Hoe u gereedschapsfalen kunt verminderen met CNC-gereedschapsbreukdetectie?

Gereedschapsbreuk is altijd een uitdaging geweest voor machinale bewerkingen. Deze breuken kunnen optreden tijdens reguliere bewerkingscycli als gevolg van gereedschapsslijtage die uiteindelijk tot storingen leiden. Ze kunnen ook optreden als gevolg van onjuiste instellingen, menselijke fouten, defecten aan de apparatuur of verschillende andere redenen.

Als gereedschap kapot gaat, stapelen de kosten zich op. Downtime betekent minder eersteklas stukken en mogelijk gemiste leveringen. Het verhoogt ook de arbeids- en materiaalkosten van schroot en extra arbeid voor herbewerkbare stukken.

De afgelopen jaren is er echter een groei geweest in nauwkeurige en betrouwbare gereedschapsbewakingssystemen die samenwerken met productiebewaking om de levensduur van gereedschappen te verlengen of hun falen te voorspellen.

Dit artikel definieert gereedschapsbreuk, bespreekt veelvoorkomende technologieën voor het detecteren van gereedschapsbreuken en behandelt manieren om een ​​kostbare breuk te voorkomen.

Wat is CNC-gereedschapsbreukdetectie?

Er is een grote verscheidenheid aan gereedschappen die worden gebruikt bij CNC-bewerkingen. Gereedschapsbreukdetectie bestaat uit besturingssysteemtechnologieën waarbij de breuk van een gereedschap de bediener van de breuk signaleert.

Wanneer deze alarmen optreden, kan de bewerkingscyclus stoppen, waardoor operators het gereedschap kunnen vervangen en schade aan de machine kunnen voorkomen. Afhankelijk van het type breuk, kan gereedschapsdetectie helpen een onderdeel te herstellen voordat het schroot wordt.

Soorten gereedschapsbrekende technologieën

Detectie van gereedschapsbreuk biedt vele voordelen, waaronder:

• Betere nauwkeurigheid
• Minder afval en nabewerking
• Lagere kosten
• Hoger rendement
• Verminderde bediening door de operator

Er zijn verschillende actieve technologieën die worden gebruikt bij CNC-bewerkingen waarmee fabrikanten deze voordelen kunnen realiseren. Het type systeem dat wordt gebruikt voor het detecteren van gereedschapsbreuk kan bestaan ​​uit een of meer van de volgende technologieën.

Ze zijn vaak gekoppeld aan productiebewakingssystemen en idealiter IIoT-platforms die toolinggegevens in de cloud kunnen analyseren om breuken in de toekomst beter te voorspellen. Een innovatie op het gebied van contactloze technologieën is het gebruik van hoogfrequente gegevens die helpen bij het diagnosticeren, voorspellen en voorkomen van storingen. Deze technologie is sensorloos en gebruikt onmiddellijke realtime gegevens die met een extreem hoge snelheid worden verzameld om nauwkeurige modellen voor het detecteren van gereedschapsfouten te bouwen.

Bekabelde technologieën

Bedrade breukdetectiesystemen zijn eenvoudig. De hardware die wordt gebruikt om breuken te detecteren, is fysiek bevestigd aan de belangrijkste onderdelen van de machine waar breuken kunnen optreden. Ze zijn meestal minder duur dan andere technologieën omdat de communicatieapparaten niet in hardware hoeven te worden ingebouwd.

Bekabelde systemen zijn een goede keuze voor het detecteren van gereedschapsbreuken in apparatuur waar de beweging die nodig is om het stuk te bewerken eenvoudig is. De kwaliteit van de analyse, de alarmsnelheid en de reactiesnelheid bij onderbrekingen zullen echter het verschil maken. Bekabelde systemen zijn zo goed als de reactiesnelheid, de kwaliteit van de analyse en het verkregen inzicht.

Een voordeel van bedrade technologie is dat deze direct kan worden gekoppeld aan een fabrieksbrede oplossing voor gereedschapsbewaking. Dit verbetert de kwaliteit van de analyse van gereedschapsbreuk enorm, waardoor voorspellende en prescriptieve strategieën kunnen worden ingezet voor een betere standtijd en minder breuk.

Draadloze technologieën

Draadloze technologieën zijn net zo nauwkeurig als bekabelde technologieën. Een overweging is het bereik van de draadloze hardware tot de controller of het toegangspunt tot het platform dat de productie bewaakt en waarschuwingen verzendt. De meeste winkels zijn zo ingericht dat het assortiment geen probleem is.

Bij draadloze onderbrekingsdetectie zijn systemen meestal Bluetooth of gebaseerd op traditionele RF. Naarmate draadloze technologie vordert, begint de verschuiving naar Bluetooth-apparaten, met name Low Energy Bluetooth, RF te vervangen. Draadloze technologieën kunnen rechtstreeks communiceren met softwareoplossingen voor gereedschapsbewaking. Dit automatiseert de bewaking van gereedschapsslijtage en gereedschapsbreuk en identificeert niet alleen wanneer gereedschappen breken, maar ook wanneer ze het faalpunt naderen.

Contacttechnologieën

Contactdetectietechnologieën gebruiken een sonde, pad of ander eindstuk om te bepalen of een gereedschap kapot is. Sondes kunnen vast of bewegend zijn, afhankelijk van het type machine. Gereedschap maakt contact met sondes om te bepalen of het gereedschap kapot is. Contactbreukdetectie kan worden gebruikt met zowel bedrade als draadloze systemen.

Net als bedrade technologieën zijn contacttechnologieën een fysieke manier om gereedschapsbreuk te detecteren. Maar deze contactapparaten kunnen worden geladen in gereedschapsbewakingssoftware in zowel bekabelde als draadloze systemen om gereedschapbreukdetectie in realtime mogelijk te maken. Dit betekent dat het stoppen van apparatuur bij onmiddellijke detectie kan worden geautomatiseerd om schade aan de machine te voorkomen en materiaal uit de afvalbak te besparen.

Contactloze technologieën

De meest gebruikte contactloze breukdetectietechnologie is een laser. Lasers zijn ideaal voor het detecteren van breuken van gereedschap dat op hoge snelheid draait. Ze zijn ook zeer nuttig in gereedschappen die thermische bewaking vereisen die het gereedschap onder overmatige hitte kunnen vervormen of breken. Lasers kunnen alleen in twee dimensies meten. Voor drie dimensies zijn ze gekoppeld aan contacttechnologie om gegevens in de derde dimensie vast te leggen.

Een andere contactloze breukdetectietechnologie is het gebruik van camera's. Camera's zijn beter voor kleine gereedschappen in vergelijking met lasers. De straal is vaak breder dan het gereedschap in kleine gereedschappen, en camera's kunnen breuken detecteren met afbeeldingen met hoge resolutie van het frezen van kleine gereedschappen.

Houd gereedschapsonderbrekingen tot een minimum beperkt

Gereedschapsbreuken kunnen worden geminimaliseerd door best practices en aandacht voor detail. Dit helpt de kosten van gereedschap en de algehele productie te minimaliseren. Praktische tips zijn onder meer:

• Houd de controle over het gemiddelde aantal gereedschapsassemblages en documenten die worden verwerkt, zodat ze voor elke run correct worden ingesteld.
• Controleer de insteltijden om te zoeken naar de hoofdoorzaken van problematische runs die kunnen worden verminderd met instellingsaanpassingen.
• Betrek de kwaliteit van het gereedschap bij verbeteringsinspanningen. Het juiste materiaal voor gereedschap hangt af van het soort werk dat de winkel uitvoert; snijgereedschapmateriaal van lagere kwaliteit kan de kosten verhogen.
• Gebruik productiebewakingssoftware. Met geavanceerde systemen zoals die van MachineMetrics kunt u een diepe duik nemen in de oorzaak van de breuk om verbeterde voorspellende strategieën te ontwikkelen om breuk te verminderen.

Veelgemaakte fouten bij het breken van snijgereedschap

Fouten kunnen leiden tot gereedschapsbreuk. Hier zijn voorbeelden van veelvoorkomende fouten die leiden tot gereedschapsbreuk.

1. Verkeerde gereedschapshouder of gereedschapsmontage – Het kiezen van de juiste gereedschapscombinatie is cruciaal. Deze combinatie omvat de juiste gereedschapshouder, gereedschapslengte en gereedschapsprofiel.
2. Verkeerd gereedschap – Het kiezen van het juiste gereedschap voor het materiaal kan het verschil zijn tussen een gebroken gereedschap en een correct onderdeel. Vaak komen gereedschappen niet overeen met het gebruikte materiaal.
3. Onjuiste snelheid – Op de snelweg is snelheid dodelijk. Maar bij CNC is de fout vaak een te lage snelheid voor de snede.
4. Verkeerd gereedschapspad – Deze basisprogrammeerfout houdt geen rekening met complexe functies binnen een gereedschapspad.

BC Machining wendt zich tot MachineMetrics voor voorspellende gereedschapsbewaking

Toen BC Machining hulp zocht om aanhoudende gereedschapsbreuken en hoge uitvalpercentages aan te pakken, schakelden ze MachineMetrics in voor een oplossing. BC Machining bedient de medische, defensie-, transport- en elektrisch gereedschapsindustrieën waar precisie van cruciaal belang is.

BC Machining had te maken met buitensporige gereedschapsbreuken in hun Zwitserse CNC-machines, waardoor schroot ontstond, zowel op het punt van breuk als bijna aan het einde van de levensduur van het gereedschap, wanneer onderdelen buiten de specificaties kunnen vallen.

Met behulp van de MachineMetrics-oplossing voor het vastleggen van hoogfrequente gegevens en deze te analyseren door middel van geavanceerde algoritmen, was BC in staat om gereedschapsbreuken te identificeren om schrootdelen te voorkomen.

De daling van het aantal verloren onderdelen, sortering en onzekerheid vertaalde zich in een storingsdetectie van bijna 100% en een jaarlijkse besparing van $ 72.000 per machine.

Lees de volledige case study met BC Machining.

MachineMetrics biedt een monitoringsysteem voor gereedschapsbeoordeling dat gegevens rechtstreeks van de bron verzamelt - de CNC-machine zelf. Via aangepaste algoritmen die zijn ontworpen om het koppelgebruik te bewaken, kunnen inputs in het systeem worden ingevoerd als tijdreeksgebeurtenissen of machine learning-modellen om gereedschapsfouten nauwkeurig te voorspellen.

De hoogfrequente gegevensadapter van MachineMetrics kan de problemen detecteren en de gegevens aan de rand analyseren om oplossingen te automatiseren en personeel te waarschuwen voor problemen voordat de storing optreedt, waardoor kostbare uitval en uitvaltijd wordt voorkomen. Met geavanceerde machinediagnose wordt de tooling geoptimaliseerd en geïntegreerd in een agressief en volledig geautomatiseerd voorspellend onderhoudssysteem. Boek vandaag nog een demo met ons team om te zien hoe MachineMetrics kan worden ingezet om u te helpen grip te krijgen op de gezondheidsbehoeften van uw gereedschap.