные устройства могут быть загружены в программное обеспечение для мониторинга инструмента как в проводных, так и в беспроводных системах, чтобы обнаруживать поломку инструмента в режиме реального времени. Это означает, что остановка оборудования при немедленном обнаружении может быть автоматизирована, чтобы предотвратить повреждение машины и сохранить материал из мусорного бака.

Бесконтактные технологии

Наиболее распространенной бесконтактной технологией обнаружения поломки является лазер. Лазеры идеально подходят для обнаружения поломки высокоскоростного вращения инструментов. Они также очень полезны в инструментах, требующих теплового контроля, который может деформировать или сломать инструмент под воздействием избыточного тепла. Лазеры могут измерять только в двух измерениях. Для трех измерений они сочетаются с контактной технологией для сбора трехмерных данных.

Еще одна бесконтактная технология обнаружения обрыва — использование камер. Камеры лучше для небольших инструментов по сравнению с лазерами. Луч часто шире, чем инструмент в небольших инструментах, и камеры могут обнаруживать разрывы с изображениями высокого разрешения при фрезеровании небольшого инструмента.

Сведите поломки инструментов к минимуму

Поломки инструмента можно свести к минимуму с помощью передового опыта и внимания к деталям. Это помогает свести к минимуму затраты на оснастку и общую производственную операцию. Передовой опыт включает:

• Тщательно контролируйте среднее количество сборок инструментов и обрабатываемых документов, чтобы они правильно настраивались для каждого запуска.
• Аудит времени настройки для поиска основных причин проблемных запусков, которые можно сократить с помощью настроек настройки.
• Включите качество инструментов в усилия по улучшению. Правильный материал для инструментов будет зависеть от типа работы, которую выполняет мастерская; Материал режущего инструмента более низкого качества может увеличить затраты.
• Используйте программное обеспечение для мониторинга производства. Передовые системы, такие как предлагаемая MachineMetrics, позволяют глубоко изучить причину поломки, чтобы разработать улучшенные стратегии прогнозирования для уменьшения поломки.

Распространенные ошибки при поломке режущего инструмента

Ошибки могут привести к поломке инструмента. Вот примеры распространенных ошибок, которые приводят к поломке инструмента.

1. Неправильный держатель инструмента или сборка инструмента. Крайне важно выбрать правильную комбинацию инструментов. Эта комбинация включает в себя правильную оправку, длину и профиль инструмента.
2. Неправильный инструмент. Выбор правильного инструмента для материала может стать разницей между сломанным инструментом и исправной деталью. Часто инструменты не соответствуют используемому материалу.
3. Неверная скорость. На шоссе скорость убивает. Но в ЧПУ ошибка часто заключается в слишком низкой скорости для резки.
4. Неправильный путь инструмента. Эта базовая ошибка программирования не учитывает сложные элементы в пути инструмента.

BC Machining обращается к MachineMetrics для прогнозного мониторинга инструмента

Когда BC Machining обратилась за помощью в решении проблемы продолжающейся поломки инструмента и высокого уровня брака, они обратились к MachineMetrics за решением. BC Machining обслуживает медицинскую, оборонную, транспортную и электроинструментальную отрасли, где точность имеет решающее значение.

Компания BC Machining часто сталкивалась с поломкой инструментов на своих станках с ЧПУ Swiss, что приводило к образованию брака как в момент поломки, так и в конце срока службы инструмента, когда детали могут отличаться от технических характеристик.

Используя решение MachineMetrics для сбора высокочастотных данных и их анализа с помощью усовершенствованных алгоритмов, компания BC смогла выявить поломки инструментов, чтобы предотвратить брак деталей.

Сокращение количества потерянных деталей, сортировки и неопределенности привело к почти 100-процентному обнаружению отказов и ежегодной экономии 72 000 долларов США на каждую машину.

Прочтите полный пример использования BC Machining.

MachineMetrics предлагает систему мониторинга для оценки инструмента, которая собирает данные непосредственно из источника — самого станка с ЧПУ. С помощью настраиваемых алгоритмов, разработанных для отслеживания использования крутящего момента, входные данные можно вводить в систему в виде событий временного ряда или моделей машинного обучения для точного прогнозирования отказа инструмента.

Адаптер высокочастотных данных MachineMetrics может обнаруживать проблемы и анализировать данные на периферии, чтобы автоматизировать решения и предупреждать персонал о проблемах до того, как произойдет сбой, предотвращая дорогостоящий брак и простои. Благодаря расширенной диагностике станков инструменты оптимизируются и включаются в агрессивную и полностью автоматизированную систему профилактического обслуживания. Чтобы узнать, как можно развернуть MachineMetrics, чтобы помочь вам справиться с потребностями работоспособности вашего инструмента, закажите демонстрацию с нашей командой сегодня.