刀具破損一直是加工操作的一個(gè)挑戰(zhàn)。由于刀具磨損，這些斷裂可能會(huì)在常規(guī)加工周期中發(fā)生，最終導(dǎo)致故障。它們也可能由于設(shè)置不當(dāng)、人為錯(cuò)誤、設(shè)備故障或各種其他原因而發(fā)生。

當(dāng)工具損壞時(shí)，成本就會(huì)增加。停機(jī)意味著一流質(zhì)量的產(chǎn)品會(huì)減少，并且可能會(huì)錯(cuò)過(guò)交貨。它還增加了廢料和可返工件的額外勞動(dòng)力的勞動(dòng)力和材料成本。

本文將定義刀具破損，討論常見(jiàn)的刀具破損檢測(cè)技術(shù)，并探討避免代價(jià)高昂的刀具破損的方法。

什么是數(shù)控刀具破損檢測(cè)？

CNC加工中使用的刀具種類繁多。刀具破損檢測(cè)由控制系統(tǒng)技術(shù)組成，其中刀具破損向操作員發(fā)出破損信號(hào)。

當(dāng)這些警報(bào)發(fā)生時(shí)，加工周期可能會(huì)停止，從而允許操作員更換刀具并防止損壞機(jī)器。根據(jù)斷裂類型，工具檢測(cè)可以幫助在零件報(bào)廢之前將其恢復(fù)。

刀具斷裂技術(shù)的類型

刀具破損檢測(cè)具有許多優(yōu)點(diǎn)，包括：

更好的準(zhǔn)確性

減少?gòu)U品和返工

降低成本

更高效率

減少操作員處理

CNC加工中使用了多種有效技術(shù)，使制造商能夠?qū)崿F(xiàn)這些優(yōu)勢(shì)。用于刀具破損檢測(cè)的系統(tǒng)類型可能由以下一種或多種技術(shù)組成。

它們通常與生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)和理想的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)聯(lián)系在一起，可以分析云中的工具數(shù)據(jù)，以更好地預(yù)測(cè)未來(lái)的破損情況。非接觸式技術(shù)領(lǐng)域的一項(xiàng)創(chuàng)新是使用高頻數(shù)據(jù)來(lái)幫助診斷、預(yù)測(cè)和避免故障。該技術(shù)是無(wú)傳感器的，并使用以極高速率提取的瞬時(shí)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)來(lái)構(gòu)建準(zhǔn)確的工具故障檢測(cè)模型。

有線技術(shù)

斷線檢測(cè)系統(tǒng)非常簡(jiǎn)單。用于檢測(cè)中斷的硬件物理連接到可能發(fā)生中斷的機(jī)器的關(guān)鍵組件。它們通常比其他技術(shù)便宜，因?yàn)橥ㄐ旁O(shè)備不需要嵌入到硬件中。

在加工工件所需的運(yùn)動(dòng)非常簡(jiǎn)單的設(shè)備中，有線系統(tǒng)是刀具破損檢測(cè)的不錯(cuò)選擇。然而，分析質(zhì)量、報(bào)警速度以及發(fā)生中斷時(shí)的響應(yīng)速度會(huì)產(chǎn)生影響。有線系統(tǒng)的好壞取決于響應(yīng)速度、分析質(zhì)量和洞察力。

有線技術(shù)的一個(gè)好處是它可以直接連接到工廠范圍的工具監(jiān)控解決方案。這極大地提高了刀具破損分析的質(zhì)量，從而可以部署預(yù)測(cè)性和規(guī)范性策略，以延長(zhǎng)刀具壽命并減少破損。

無(wú)線技術(shù)

無(wú)線技術(shù)與有線技術(shù)一樣準(zhǔn)確。其中一項(xiàng)考慮因素是無(wú)線硬件到控制器的范圍或到監(jiān)控生產(chǎn)和發(fā)送警報(bào)的平臺(tái)的接入點(diǎn)的范圍。大多數(shù)商店都安排在范圍不成問(wèn)題的地方。

在無(wú)線斷裂檢測(cè)中，系統(tǒng)通常是藍(lán)牙或基于傳統(tǒng)射頻的。隨著無(wú)線技術(shù)的進(jìn)步，向支持藍(lán)牙的設(shè)備（尤其是低功耗藍(lán)牙）的轉(zhuǎn)變開(kāi)始取代射頻。無(wú)線技術(shù)可以直接與工具監(jiān)控軟件解決方案進(jìn)行通信。這可以自動(dòng)監(jiān)控刀具磨損和刀具破損，不僅可以識(shí)別刀具何時(shí)破損，還可以識(shí)別它們是否接近故障點(diǎn)。

聯(lián)系技術(shù)

接觸檢測(cè)技術(shù)使用探針、墊片或其他端件來(lái)確定工具是否損壞。探頭可以是固定的或移動(dòng)的，具體取決于機(jī)器的類型。工具將接觸探針以確定工具是否損壞。接觸斷開(kāi)檢測(cè)可用于有線和無(wú)線系統(tǒng)。

與有線技術(shù)一樣，接觸技術(shù)是檢測(cè)工具破損的物理方法。但這些接觸裝置可以加載到有線和無(wú)線系統(tǒng)中的刀具監(jiān)控軟件中，以實(shí)時(shí)檢測(cè)刀具破損。這意味著可以自動(dòng)在立即檢測(cè)到時(shí)停止設(shè)備，以防止機(jī)器損壞并節(jié)省廢料箱中的材料。

非接觸式技術(shù)

最常見(jiàn)的非接觸式斷裂檢測(cè)技術(shù)是激光。激光非常適合檢測(cè)高速旋轉(zhuǎn)工具的破損情況。它們?cè)谛枰獰岜O(jiān)控的工具中也非常有用，熱監(jiān)控可能會(huì)在過(guò)熱的情況下使工具變形或斷裂。激光只能進(jìn)行二維測(cè)量。對(duì)于三維，它們與接觸技術(shù)配對(duì)以捕獲三維數(shù)據(jù)。

另一種非接觸式斷裂檢測(cè)技術(shù)是使用攝像頭。與激光相比，相機(jī)更適合小型工具。在小型刀具中，光束通常比刀具更寬，并且相機(jī)可以通過(guò)小型刀具銑削的高分辨率圖像來(lái)檢測(cè)斷裂。

盡量減少刀具破損

通過(guò)最佳實(shí)踐和對(duì)細(xì)節(jié)的關(guān)注可以最大限度地減少刀具損壞。這有助于最大限度地降低模具和整體生產(chǎn)操作的成本。最佳實(shí)踐包括：

嚴(yán)格控制處理的工具組件和文檔的平均數(shù)量，以便每次運(yùn)行都能正確設(shè)置它們。

審核設(shè)置時(shí)間以查找有問(wèn)題的運(yùn)行的根本原因，這些問(wèn)題可以通過(guò)設(shè)置調(diào)整來(lái)減少。

將工具質(zhì)量納入改進(jìn)工作中。合適的工具材料取決于車間作業(yè)的類型；較低質(zhì)量的切削刀具材料會(huì)增加成本。

切削刀具破損的常見(jiàn)錯(cuò)誤

錯(cuò)誤可能導(dǎo)致工具破損。以下是導(dǎo)致工具破損的常見(jiàn)錯(cuò)誤示例。

錯(cuò)誤的刀柄或工具組件–選擇正確的工具組合至關(guān)重要。該組合包括正確的刀柄、刀具長(zhǎng)度和刀具輪廓。

錯(cuò)誤的工具——為材料選擇正確的工具可能是損壞的工具和正確零件之間的區(qū)別。很多時(shí)候，工具與所使用的材料不匹配。

錯(cuò)誤的速度——在高速公路上，速度會(huì)致命。但在CNC中，錯(cuò)誤通常是切割速度太低。

錯(cuò)誤的刀具路徑——這個(gè)基本的編程錯(cuò)誤無(wú)法解釋刀具路徑中的復(fù)雜特征。