如何通过 CNC 刀具破损检测减少刀具故障
刀具破损一直是加工操作面临的挑战。由于最终导致故障的工具磨损，这些断裂可能发生在常规加工循环中。它们也可能由于设置不当、人为错误、设备故障或其他各种原因而发生。
当工具损坏时，成本就会增加。停机时间意味着更少的优质件和潜在的错过交付。它还推高了废料和可返工件的额外劳动力的劳动力和材料成本。
然而，近年来，精确可靠的工具监控系统与生产监控相结合，以延长工具的使用寿命或预测其故障。
本文将定义刀具破损，讨论常见的刀具破损检测技术，并提出避免代价高昂的破损的方法。
什么是 CNC 刀具破损检测？
CNC加工中使用的工具种类繁多。刀具破损检测由控制系统技术组成，其中刀具破损向操作员发出破损信号。
当这些警报发生时，加工循环可能会停止，从而允许操作员更换刀具并防止损坏机器。根据断裂的类型，工具检测可以帮助在零件报废之前恢复它。
刀具破坏技术的类型
刀具破损检测提供了许多好处，包括：
- 更准确的
- 减少报废和返工
- 降低成本
- 更高的效率
- 减少操作员处理
CNC 加工中使用了几种有效的技术，使制造商能够实现这些好处。用于刀具破损检测的系统类型可能由以下一种或多种技术组成。
它们通常与生产监控系统和理想的 IIoT 平台相关联，这些平台可以分析云中的工具数据，以更好地预测未来的破损。非接触式技术领域的一项创新是使用有助于诊断、预测和避免故障的高频数据。该技术是无传感器的，使用以极高速率提取的瞬时实时数据来构建准确的工具故障检测模型。
有线技术
断线检测系统很简单。用于检测中断的硬件物理连接到可能发生中断的机器的关键组件上。它们通常比其他技术便宜，因为通信设备不需要嵌入到硬件中。
有线系统是设备中刀具断裂检测的一个不错的选择，在这些设备中，工件所需的运动很简单。但是，分析质量、报警速度和中断发生时的响应速度会有所不同。有线系统的好坏取决于响应速度、分析质量和产生的洞察力。
有线技术的一个好处是它可以直接链接到工厂范围的工具监控解决方案。这大大提高了刀具破损分析的质量，从而可以部署预测性和规范性策略，以延长刀具寿命并减少破损。
无线技术
无线技术与有线技术一样准确。一个考虑因素是无线硬件到控制器或接入点到监控生产和发送警报的平台的范围。大多数商店都安排在范围不成问题的地方。
在无线断线检测中，系统通常是蓝牙或基于传统的射频。随着无线技术的进步，向支持蓝牙的设备的转变，尤其是低功耗蓝牙，开始取代射频。无线技术可以直接与工具监控软件解决方案进行通信。这可以自动监控刀具磨损和刀具破损，并且不仅可以识别刀具何时破损，还可以识别刀具何时接近故障点。
联系技术
接触检测技术使用探针、垫或其他端件来确定工具是否损坏。探头可以是固定的或移动的，具体取决于机器的类型。工具将接触探针以确定工具是否损坏。接触断线检测可用于有线和无线系统。
与有线技术一样，接触技术是一种检测工具破损的物理方法。但这些接触设备可以加载到有线和无线系统中的刀具监控软件中，以实时检测刀具破损。这意味着可以在立即检测到时自动停止设备，以防止损坏机器并节省废料箱中的材料。
非接触式技术
最常见的非接触式断裂检测技术是激光。激光是检测工具高速旋转破损的理想选择。它们在需要热监控的工具中也非常有用，这些工具可能会在过热的情况下变形或损坏工具。激光只能进行二维测量。对于三维，它们与接触技术相结合以捕获三维数据。
另一种非接触式断裂检测技术是使用摄像头。与激光相比，相机更适合小型工具。光束通常比小工具中的工具更宽，相机可以通过小工具铣削的高分辨率图片检测到断裂。
尽量减少工具中断
通过最佳实践和对细节的关注，可以最大限度地减少工具损坏。这有助于最大限度地降低工具成本和整体生产运营成本。最佳实践包括：
- 严格控制所处理的工具组件和文档的平均数量，以便为每次运行正确设置。
- 审核设置时间以查找问题运行的根本原因，这些问题可以通过设置调整来减少。
- 将工具质量纳入改进工作。工具的正确材料将取决于车间正在运行的工作类型；质量较差的刀具材料会增加成本。
- 使用生产监控软件。 MachineMetrics 提供的高级系统可让您深入了解破损的原因，从而制定改进的预测策略来减少破损。
刀具破损常见误区
错误会导致刀具破损。以下是导致刀具损坏的常见错误示例。
- 错误的刀架或工具组件 - 选择正确的工具组合至关重要。这种组合包括正确的刀柄、刀具长度和刀具轮廓。
- 错误的工具 - 为材料选择正确的工具可能是损坏的工具和正确的零件之间的区别。很多时候，工具与使用的材料不匹配。
- 错误的速度 - 在高速公路上，速度是致命的。但在 CNC 中，错误通常是切割速度太低。
- 错误的刀具路径 - 这个基本的编程错误无法解释刀具路径中的复杂特征。
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