制定有效的离线工具预设策略需要仔细规划、开放的心态和对可用资源的良好处理。
具有 RFID 功能的预调器，例如 Haimer 的这个，越来越多深受追求最高效率的商店的欢迎。随着离线和过程中工具设置选项的数量不断增加，开发一种有效利用该技术的方法可能会令人困惑。我们应该购买哪种预调仪？这些系统中经常包含的软件怎么样——我们真的需要它吗？为什么不节省几美元，消除预调的麻烦，并简单地在机器上探测工具呢？就此而言，像我们一直做的那样，老老实实地手动触发工具有什么问题？
接近完美
BrenHaimer USA LLC 总裁 dt Holden 对其中的几个问题做出了富有洞察力的回答。今年早些时候，在伊利诺伊州 Haimer 的 Villa Park 工厂举行的开放日期间，他列出了离线工具预设的许多好处，首先是一致性。 “与精度在很大程度上取决于操作员技能水平的传统对刀方法不同，预调仪提供可重复的结果，”他说。 “无论是拥有 20 年测量经验的人，还是只有两周经验的新手，每次都能得出完全相同的工具尺寸。”
实现高度准确的工具测量一切都很好，但任何机械师都会告诉你这通常是无关紧要的。机床不是完全正方形或水平的，这种现象只会随着年龄的增长而增加。这家店早上可能很凉爽，下午可能会像沙漠一样热。切削工具和工件夹具偏斜，尤其是在加工高温合金或去除大量材料时尤其如此。将这些和其他变量加在一起意味着无论预调设备多么精确，都可能需要测试切割和随后的过程中工具调整。
大局
也许是这样，但是事实仍然是，预调仪的极高精确度至少从机器设置方程中消除了一个变量。例如，Haimer 的 VIO 系列线性预调仪承诺重复精度为 ±2 μm (± 0.00008″)，足够接近完美，许多零件可以在第一次尝试时切割成一定尺寸，无论 CNC 系统多么疲惫。
然而，Holden 和其他人认为准确性只是预设难题的一部分。因为刀具偏移可以而且应该自动从预调器传输到机器控制，所以不再有像手动对刀方法那样粗指小数点的风险。避免了灾难。
更好的过程当所有工具都以相同的方式预设时，也可以进行控制，从而提高零件质量的可预测性。对于那些使用冷缩配合或平衡刀柄的人，Haimer 是提供预调组合装置的几家公司之一，可以节省宝贵的刀库时间。
“当一家商店发现其加工过程中存在不一致时，很多时候，这是由于工具装配不平衡或工具设置不当造成的，”Holden 说。 “通过在同一台机器中结合这些功能，实现不同工具的一致性变得容易得多。它还为一些非常巧妙的工业 4.0 可能性打开了大门。”
Holden 指的是 Haimer 与过程控制解决方案提供商 Caron Engineering（缅因州韦尔斯）的合作。两家公司开发了一个集成系统，可以将数据读取和写入安装在刀架上的 RFID 芯片。如果机床如此配备，这会自动确认刀架装配与程序中指定的任何 rpm 保持平衡——如果不是，机器控制将停止、发送警报或相应地调整加工参数。
“我们可以在两个方向发送数据，让用户回答一些重要问题的能力，”霍尔顿说。 “那个工具在机器里用了多长时间？每天需要更换几次？它在机器中时的运行速度有多快？这些只是以前很难收集的信息的几个例子。”
撇开工业 4.0 魔法不谈，车间效率也许是离线预设的最大好处。 Holden 解释说，无论您投资的是手动系统还是全自动系统，预设都可以让您非常快速地测量工具，并且可以在机床忙于制造零件时进行测量。 “您减少了设置时间，过程中的工具更改也同样缩短了，工具设置现在是一项无风险的活动。”
货比三家
大多数现代预调仪（例如 Koma Precision 的这款预调仪）上的视觉系统都具有极高的速度和准确性。这一切听起来不错，但你从哪里开始呢？本文采访了四家预调仪供应商，虽然他们代表了可用技术的主要部分，但每家都有多种平台和选项可供选择，从成本几千美元的基本装置到带有集成工具管理软件的全自动系统.由于这种看似无穷无尽的预设选项，负责选择系统的人员可能会决定只将脚趾放在预设水中，而将重大决定留到以后再做。
这可能是个坏主意，Andrew 指出Esposito，Koma Precision Inc. OEM 销售经理（East Wind排序，CT）。 “虽然‘现在’购买预调器非常诱人，但重要的是要往前看，”他说。 “考虑到技术变化的速度，商店应该选择一个允许他们以后扩展的系统。我建议从您的必备品开始，并考虑您的制造流程在未来两到五年内的发展方向。计划您的购买以适应这些改进和进步。”
这方面的一个例子在今年的 IMTS 上亮相，当时 Koma Precision 推出了其新的离线工具预调仪系列。 Esposito 表示，他们的目标是通过半自动测量和先进的工具检测功能，以可承受的成本提高车间的当前生产能力。
还展示了提供最新工业 4.0 功能的高端设备，以及提供一种经济实惠的方法来将偏移量传入和传出机器的新软件工具。 “这远远超出了大多数车间使用的简单后处理方法，并帮助制造商在其刀具偏移数据管理中形成闭环，”他说。
Esposito 指出了离线刀具预调的三大优势：延长刀具寿命，降低废品率并缩短设置时间。第一个乍一看似乎不太明显，但由于预调器可以轻松验证刀具同心度并消除跳动，刀具的使用寿命延长了 15% 以上，同时零件表面光洁度得到改善。预调仪还提供了一种很好的方法来检查来料刀具，这是许多商店忽略的一个步骤。
如前所述，准确的刀具偏移数据有助于减少报废零件和机器崩溃的可能性，但很明显，最大的改进是增加了主轴运行时间。 “由于机器利用率平均在 50% 左右或更低，大多数商店使用离线工具预调器至少增加 25%，”Esposito 说。
预设技术微笑
即使是入门级预设系统，例如 Zoller 的这款系统，也能为任何关注提高设备正常运行时间的商店带来巨大价值。Zoller Inc.（密歇根州安阿伯市）是另一家预调仪和检测机制造商以及工具管理解决方案公司，在 IMTS 2018 上展示了新产品。除其他改进外，该公司重新设计了其 smile« 和 »venturion« 系列，使其功能更强大和用户友好，两者都在 Zoller 的展位上展出。
“移动光学载体的手柄更符合人体工程学，我们在它上面添加了一个 »eQ« 按钮，它可以将光学载体只需按一下按钮，即可在两个轴上快速轻松地定位，”市场营销部 Michael Kroodsma 说道g专家。 “我们的 »smileCompact« 是一款全新的台式机，专为入门级用户设计，已经非常受欢迎。”
Zoller 的刀具管理软件 (TMS) 也大受欢迎。 Zoller 工业 4.0 技术中心经理 Matt Brothers 表示，诸如 »smileCompact« 之类的手动系统对于许多商店来说是一个很好的起点，但他指出，预设技术的真正好处始于
一个可以很好扩展的综合战略超越了刀具长度和直径测量的机制。
测量刀具寿命
“当您能够在车间拿起任何刀具并知道它在哪里时，刀具成本会显着降低已经使用了多长时间，接下来会去哪里，”Brothers 说。 TMS 还允许您将切削工具和刀架分配给机器或操作员。假设您有合适的工具存储系统，您可以将它们绑定到特定的 cabinet，该柜子中的特定抽屉或隔间，并控制何时以及由谁检查它们。
“我们可以将各种控件带到车间，当您将其与人们每天要花几个小时四处寻找工具，或者工具丢失导致机器停机，因此很容易证明对这些系统的投资是合理的，”他补充道。
这就是为什么预调器购买者应仔细查看大多数系统附带的软件。提供 CAD 文件导入等功能，简化了工具装配检查例程的创建。集中式工具管理功能有助于消除许多商店中常见的工具信息孤岛。与机器控制和 CAD 系统的集成加速了精确工具数据的传输。确保采购数据、历史使用情况、库存水平和位置的可见性。
正如 Koma 的 Esposito 之前指出的那样，至关重要的是，商店在投资预设系统（包括软件）之前要从长远角度审视其制造业务。 Brothers 说：“我总是建议你尽早彻底了解你的痛点。即使是基本的预调仪也很有可能有助于消除其中的许多问题，但您不应低估刀具管理软件的功能。如果实施得当，它会改变很多商店的游戏规则。”
实现自动化
据称预调器可将工具调整所需的时间缩短多达 15分钟，并在机器运行时执行此操作。图片由 BIG Kaiser Precision Tooling 提供Patrick Cratty 同意。 BIG Kaiser Precision To TMS 助理产品经理oling Inc., Hoffman Estates, IL，他遇到过这样的情况：一位客户在购买了公司 Speroni 预调仪的基本版本六个月后打电话询问更多功能。 “一旦他们看到预设的好处，就会打开他们的眼界，看到其他可能性，”他说。
其中之一是自动化，许多预设购买者可能认为这太过分了。然而 Cratty 指出，CNC 预调仪在许多情况下都很有意义，即使对于较小的商店也是如此。带有数十个刀片的面铣刀、复杂的刀具几何形状、大量刀具或刀具特征的检查和记录——这些只是制造商可能选择自动化系统的部分原因。
“如果您只需测量标距长度和跳动，即使是基本的预调仪，您也可以非常快速地完成这项工作，”Cratty 说。 “但是假设您有一个成型切割机并且需要验证 25 种不同的特征&mdash；这就是 CNC 真正闪耀的地方。操作员不必坐在那里将相机移动到每个点。他们只需将工具放入预调仪中，点击开始，然后走开。当他们忙于做其他事情时，机器会测量一切并根据您的检查标准确定工具是否应该通过或失败。”
自动化机器也更有可能采用 TMS 等高端功能软件和 RFID 标签，每个人都认为这是一种很好的监控方式，因此可以延长工具寿命。这也是避免代价高昂的错误的好方法。因为您可以对机器进行编程以读取 RFID 芯片，确定剩余寿命，并向操作员发送更换时间的消息，所以没有机会在机器中加载有问题的工具 — 如果没有先进的预调器，这些各种决策都留给了容易出错的人。
无论你走哪条路，Cratty 建议机器构造与其功能一样重要。他说，寻找像任何其他机床一样制造的“车间就绪”预调仪，铸铁底座可最大限度地减少热增长，硬化钢部件可最大限度地减少磨损。
雷尼绍的这个装置提供的过程中刀具测量和破损刀具检测是任何预调策略的重要组成部分。“Speroni 以机械方式对齐和校准机器的轴，而不是以数字方式补偿控制中的误差，”他说。 “我们发现这种水平的机械校准可以显着延长预设器的使用寿命。当您考虑到我们有许多 30 岁的设备仍在生产中使用时，这证明了这种类型的骗局结构。”
超越预调
离线刀具预调显着提高了机床的生产率，但是一旦切削刀具进入机床会发生什么？正如本文开头所述，一旦切屑开始飞散，刀具偏转和机床误差会导致“设定”刀具尺寸发生变化。如果没有办法测量加工过程中的刀具磨损，即使是最精通预调仪的车间也会发现自己面临不愉快的意外。
Dan Skulan，雷尼绍公司工业计量总经理，（西邓迪， IL) 说，机床探测系统接管了离线预调仪停止的位置。
“随着制造公差的缩小，一旦切削刀具实际安装在机器中，就需要对其进行微调，”他说。 “例如，一台机器 spi 的 CAT 50 支架的配合很可能会出现 50 μm (0.002″) 的变化等下。像这样的变化必须在每台机器上拨入，这在历史上是由操作员完成的。”
探测系统消除了这种努力，他说。它们直接与机床控制通信——所有刀具长度、直径和磨损的更新都使用内部宏功能自动加载。编程可以使用简单的操作员界面来完成，例如雷尼绍的“设置和检查”应用程序，它可以在控制器和移动设备上运行。一旦这些数据受到控制，它就可以通过 MTConnect 或其他通信协议轻松地通过网络发送到外部工具管理数据库。
此外，机上报告功能允许车间人员监控工具-直接相关流程。
基于视觉的对刀仪，例如马波斯的这个装置，正在进入 CNC 机床。与预调仪一样，探测选项比比皆是。Sharad Marposs Corp.（Auburn Hills, MI）的 Mida 探测产品经理 Mundra 表示，可以使用传统的转塔、工作台和安装在主轴上的探头，以及能够测量小至 50 µm (0.002″) 刀具的新型光学系统“这最后一个是我们的 VPS 相机探头，”他解释说，“这就像在您的铣床或车床上安装了 Zoller 或类似预调仪的微型版本。”
这些系统变得如此强大精打细算的商店可能会选择延迟购买离线预调系统，转而购买机内探测。测量精度取决于机床的能力。设置刀具只需 10-15 秒。刀具可以是检查磨损和偏移量或更换ls 要求，所有自动。损坏的工具很容易被检测到，从而消除了在丝锥爆炸后对转盘中每个工具的潜在破坏。
与过去的探头相比，在过去的探头中，复杂的宏编程技能是必须的，操作今天的探头之一探测系统就像调用适当的应用程序一样简单，输入一些值，然后推动循环启动。
最重要的是，实施这样的系统可能就像联系您当地的机床经销商一样简单。 “Haas 去年售出了 14,000 台机器，其中大约 9,000 台配备了探头，”Mundra 说。 “如今，大多数机器制造商的选件清单上都有某种探测系统。如果没有，请致电我们。即使您有离线预调仪，在线探测也能带来巨大的好处。选择一个确实取决于您的需求和预算，但几乎没有什么是您无法衡量的。”
