刀具破損一直是加工操作的一個挑戰。由于刀具磨損，這些斷裂可能會在常規加工周期中發生，最終導致故障。它們也可能由于設置不當、人為錯誤、設備故障或各種其他原因而發生。

當工具損壞時，成本就會增加。停機意味著一流質量的產品會減少，并且可能會錯過交貨。它還增加了廢料和可返工件的額外勞動力的勞動力和材料成本。

本文將定義刀具破損，討論常見的刀具破損檢測技術，并探討避免代價高昂的刀具破損的方法。

什么是數控刀具破損檢測？

CNC加工中使用的刀具種類繁多。刀具破損檢測由控制系統技術組成，其中刀具破損向操作員發出破損信號。

當這些警報發生時，加工周期可能會停止，從而允許操作員更換刀具并防止損壞機器。根據斷裂類型，工具檢測可以幫助在零件報廢之前將其恢復。

刀具斷裂技術的類型

刀具破損檢測具有許多優點，包括：

更好的準確性

減少廢品和返工

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，使制造商能夠實現這些優勢。用于刀具破損檢測的系統類型可能由以下一種或多種技術組成。

它們通常與生產監控系統和理想的工業物聯網平臺聯系在一起，可以分析云中的工具數據，以更好地預測未來的破損情況。非接觸式技術領域的一項創新是使用高頻數據來幫助診斷、預測和避免故障。該技術是無傳感器的，并使用以極高速率提取的瞬時實時數據來構建準確的工具故障檢測模型。

有線技術

斷線檢測系統非常簡單。用于檢測中斷的硬件物理連接到可能發生中斷的機器的關鍵組件。它們通常比其他技術便宜，因為通信設備不需要嵌入到硬件中。

在加工工件所需的運動非常簡單的設備中，有線系統是刀具破損檢測的不錯選擇。然而，分析質量、報警速度以及發生中斷時的響應速度會產生影響。有線系統的好壞取決于響應速度、分析質量和洞察力。

有線技術的一個好處是它可以直接連接到工廠范圍的工具監控解決方案。這極大地提高了刀具破損分析的質量，從而可以部署預測性和規范性策略，以延長刀具壽命并減少破損。

無線技術

無線技術與有線技術一樣準確。其中一項考慮因素是無線硬件到控制器的范圍或到監控生產和發送警報的平臺的接入點的范圍。大多數商店都安排在范圍不成問題的地方。

在無線斷裂檢測中，系統通常是藍牙或基于傳統射頻的。隨著無線技術的進步，向支持藍牙的設備（尤其是低功耗藍牙）的轉變開始取代射頻。無線技術可以直接與工具監控軟件解決方案進行通信。這可以自動監控刀具磨損和刀具破損，不僅可以識別刀具何時破損，還可以識別它們是否接近故障點。

聯系技術

接觸檢測技術使用探針、墊片或其他端件來確定工具是否損壞。探頭可以是固定的或移動的，具體取決于機器的類型。工具將接觸探針以確定工具是否損壞。接觸斷開檢測可用于有線和無線系統。

與有線技術一樣，接觸技術是檢測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線系統中的刀具監控軟件中，以實時檢測刀具破損。這意味著可以自動在立即檢測到時停止設備，以防止機器損壞并節省廢料箱中的材料。

非接觸式技術

最常見的非接觸式斷裂檢測技術是激光。激光非常適合檢測高速旋轉工具的破損情況。它們在需要熱監控的工具中也非常有用，熱監控可能會在過熱的情況下使工具變形或斷裂。激光只能進行二維測量。對于三維，它們與接觸技術配對以捕獲三維數據。

另一種非接觸式斷裂檢測技術是使用攝像頭。與激光相比，相機更適合小型工具。在小型刀具中，光束通常比刀具更寬，并且相機可以通過小型刀具銑削的高分辨率圖像來檢測斷裂。

盡量減少刀具破損

通過最佳實踐和對細節的關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操作的成本。最佳實踐包括：

嚴格控制處理的工具組件和文檔的平均數量，以便每次運行都能正確設置它們。

審核設置時間以查找有問題的運行的根本原因，這些問題可以通過設置調整來減少。

將工具質量納入改進工作中。合適的工具材料取決于車間作業的類型；較低質量的切削刀具材料會增加成本。

切削刀具破損的常見錯誤

錯誤可能導致工具破損。以下是導致工具破損的常見錯誤示例。

錯誤的刀柄或工具組件–選擇正確的工具組合至關重要。該組合包括正確的刀柄、刀具長度和刀具輪廓。

錯誤的工具——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別。很多時候，工具與所使用的材料不匹配。

錯誤的速度——在高速公路上，速度會致命。但在CNC中，錯誤通常是切割速度太低。

錯誤的刀具路徑——這個基本的編程錯誤無法解釋刀具路徑中的復雜特征。