CNC工具破損検出で工具故障を減らす方法
工具の破損は、機械加工作業にとって常に課題でした。これらの破損は、工具の摩耗が原因で通常の機械加工サイクル中に発生し、最終的には故障につながる可能性があります。また、不適切な設定、人為的ミス、機器の誤動作、またはその他のさまざまな理由で発生する可能性があります。
ツールが壊れると、コストがかさみます。ダウンタイムとは、最高品質の部品が少なくなり、配達を逃す可能性があることを意味します。また、スクラップアンドビルドによる人件費と材料費、および再加工可能な部品の追加作業を促進します。
ただし、近年、生産監視と連動してツールの寿命を延ばしたり、ツールの故障を予測したりする、正確で信頼性の高いツール監視システムが増えています。
この記事では、工具の破損を定義し、一般的な工具の破損検出テクノロジーについて説明し、コストのかかる破損を回避する方法について説明します。
CNCツールの破損検出とは何ですか？
CNC機械加工で使用されるツールは多種多様です。ツールの破損検出は、ツールの破損がオペレーターに破損の信号を送る制御システム技術で構成されています。
これらのアラームが発生すると、加工サイクルが停止し、オペレーターが工具を交換して機械の損傷を防ぐことができます。破損の種類によっては、工具検出により、部品がスクラップになる前に回収することができます。
工具破壊技術の種類
工具破損検出には、次のような多くの利点があります。
- 精度の向上
- スクラップとやり直しの削減
- 低コスト
- より高い効率
- オペレーターの処理の削減
CNC機械加工で使用されるいくつかのアクティブなテクノロジーにより、メーカーはこれらの利点を実現できます。工具の破損検出に使用されるシステムのタイプは、次の1つ以上のテクノロジーで構成されている場合があります。
多くの場合、これらは本番監視システムと、理想的にはクラウド内のツールデータを分析して将来の破損をより正確に予測できるIIoTプラットフォームに関連付けられています。非接触技術の分野における革新の1つは、障害の診断、予測、および回避に役立つ高周波データの使用です。このテクノロジーはセンサーレスであり、非常に高速で取得された瞬時のリアルタイムデータを使用して、正確な工具故障検出モデルを構築します。
有線テクノロジー
有線の破損検出システムは簡単です。破損の検出に使用されるハードウェアは、破損が発生する可能性のあるマシンの主要コンポーネントに物理的に接続されています。通信デバイスをハードウェアに組み込む必要がないため、通常、他のテクノロジーよりも安価です。
ワイヤードシステムは、部品の加工に必要な動きが簡単な機器の工具破損検出に適しています。ただし、分析の品質、アラーム速度、および中断が発生したときの応答速度が違いを生みます。有線システムは、応答の速度、分析の品質、および得られた洞察と同じくらい優れています。
有線テクノロジーの利点は、工場全体のツール監視ソリューションに直接リンクできることです。これにより、工具の破損の分析品質が大幅に向上し、予測および規範的な戦略を展開して、工具の寿命を延ばし、破損を減らすことができます。
ワイヤレステクノロジー
無線技術は有線技術と同じくらい正確です。 1つの考慮事項は、生産を監視してアラートを送信するコントローラーまたはプラットフォームへのアクセスポイントまでのワイヤレスハードウェアの範囲です。ほとんどのショップは、範囲が問題にならない場所に配置されています。
ワイヤレスブレーク検出では、システムは通常Bluetoothであるか、従来のRFに基づいています。ワイヤレステクノロジーが進歩するにつれて、Bluetooth対応デバイス、特にLowEnergyBluetoothへの移行がRFに取って代わり始めています。ワイヤレステクノロジーは、ツール監視ソフトウェアソリューションと直接通信できます。これにより、工具の摩耗と破損の監視が自動化され、工具が破損したときだけでなく、工具が故障点に近づいていることも特定されます。
お問い合わせテクノロジー
接触検出技術は、プローブ、パッド、またはその他のエンドピースを使用して、ツールが壊れているかどうかを判断します。プローブは、機械のタイプに応じて、固定または移動できます。ツールはプローブに接触して、ツールが壊れているかどうかを判断します。接触破壊検出は、有線システムと無線システムの両方で使用できます。
有線テクノロジーと同様に、接触テクノロジーはツールの破損を検出するための物理的な方法です。ただし、これらの接触デバイスを有線システムと無線システムの両方のツール監視ソフトウェアにロードして、ツールの破損をリアルタイムで検出できます。これは、機械の損傷を防ぎ、スクラップビンから材料を節約するために、即時検出時に機器を停止することを自動化できることを意味します。
非接触テクノロジー
最も一般的な非接触破損検出技術はレーザーです。レーザーは、工具の高速回転の破損を検出するのに理想的です。また、過度の熱でツールが変形または破損する可能性のある熱監視が必要なツールでも非常に役立ちます。レーザーは2次元でしか測定できません。 3次元の場合、それらは連絡先テクノロジーと組み合わせて、3次元データをキャプチャします。
もう1つの非接触破損検出テクノロジーは、カメラの使用です。カメラは、レーザーよりも小さなツールに適しています。多くの場合、ビームは小さな工具の工具よりも幅が広く、カメラは小さな工具のフライス盤の高解像度画像で破損を検出できます。
工具の破損を最小限に抑える
ベストプラクティスと細部への注意により、工具の破損を最小限に抑えることができます。これにより、工具のコストと全体的な生産作業を最小限に抑えることができます。ベストプラクティスは次のとおりです。
- 処理されるツールアセンブリとドキュメントの平均数を厳密に管理して、実行ごとに正しく設定されるようにします。
- セットアップ時間を監査して、セットアップの調整によって減らすことができる問題のある実行の根本原因を探します。
- 改善の取り組みにツールの品質を含めます。ツールの適切な材料は、ショップが実行しているジョブのタイプによって異なります。低品質の切削工具材料はコストを増加させる可能性があります。
- 生産監視ソフトウェアを使用します。 MachineMetricsが提供するような高度なシステムを使用すると、破損の原因を深く掘り下げて、破損を軽減するための改善された予測戦略を開発できます。
切削工具の破損に関する一般的な間違い
間違いは工具の破損につながる可能性があります。工具の破損につながる一般的な間違いの例を次に示します。
- 間違ったツールホルダーまたはツールアセンブリ–適切なツールの組み合わせを選択することが重要です。この組み合わせには、適切なツールホルダー、ツールの長さ、およびツールのプロファイルが含まれます。
- 間違ったツール–材料に適したツールを選択することは、壊れたツールと正しい部品の違いになる可能性があります。多くの場合、ツールは使用されている素材と一致していません。
- 間違った速度–高速道路では、速度が低下します。しかし、CNCでは、ミスがカットの速度に対して低すぎることがよくあります。
- 間違ったツールパス–この基本的なプログラミングエラーは、ツールパス内の複雑な機能を説明できません。
BCマシニングは予測ツールモニタリングのためのMachineMetricsに変わります
BC Machiningが継続的な工具の破損と高いスクラップ率に対処するための支援を求めたとき、彼らは解決策としてMachineMetricsを利用しました。 BC Machiningは、精度が重要となる医療、防衛、輸送、および動力工具業界にサービスを提供しています。
BC Machiningは、スイスのCNCマシンで過度の工具破損を経験しており、破損の時点と、部品が仕様から外れる可能性がある工具寿命の終わり近くの両方でスクラップを作成していました。
高周波データをキャプチャし、高度なアルゴリズムで分析するMachineMetricsソリューションを使用して、BCは工具の破損を特定し、部品のスクラップを防ぐことができました。
紛失した部品の減少、分類、および不確実性は、ほぼ100％の障害検出と、マシンあたり年間72,000ドルの節約につながりました。
BCMachiningの完全なケーススタディをお読みください。
MachineMetricsは、ソース（CNCマシン自体）から直接データを収集するツール評価用の監視システムを提供します。トルク使用量を監視するように設計されたカスタムアルゴリズムを通じて、入力を時系列イベントまたは機械学習モデルとしてシステムに入力し、ツールの故障を正確に予測できます。
MachineMetricsの高周波データアダプタは、問題を検出し、エッジでデータを分析して、ソリューションを自動化し、障害が発生する前にスタッフに問題を警告して、コストのかかるスクラップとダウンタイムを防ぎます。高度な機械診断により、工具が最適化され、積極的で完全に自動化された予知保全システムに組み込まれます。 MachineMetricsを導入してツールの健全性のニーズに対応する方法を確認するには、今すぐ私たちのチームにデモを予約してください。
産業技術