通过刀具监控大幅减少废品

  自动化刀具破损识别确保可靠的铣削和钻削加工
  工厂拥有超过15台加工中心,包括DMU50、DMU60和DMU70型立式加工中心。这家位于德国Rottau市的外协生产厂,多年来在高速切削和5轴加工方面积累了相当多的经验,声誉卓著,因为Stefan Feichtbauer总是提前关注加工工艺的发展趋向。许多行业厂家对该企业的服务十分满意,很多客户信赖这个外协生产厂的加工质量。正如Stefan Feichtbauer先生所说:即使在本地,也需要面对颇有实力的供应商,必须具有竞争力。为此,我们必须提高生产率。而当机床无人看管时也能运行如常,才能获得较高的生产能力。
  采用小直径刀具加工时,刀具容易折断,造成很大的问题。但在Feichtbauer工厂,采用小直径刀具加工的需求比较多——很多精密机械零件需要铣削宽度仅为1~2mm深槽,需要钻削加工直径小于3mm的深孔。由于许多加工工件几何形状的原因,经常要花几小时的加工时间。此外,有时还需加工一些特殊材料,如特殊铝合金或优质钢。
  “如果每加工3~5个工件,就因为钻头折断而产生一件废品,后果太严重——我们需要为重新购买损坏的刀具、原材料花很多钱,而更严重的是不能遵守交货期,将引起客户很大不满,损害我们的形象——这种损失往往很难弥补,”Stefan Feichtbauer先生解释说。因此必须设法保证按期交货。
  工厂的立式加工中心采用了英国雷尼绍(Renishaw)生产的刀具破损识别系统TRS2。它被安装在机床加工区,能发射出一束激光,再从所要检验的刀具上反射出来。借助这种激光反射,刀具破损识别系统TRS2就能识别刀具是否已折断或完整无缺。
  刀具破损识别几乎百分之百可靠
  该系统采用专门的算法来分析处理反射的激光束,可避免在刀具上残留冷却润滑液或小切屑,妨碍监控系统正常工作,或产生不符合实际情况的测量结果。Stefan Feichtbauer先生表示:TRS2监控系统几乎可达到百分之百的识别可靠性。特别重要的是,即使小直径刀具的识别也非常可靠——TRS2系统能检验直径小至0.2mm的刀具。
  雷尼绍在德国南部地区负责技术咨询的Michael Vogt先生解释说:“刀具破损监控装置可在大约1秒钟内完成对刀具的检测。对于复杂刀具和一些丝锥,进行样件检测对提高识别可靠性帮助很大。”
  加工后或从刀库中取出刀具更换到机床主轴上后,加工中心把刀具停在TRS2监控装置之前约300mm距离处。按检测循环接通激光测量仪,对可能出现的刀具破损进行识别。TRS2刀具破损监控装置的主要优点是,仅采用一个用于激光发射和接收的部件,就能进行监控装置的工作,简化了监控装置在加工中心加工区内的安装和调试。
  刀具监控装置完全按照IPX8防水等级进行防护,以防止切屑和喷溅的冷却润滑液的干扰。因此,即使在加工中心充满雾气的加工区环境里,监控装置也能长时间可靠地工作。
  “我们从刀具破损识别装置中得到许多好处,”Stefan Feichtbauer先生具体举例说明:“它帮助我们排除了刀具破损造成的废品,使刀具免受损坏,还使它们在使用寿命前得到了充分使用,大大节省了刀具费用——考虑到在生产批量小、工件材料经常变化的情况下,我们不太可能预测刀具使用寿命的期限。而且,有时机床需要在无人看管的情况进行工作。”
  特别是后一种情况,有利于保持生产效率,提高生产的竞争能力。在一台机床加工过程中,机床操作人员可以给第二台机床进行上下料或编程。“刀具破损自动识别装置还使我们对生产过程充满信心。机床操作工也不必总是匆匆忙忙地工作,”Stefan Feichtbauer说。
  所有的加工中心都应当配上雷尼绍TRS2刀具破损监控装置。在投资其他的机床时,他会预先确定机床制造厂商是否安装了这种系统。


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欧特克

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