评估使用中刀具的有效方法可以带来巨大收益
机械车间使用各种技术来跟踪其切削刀具的状况，从简单到复杂。无论使用何种监控方法，它对于防止灾难性工具故障都是至关重要的。在最好的情况下，监控还可以显着延长刀具寿命并削减刀具成本。
监控刀具的更简单方法之一是将信息输入由机器控制提供的刀具寿命表。例如，在此表中，操作员可以注意到特定工具通常可以使用一定数量的零件或这么多时间。
自适应控制允许TMAC（Tool Monitoring Adaptive Control）用户设置一个常量切削工具的马力值。 （由 Caron Engineering 提供）“你可以输入通常情况下你可以从工具中取出 20 个零件，或者它可以使用 30 分钟，”新泽西州费尔劳恩山特维克可乐满美洲数字加工总监 Jeff Rizzie 说。“这是主导 [形式]的工具监控。您无需检查工具上的任何内容，只需使用一些历史数据即可。”
其他监测方法可确定工具的状况。伊利诺斯州罗克福德市 Ingersoll Cutting Tools USA 的产品经理 Michael Dieken 说，最常见的方法就是简单地观察它——将其从主轴中取出或打开机器门并进行目视评估。根据 Dieken 的说法，零件的外观可能会触发目视检查——例如，如果操作员注意到毛刺或表面质量较低——或者工具对工件的反应。
“我们通常鼓励客户大多数人都会做的眼球[工具]，或者使用某种类型的视觉设备，如显微镜pe 来检查边缘，”他说，并补充说磨损在 0.010 到 0.015 英寸（0.254 到 0.381 毫米）范围内通常表明是时候对刀片进行分度或更换刀具了。
除显微镜外，USB 插入式成像设备可以将前沿图像放大 100 倍或更多，从而使用户可以看到磨损，Thomas Raun 指出，他是位于德克萨斯州阿灵顿的 Iscar USA 的首席技术官，
激光测量设备也很有用，操作员可以将其指向切削刃以测量磨损。激光测量是确定是否已达到磨损基准的一种比简单目测更准确的方法。这也是一种增长趋势，据称Ingersoll 的 Dieken。
“我认为您会在大型制造公司看到很多激光测量设备，这些公司的商业心态是雇用低技能工人并指望设备变得智能，”他说。
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而不是猜测他们什么时候需要关注关于工具磨损，一些商店密切关注其机器的马力消耗。 Dieken 指出，切削过程中马力的增加是刀具磨损的可靠信号，应该进行检查。
最佳监测实践
更好地理解马力与马力之间的关系宾夕法尼亚州拉特罗布肯纳金属公司产品工程高级经理 Steve George 表示，由于特定工具的消耗和磨损，商店应该在将工具用于生产之前进行一些实验。在这些实验中，George 建议跟踪负载刀具以及试切过程中的磨损。随着马力的增加，车间应定期检查工具并在图表上记录磨损量，这将有助于在生产开始时估算工具寿命。
Sandvik Coromant 的 CoroPlus Process Control 实时监控加工过程，如有必要，可以停止机器或更换磨损的切削刀具。（由 Sandvik Coromant 提供）Iscar 的 Raun 还建议车间做一点生产前的工作来帮助他们衡量刀具的寿命。他建议使用刀具使用切削参数（进给率、切削深度和宽度等）的最大值进行基准测试切削，刀具将
“假设测试切削使用了 30% 的主轴功率，”他说，“然后将磨损值设置为 10%。一旦达到 33百分比，你可以说你已经到了刀具寿命的尽头。”
10% 的磨损值“是一个非常安全的基准，可以全面使用，”他指出，尽管他补充说，他看到商店将价格提高到 15% 或 20%，具体取决于他们购买的商品使用特定工具。
George 推荐的另一个生产前步骤是考虑将用于生产所需零件质量和尺寸的切削过程，以及在该过程中您的主要工具应该关注的是什么。
“考虑一下带有圆角半径的立铣刀，”他说。 “是否更有可能根据特定区域的磨损情况而不是破损情况更换工具？在那种情况下通常就是这种情况。因此，围绕刀具半径的变化来规划监控。”
另一方面，对于重型粗加工，主要问题可能是刀具破损或刀片故障。 George 说，在那种情况下，车间应主要关注马力的变化，以避免破损或故障的代价高昂的后果，其中可能包括报废零件以及机器和刀架损坏。
另一个因素这应该在一个工作的规划阶段考虑b 是工件材料如何影响工具监控策略。例如，George 指出，铸铁通常非常耐磨，因此切割这种材料的车间通常更关心工具磨损而不是破损。他补充说，在切削钛或高温合金时，刀具磨损也应该是一个问题，但积屑瘤等问题可能会导致力峰值，从而可能在达到磨损极限之前导致刀具破损。
训练有回报
显微镜可用于放大切削刃图像，让用户更好地观察后刀面磨损等问题。 （由 Ingersoll Cutting Tools USA 提供）Raun 说，在工具监控程序简陋和/或几乎不存在的商店中，结果可能是他们购买的工具“极度未充分利用”。 “我无法告诉你人们有多少次 [更换]上有未使用过的切削刃的可变形刀片。”
当山特维克可乐满的 Rizzie 和他的同事分析客户使用过的刀片时，他们有时会发现他们仍有多达 50-60% 的刀片未使用的生活。这是在他们向这些客户介绍刀具磨损之前，他们使用显示不同刀具磨损机制的图表。
“我们向他们展示后刀面磨损、化学沉积和塑性变形等[东西]的样子，”Rizzie 说。 “然后我们让操作员或工程师对其进行监控。他们运行的每一个零件，他们都会查看插件并做出决定。”受训者通常先用肉眼进行监控，然后切换到环形放大镜等视觉辅助工具。
Rizzie 报告说，结果通常会显着延长客户工厂的刀具寿命和使用率。他说，在一个案例中，一位客户每月购买的插入物在六个月内从 6,000 件下降到 2,000 件
自动化流程
为了获得比人工主导更准确的工具监控，一些商店转向自动化系统。 Rizzie 估计，与更以操作员为中心的流程相比，一个好的自动化监控系统可以将刀具寿命延长 25-30%。
这个 DDU 转子和 DDU 定子传感器系统允许对旋转和刚性刀架进行无接触监控。测量是使用应变计技术完成的。 （由马波斯提供）密歇根州奥本山马波斯公司的自动化系统通常与机床中的数字和/或模拟传感器配合使用，以获取有关工具状况和性能的信息。该公司 Artis d 的产品经理 Jorge Pena 指出，该系统使用特殊的软件策略评估传感器数据愿景。 Artis 工具和过程监控系统旨在捕获整个加工过程中的工具状态信息。
制造商根据工具类型、机器设计、工件特性和切削过程选择合适的马波斯监控系统。该公司提供的系统可以监控驱动切削工具的电机功率，以及工具振动和应变。 Pena 说，评估不同传感器信号的组合会产生最佳结果。
与马波斯系统一样，山特维克可乐满的 CoroPlus 过程控制从机器中提取数据以监控刀具状况。该系统还在机器上添加了自己的传感器，通常是加速度计，例如，当它连接到铣床的主轴时，它可以提供振动信息。
直接连接到机器 PLC，系统使用边缘分析来寻找模式和异常。 “当一个工具坏了，你会看到我的某种尖刺在传感器数据中，”Rizzie 说。 “它还监测工具上的振动和力 [以确定] 工具何时磨损并需要更换。”
当达到设定的限制时，系统会自动发出信号表明新工具正在使用需要。它还可以关闭机器并触发警报，以便操作员知道需要做些什么。
即使车间人员接受过监控刀具磨损的培训，Rizzie 坚持认为 CoroPlus Process Control 是值得的投资。他说，除了比训练有素的操作员更节省工具成本外，该系统几乎可以立即检测工具破损并做出反应，在事件发生后五毫秒内关闭机器以减少或防止零件损坏，刀架和机床。
Monitoring Plus Adaptive Control
对自动化工具监控感兴趣的车间的另一个选择是缅因州韦尔斯 Caron Engineering Inc. 的 TMAC 3.0。吨公司总裁 Rob Caron 指出，MAC（Tool Monitoring Adaptive Control 的缩写）随着时间的推移监控“关于工具的一切”并保存数据。
TMAC 检查的参数包括功率、振动和应变。 “特别是在瑞士机器上，工具可能非常小，以至于功率无法真正反映”工具状况，Caron 解释道。从振动数据中得出必要的结论对于小型工具来说也是一项挑战。因此，TMAC 在刀柄中使用一个传感器来监测应变，这是由于切削刀具上的力而导致的变形。他说，这可以“精确到极小的量”进行测量。
操作员可以在屏幕上查看实时数据。除此之外，TMAC 还提供工具退化百分比，这是工具在其整个生命周期中退化时状态的数字表示。当用户决定工具不再按照应有的方式进行切割时，所有相关参数的值当时的数据会被记录下来，这样用户就有了这些准确的值以供将来参考。当刀具状况达到需要采取行动的程度时，TMAC 可以通知操作员需要更换刀具，或者如果刀库中有备用刀具，则触发自动更换为冗余刀具。
工具监控可以远程查看 TMAC 收集的数据。 （由 Caron Engineering 提供）顾名思义，TMAC 还包括自适应控制功能，旨在在加工材料不一致或难以切割时缩短周期时间。在这些情况下，用户可以为切割过程设置所需的马力水平，系统将自动覆盖刀具穿过材料的进给速率以维持该功率水平。
根据 Caron 的说法，自适应控制是在 castin 中特别有用g 和锻造应用程序，“其中材料一直在变化，并且几乎不可能以编程方式修改进给率，因为您不知道厚点和薄点在哪里。通过自适应控制，您只需为该特定工具编程马力，当它击打更薄和更厚的材料时，系统将自动覆盖进给速率。”
一项好的投资？
如何车间能否决定像 TMAC 这样的自动化工具监控系统是否是一项好的投资？ Kennametal 的 George 认为，答案可以在车间的整体自动化水平和车间愿意在其流程中拥有的他称之为“操作员内容”的数量中找到。 “如果你正在投资其他自动化，我会 [倾向于] 自动化系统，”他说。
此外，装载机器人的制造系统需要自动化工具监控，以实现无人值守或无人值守，操作，这是越来越Caron 指出，它很受欢迎。
对于那些选择自动监控系统的人，Caron 建议他们不要急于将其投入生产。 “在您开始应用限制并尝试优化工具之前，让系统向您展示切割数据的样子，”他说，“并习惯于以图形格式查看数据，而不是观看和聆听切割结果”
Caron 还认为安装自动化系统的商店应该确保店内有人了解它。他说：“这些系统中没有一个是开箱即用的，无需任何努力就可以完全无人看管。” “因此，至少要有一个人（专家或拥护者）来确保系统得到正确应用。”
