Где преобладают необработанные силы: Во время обработки на поверхность и режущий инструмент действуют большие поверхностные силы. Это ограничивает срок службы вкладышей и варьируется в зависимости от материала и области применения. Срок службы сильно варьируется, особенно в микро диапазоне и для материалов, которые трудно обрабатывать.
Чувствительный материал создает проблемы
Производственные работники в Kistler в Винтертуре также боролись с этой проблемой. Специалист по измерительной технике производит переходные гильзы и мембраны для чувствительных датчиков давления с толщиной стенки всего 0,06 мм. Для этого используется никель-железный сплав - его очень сложно обрабатывать. Материал немедленно деформируется при сильном контакте, что часто приводит к поломке инструмента.
Кроме того, срок службы инструмента очень короткий и варьируется в широких пределах. «Разнообразные простои были очень утомительными для наших производственных сотрудников, - говорит Северин Хосманн, руководитель группы в Kistler, - они должны были следить за каждой машиной. Это было очень неэффективно и требовало системы для оптимизации этого процесса в долгосрочной перспективе ».
Ищем решение
Такие меры, как регулировка геометрии режущей кромки, не принесли улучшения. Контроль мощности привода двигателя главного шпинделя также был исключен из-за чрезмерной массы шпинделя станка и потерь на трение в шпинделе. Измерение структурного шума, в свою очередь, не давало постоянных результатов из-за малой инерции массы для мелких деталей.
При поиске решения специалисты Kistler вспомнили свою основную компетенцию в области сенсорных технологий: в тесном сотрудничестве с производителем инструмента Paul Horn GmbH было разработано решение для мониторинга инструментов в режиме реального времени микроворота - Piezo Tool System (PTS).
Мониторинг, включая инструменты анализа
Система состоит из датчика усилия тонкой линии высокого разрешения от Kistler и программного обеспечения для анализа, включая подключение к системе управления машиной для оценки данных обработки, записанных с помощью датчика. Программное обеспечение работает на стандартном промышленном ПК под управлением операционной системы Windows начиная с версии 7.
PTS измеряет силу резания и нагрузку на инструмент во время работы. Полученные данные предоставляют информацию об ожидаемом сроке службы инструмента или режущих пластин. Дефектные материалы и режущие материалы или даже сломанный инструмент распознаются немедленно, что сводит к минимуму количество брака.
Повысить производительность труда
При мониторинге инструмента PTS силы резания постоянно записываются. Оценивая эти данные, клиенты получают анализ тенденций срока службы режущего инструмента. Это позволяет увеличить время простоя и, таким образом, повысить эффективность производства. В то же время, машины больше не нуждаются в постоянном мониторинге, но иногда могут производить беспилотные.
«Наши тесты показали, что в большинстве случаев PTS должен быть оснащен только критически важным инструментом в производственном процессе», - говорит Гуннар Кейтцель, руководитель подразделения Cutting Force. «Это не только значительно увеличивает срок службы Kistler Group, но и рабочая сила может использоваться более эффективно. Один сотрудник имеет обзор всех процессов и может одновременно обслуживать несколько машин ».
Подсказка к книге
В книге «Промышленные датчики» описывается разработка и практическое применение наиболее важных датчиков. Благодаря прикладному анализу ошибок измерительных систем, датчиков и сенсорных систем, каждый из которых дополняется множеством подробных, полностью рассчитанных примеров применения, книга подходит не только для студентов, но и для инженеров и техников из различных дисциплин.
Новая система инструментов Piezo совместима со стандартными поворотными держателями от Horn. Он не требует какого-либо вмешательства в управление ЧПУ и поэтому может использоваться независимо от станка. Датчики могут быть заменены быстро и легко. Существующие инструменты также могут быть переработаны и оснащены PTS.
При мониторинге не вращающихся режущих кромок Kistler работает исключительно с Horn. Благодаря хорошему опыту работы с Piezo Tool System специалист по измерительным технологиям уже работает над решениями для других инструментов, такими как решения для многошпиндельных станков.