刀具预调器不仅有助于保持机床运行，更先进的模型还提供用于智能工厂和商店的数据。
Koma Precision 发布了新的工具线名为 Prime 的预调仪配备高清摄像头，能够存储 50 个机器原点和 5,000 个刀具。 （由 Koma Precision 提供）对于身处竞争激烈的全球市场的机械车间而言，保持主轴运转和制造产品是维持业务的唯一途径。尽管如此，即使承诺提高现有设备的效率，添加一台新设备也可能难以说服管理层。
据本文采访的刀具预调仪制造商称，这是制作这种情况变得越来越容易。
什么是刀具预调仪？ “这些设备在工具安装后测量工具偏移o 它的支架，在 CNC 机器本身中进行的测量，”康涅狄格州东温莎 Koma Precision Inc. 的 OEM 销售经理 Andrew Esposito 解释说。传统方法是在安装工具和组件后手动触发工具它要切割的地方。如果操作员是经验丰富的专业人士，这会很方便。
“另一种方法是使用机载工具探头，”Esposito 解释说。他指出，这可能不需要那么高的专业知识水平，但是，就像手动触发刀具一样，它仍然需要机器不切割芯片和赚钱的时间。
“离线刀具预调器需要在安装工具 [和组装] 之前进行的那些测量。它允许您以更有效和快速的方式组装您的工作并更换您的机器，”他说。
一旦完成测量，精确加工所需的刀具偏移量将输入到数控。这使 p捕获所需工具偏移的过程。他说：“它最大限度地减少了对熟练、有经验的操作员的需求，并比通过机内测量捕获更多的数据。”
详细经济学
缺点是预调器是又是一件设备——是的，它们占用了额外的地面空间。然而，有了 Koma Precision 和其他供应商提供的基本入门机器，价格在 10,000 美元到 20,000 美元之间，很容易获得正投资回报。与其他供应商一样，Koma Precision 提供一套分级的机器，从基本到高性能。功能更强大的工具预调仪可以测量更大的工具组件，提供更大的放大倍率，以及更容易的数据输入和输出。
很容易推测，只有大公司才有理由投资这些设备, 但 Esposito 打消了这个想法。 “大小公司和电子公司都对这些设备感兴趣介于两者之间，”他说。 “我们已经将刀具预调仪卖给了只有两个切削主轴的商店。我们的刀具预调仪帮助该公司将他们的机器保持在高达 80% 的切削时间，刀具更换仅需 15 分钟而不是 45 分钟，”他说。 “您还可以检查更多功能，例如工具跳动，一旦安装在机器上就无法测量。”
该公司正在发布针对入门级的新 Prime 系列工具预调仪 -级市场。 “它以我们认为实惠的价格为您提供车间所需的所有高级功能，例如自动刀具测量、非接触式测量、基本刀具管理、创建刀具偏移文件和刀具检查，”他说。
硬数据
抛开对熟练操作员的需求不谈，位于伊利诺伊州维拉帕克的 Haimer USA LLC 销售副总裁 Steven Baier 提供了硬数据。 “当你查看机加工车间的成本时，总成本的 50% 是加工时间，”他说，“车间总成本的 30% 是一般和管理成本，例如人工、灯光和其他费用。”他说，4% 是切削刀具，1% 是刀柄。
“对于任何机加工车间来说，最简单的省钱方法就是 [增加机器正常运行时间]，”他说。他重申了这一点——刀具预调器保持主轴运转。
Haimer 的 VIO Linear 预设工具的长度和直径可达 1,000 mm，并提供 ± 2µm 的可重复性。 （由 Haimer 提供）他认为，一般来说，刀具预调仪在测量更复杂的刀具（例如阶梯刀具或可转位刀具）时特别有用。 “例如，想象一个带 ½”（12.5 毫米）起点和 1 的两步钻”（25 毫米）直径朝向底部。从第一步到第二步的距离可能很关键，不可能用机器上的指示器来测量，”他说。 “使用刀具预调仪非常简单。”
另一个例子是刀具预调仪测量专业应用中使用的可转位刀具是多么容易。 “如果你在汽车行业，这些包括金刚石工具。航空航天等其他行业使用高端多刃刀具来 [加工] 特殊合金，如钛或铬镍铁合金，”Baier 说。
对于具有多个刀片的工具，操作员必须确保刀片正确就位。这需要在所有插入中运行一个指标。 “如果是 15 个刀片，那么将指示器放入机器并进行测量将花费更长的时间。你在浪费很多时间，”他说。这些复杂的工具不仅更容易测量他补充说，当然有预调仪，但有时如果没有预调仪就无法测量。
Baier 经常从没有对刀仪的商店听到反对意见，他们的 CNC 机器中已经装有激光或自动对刀仪。为什么要另外购买对刀仪？这些机床测头是激光测头或接触式测头。
“这些测头可以检查高度、直径和跳动，但所需时间比商店可能意识到的要长得多，”他说。他引用了 Haimer 进行的一项实验的数据，声称手动设置工具大约需要 300 秒，而基于激光的机内测头大约需要 150 秒，而高端 Haimer 刀具预调仪大约需要 32 秒。
“使用后处理器，每个工具集大约需要 16 或 17 秒，”Baier 说。 “机床内测头或激光器对于基本检测或刀具破损检测非常有用，但我认为刀具预调仪在确定高度、直径和跳动方面要快得多。”进一步r，商店必须为每台机器购买一台激光器。他指出，只需一台预调仪，您就可以为车间中的所有机器设置刀具。 “仅此一项就可以节省大量时间和金钱，”他说。
研究前沿技术
BIG Kaiser 提供的 Speroni STP Futura 具有将刀具自动收缩到刀架中然后测量偏移的能力。 （由 BIG Kaiser 提供）据伊利诺斯州霍夫曼庄园 BIG Kaiser Precision Tooling Inc. 的 TMS 产品经理 Doug Sumner 所说，预调器还有其他优势，该公司是 Speroni 刀具预调器的供应商。 “[刀具预调仪] 测量切割路径，还可以查看每个切削刃以确保跳动在限制范围内。”
将刀具跳动视为 cu 的潜在“摆动”旋转时安装边缘。即使是一微米也会降低刀具寿命和表面光洁度。 “例如，我们有一位客户正在加工对表面光洁度至关重要的铝材。他们运行的是 6-12 英寸 [152.4-304.8 毫米] 面铣刀，带有调整后的刀槽和修光刃，并且 [使用刀具预调仪] 他们能够将其设置在 1 µm 以内，这给了他们非凡的表面光洁度。”
与其他提供刀具预调仪的公司一样，BIG Kaiser 提供一系列机器，从基本的入门级设备到可重复精度优于 2.5 µm 的高端高级型号。 “最基本的模型，STP Essentia，是一个很好的、坚固的机器，用于测量刀具偏移、跳动、一些几何形状，如角度和刀尖半径。它会生成一个工具偏移表，但您不能添加任何选项或升级控件，”他说。 “它适用于大约 50% 的商店。”中高端型号满足不同的需求需要，通常是在制造商拥有一个基本模型并开始意识到更多功能可以提供的好处之后。 Speroni 的一些高端型号包括可以将工具热装到机器上的刀柄中，然后进行测量并根据需要提供数据的型号。
Speroni 附带的控制软件， Sumner 表示，与其他供应商一样，它遵循在三个级别上提高能力的相同理念。其中包括 Simple Vision、Edge 和 Edge Pro。据该公司称，更先进的软件还与外部工具管理系统连接，并通过条形码、二维码和 RFID 只读或读/写功能提供连接。
Edge Pro 展示了其中一种许多现代刀具预调仪的关键功能——从测量中生成 3D CAD 模型。 “这些工具的 3D 模型随后可用于 CAM 程序，”他说。 “这些不是 CAD 标称值，而是CAD 表示中刀具及其刀柄的实际测量值。我们从支架的底部一直测量到刀具的尖端，沿着边缘，创建一个实体模型，然后将其导出到任意数量的流行 CAM 程序。”
Sumner 认为广泛的工业 4.0 和智能工厂背后的概念，例如数据共享和通信，是选择预调仪时的重要因素。 “带有刀具管理软件的预调仪可以很好地融入通信和数据共享，”他说，特别是如果您可以获得重要的细节，例如刀柄中真实刀具的实际几何形状。同样，在 IMTS 2018 上，BIG Kaiser 与 FANUC 合作展示了一个自动化单元，该单元具有由机器人处理的工具预调器 shinkfitting 工具组件。 （编者注：请参阅本期第 42 页上关于 Speroni 预调仪的案例研究。）
数据共享和连接
Matt Brothers of Zoller 展示公司的Venturion 450，一款高端工具预调仪，能够创建 CAD 模型以及以各种方法传输数据，包括打印输出、条形码、QR 码或读/写 RFID 芯片。（SME 照片/Bruce Morey）Matt Brothers，密歇根州安阿伯市 Zoller Inc. 工业 4.0 技术中心经理，当然同意“智能工厂”概念对刀具预调器市场的影响。Zoller 生产从入门级到高级刀具的分级系列预调器，以及收缩配合设备和工具平衡机。它还生产工具数据管理系统。“我们看到许多工具预调器正在进入中央工具室，”他说。“这是启用的通过数据共享和连接。公关说，整个工厂的各个位置生产车间、再研磨设施和工具存储位置都通过工具数据管理系统连接起来，”他解释道。由于它们都在同一个数据库中工作，因此工具的状态及其测量结果都是可追溯的。在这些情况下，工具组件在该中心位置进行准备、测量和检查，然后通过手推车或手推车转移到适当的加工单元。
Zoller 的高端机器，例如Venturion 450，还将工具和组件的测量值转换为可用于 CAM 加工程序的 3D 模型。 Brothers 说：“刀具预调仪上有很多可用的测量值，您在只能触发的 CNC 机器上无法完成。” “我们不仅可以验证实际的切削刀具刃口几何形状，还可以确认它将准确地切削零件。我现在也许可以开始在机器上添加一些检查包，测量跳动或摆动。但不是哦不仅如此，我还可以验证问题出在哪里。”
操作员可以确定不正确的跳动是否由刀具、刀柄甚至主轴引起。 “我们能做的是在测量刀具时消除刀柄的跳动，”他说。 “我们可以在 Pilot 3 软件中添加的可选包之一是‘摆动补偿’。”
Brothers 经常需要向客户解释，即使是那些安装了 Zoller 预调仪的客户，其中一些额外功能以及它们在故障排除方面的作用——包括首次收到工具时检查工具、最终检查、工具装配验证，甚至使用相机测量工具磨损。
BIG Kaiser 的 Sumner 提出了相同的想法，即聪明的客户可以通过消除刀具本身的任何潜在错误来发现工件夹具和主轴中的问题。
可编程刀具预调器的另一个关键特性是它能够采取潜在的人为变化化的混合。 “对于任何给定的工具和组件，您编写一次测量程序，将其保存在机器中，当需要再次测量该工具组件时，它是完全相同的测量序列，”来自 Zoller 的 Brothers 说。
这与操作员执行工具触发形成对比，即使在熟练和经验丰富的操作员之间，这一过程也可能有很大差异。这引出了 Brothers 提出的一个关键点——实施新的刀具预调仪意味着文化变革和流程变革。 “您需要将其设计到您的流程中，以保持测量的一致性，”他说。网络和控制器
工具预调器，与其他机械车间设备一样，都在现场和现场使用利用新兴的智能工厂或工业 4.0 概念。来自刀具预调仪的数据需要进入机器控制器的刀具偏移表。这是一个测量设备协同工作的问题呃，而不是在竞争中。对刀仪和机内对刀仪在过程的不同阶段提供不同的信息。结合其他传感器数据，它们为围绕加工中心的真正智能流程提供了基础。
刀具预调员生活在当今的工厂中，压力在于转移过程链中的数据，尽可能使用模拟并预测未来的工具寿命和性能。 （由 Heidenhain 提供）一个很好的例子来自伊利诺伊州绍姆堡的 Heidenhain。它是常用 CNC 以及工具预调仪中使用的许多编码器和电子设备的制造商。 “我们认为与刀具预调公司合作非常积极，”Heidenhain 的 TNC 业务开发经理 Gisbert Ledvon 说。
He disc使用了在 EMO 2017 以及绍姆堡的海德汉应用技术中心展示的集成方法示例。 “我们展示了从刀具预调仪获取数据、将其传输到机床的偏移表中的整个物理过程，并使用新的刀具数据验证和模拟了该过程。”
在切削过程中，该过程使用控制器最先进的监控系统进行监控。他解释说：“我们还使用 Heidenhain 测头进行过程中检查，以确保数据正确。”
这使得预测控制成为可能，例如通知操作员工具可能只有 15 个生命的几分钟还剩下 30 分钟的剪辑。 Ledvon 补充说，数据传输对于创建有用的环境至关重要。这是本文采访的所有对刀仪供应商的共同观点。
“当您查看对刀仪时，请确保您可以连接目录直接进入您的 CAM 系统和机器控制器，”Ledvon 说。 “轻松的数据传输是成功的关键。”
