基于传感器的反馈是山特维克可乐满这款 18xD CoroPlus 镗杆的关键部分，它集成到棱柱形刀柄中并安装在 WFL M120 车铣复合机床上。数据接口为操作员提供有关温度、偏差、背景噪音、振动和工具负载的信息。当今制造成功之路贯穿于工具在金属切削应用中生成的海量数据，最重要的是沟通和反应
收集数据的关键包括内置于工具和工具网络中的传感器技术、可以无缝收集、组织和分析数据的软件以及可以联网的机床成为工厂情报的来源。导致有效“智能&rd”的要素现状；工具应用程序可能会令人望而生畏，除非您与能够准确找出需要什么、应该避免什么以及其他什么即将到来的公司合作。
市场需求赶上技术
在当前对物联网 4.0 和 IIoT 产生兴趣之前很久，就已经出现了成功收集、分发和分析数据以实现加工过程自适应控制的技术。一段时间以来，大型贸易展的与会者有机会见证 Caron Engineering Inc.（缅因州威尔斯）组装的单元，这些单元展示了通过数据收集和分析成功进行自适应加工的关键因素。总裁 Rob Caron 说：“老练的车间真正开始接受这样一种观念，即您对加工过程了解得越多，您的生产、质量和效率就会越好。”
出现MTConnect 标准，强调数字连接和更好的和更少的经验灵敏的传感器技术使收集加工过程各个方面数据所需的额外投资变得更容易。 “例如，对于当前的客户，我们通常从工具库中的 RFID 工具离线预设开始，”他说。 “所有参数都嵌入到 RFID 标签中并传输到机器控制系统，我们通过功率、振动、应变和其他参数监控所有工具。我们进行一些自适应切割，修改进给速率以保持恒定功率，并在将数据发送到上游进行分析之前用电子设备测量零件。”
Caron 补充说，现实是每个人都想要魔法子弹会告诉他们在他们的过程中发生的一切。 “在这方面，每个人都在致力于更好的传感器技术——以及通过软件中的自我学习和人工智能进行更好的分析，”他说。传感器开发的主要考虑因素包括高压系统的振动、功率和冷却液流量的分辨率更高，以及表征冷却液浓度的更好技术。
“我们的大部分产品都在机器级别，”Caron 指出，“其中他们收集了大量数据。”这些产品包括 DTect-IT，这是一个 Windows 应用程序，可与 Caron Engineering USB 传感器通信以监控机床或夹具上的任何关注区域，使用定制传感器进行振动、应变和模拟应用。
Caron 的工具监控自适应控制 (TMAC) 系统通过实时测量工具磨损来降低与工具损坏、生产损失和报废零件相关的高成本，从而保护 CNC 机器。 TMAC 的“自适应”控制功能可缩短循环时间并在不断变化的条件下优化切削时间，从而提高刀具寿命。
Tool Connect 可自动将刀具预调数据从刀架中的 RFID 标签传输到机床e 控制。 AutoComp 软件使用任何电子测量设备来提供尺寸测量和处理测量数据以自动更新刀具偏置，提供无差错的刀具偏置控制。
数据连接加工有多好？
Caron Engineering 的 TMAC 系统通过减少刀具破损、生产损失和报废零件来保护 CNC 机器.Wolfram Manufacturing 是一家位于德克萨斯州奥斯汀的合同制造商，Caron Engineering 的产品在车间内非常有效，以至于公司总裁 Nathan Byman 决定成为 Caron 产品的经销商。 Wolfram Manufacturing 专业从事中到大批量生产，从头到尾制造零件，包括材料采购、机器制造制造、特殊涂层和特殊包装。
Wolfram 可生产直径达 24 英寸（609 毫米）、长度达 60 英寸（1524 毫米）、重量达 500 磅（226 千克）的零件。由于精度是加工的关键部分，典型公差低至 ±0.001″（0.03 毫米），特殊功能低至 ±0.0001″（0.003 毫米）。
Byman 在 Caron Engineering 的 TMAC 系统方面拥有丰富的经验在创办 Wolfram 之前，他曾经营过大型合同加工车间，Wolfram 在其生产中使用高度灵活的加工单元。 “在 Wolfram，我们购买的每台机器都有探测、高压冷却液，并且是一台多功能铣削/车削机器——使用 TMAC 系统进行了优化。 TMAC 将反馈引入我们的流程，使我们能够自动化并使它们可重复。” Wolfram 运行 Okuma 机床。 “我们喜欢 Okuma 支持结构，THINC 控件允许我们从控件中获取大量信息，这是一种特别的功能对于数据生成的自适应加工尤为重要，”Byman 补充道。
“今天的传感器技术比以往任何时候都更好，”Byman 说。 “传感器（例如振动传感器）的成本趋势正在下降，而它们的分辨率越来越高。这些系统可能会使中型机床的成本增加 5-10%，或使大型机床的成本增加 3-5%，但它们可以使生产率提高 20-40%，”他说。
“我们的 Caron 产品客户通常是原始设备制造商 (OEM)，他们非常关注其加工工艺，并致力于制造工程。因此，他们更有可能为 Caron 产品所提供的功能做好准备。对于那些不太成熟的人来说，教育是第一步，”拜曼说。 “我们与任何客户打交道的方法是建议与他们合作，让他们的第一批零件上线，并向他们展示成功之路。我们发现这有效 best 因为大多数组织需要一些帮助来吸收这些工具提供的思维过程和力量。”为此，Wolfram 拥有完整的工程能力。Byman 相信，持续的传感器开发将产生更好的分辨率、马力传感器范围和更好的响应时间。 “在软件方面，TMAC 已经在处理算法方面进行了大量工作，但通过利用数据进行趋势评估和可视化，仍有很多工作要做。现在你将知识编程到系统中。它将成熟为一个你可以从系统中获取知识以用于其他地方的地方，”他解释道。
‘机器的神经系统’
使用 BES 系列的三个电感式传感器三个条件可以非接触和无磨损地检查离子：无需工具即可松开，夹紧；并用工具夹紧。“研究表明，40% 的制造商对他们的生产过程几乎没有了解，甚至不知道在一个班次中生产了多少零件，”营销管理总监 Will Healy III 说，巴鲁夫公司（肯塔基州佛罗伦萨）。巴鲁夫是各种传感器技术的领先制造商，包括：电感式、光电式、视觉式、电容式和磁式，以及线性位置传感器、RFID 系统和网络产品。这些技术用于控制、调节、自动化、装配、定位和监控制造、装配和包装，适用于各行各业的 OEM 和工厂车间解决方案。
“有三个因素正在推动工业 4.0 向智能制造迈进，”Healy 说。 “关键动机是高效生产、灵活制造、以及机器操作员、主管和工厂管理层的可见性。高效的生产可以减少停机时间和转换时间，并提高质量。柔性化生产可以实现小批量或小批量生产，甚至是一个批量的生产。灵活的生产增加了资本设备投资的价值，并从更快的格式更改、工具更改和设置转换中获得了可观的回报。智能设备现在支持预测性维护，以减少计划外停机时间，”Healy 解释说。
“在机床市场，我们将自己视为机器的神经系统，生成数据并将数据传输到控制器，并在云端提供数据以供监控和分析，”Healy 说。他指出，标准电感式传感器是该行业的主力军，可提供对机床和流程的可见性。例如，智能传感器可以在有很多地方增强液压动力装置压力、负载和冷却剂流量水平的测量和趋势。 “此外，当您在 CNC 机器中进行夹紧或夹紧时，领夹中的接近传感器会指示它是否已关闭，”他说。 “在夹具中放置两个或三个传感器，您可以看到它是打开的、关闭的还是空着关闭的。我们看到的一个有趣趋势是将模拟测量感应传感器或智能测量传感器放入夹具中；您现在还可以指示夹具是否正确闭合、闭合在正确的刀架上，或者即使它是这台机器的正确刀架。”
但是，使用智能传感器，它并不总能做出正确的选择Healy 说，使用少量信息通过以太网获取数据很有意义。开发 IO-Link 开放式通信协议是为了方便将智能设备连接到控制器，而无需以太网通常需要的所有开销，例如管理型交换机、IP 地址和 n需要为传感器供电和以太网。由于 IO-Link 是一个开放标准，因此大多数（如果不是全部）自动化公司都提供带有 IO-Link 的产品，包括 Allen-Bradley、Siemens、Balluff 和 Festo 等。 IO-Link 用于自动化的主要优势之一是可以“热插拔”设备，因为所有设置都可以保存在控制器或 IO-Link 主站中。当检测到新传感器时，所有设置都会自动下载到新传感器，从而简化维护并显着缩短停机时间，”Healy 解释道。
山特维克可乐满智能 18xD CoroPlus 镗杆在 WFL M120 Millturn / 3000 毫米机床上的喷气发动机轴应用。将大数据转化为智能数据
据 Jorge Pena，Marposs Monitoring Solutions (MMS)，Marposs Corp.（Auburn Hills, MI）产品经理，“必须对机器参数、零件或工具变化以及意外事件进行实时监控，以优化处理并限制质量风险或计划外成本。” Marposs Monitoring Solutions 监控影响加工过程的关键因素，包括所有金属切削过程，目的是优化过程。
“基本上，Marposs Monitoring Solutions 提供自主、模块化、电子、插件技术和自- 为汽车、模塑、发电、石油/天然气和航空航天行业调整的监控解决方案，”Pena 说。 “智能监控解决方案可以利用多传感器和多可视化标准捕获所有数据，以实现实时工具和过程监控、自适应控制和崩溃缓解，并具有非常快的处理和采样时间。”
大数据抓取处理单元生成的数据可以转换为用户易于理解的智能数据下载。记录的数据包括特定指标、轨迹报告、警报报告、工具趋势、基于状态的监控 (CBM) 以及每个点的指纹统计数据。根据 Pena 的说法，所有信息都传输到计算机，计算机对整个过程进行可视化、分析和记录，并创建一个综合数据库，其中包含每个工具的历史记录和每个工具的工具寿命预测。
“在生产区域, 使用的机床类型和设计种类繁多。操作模式可以是手动或自动装载/卸载，机器控制根据品牌、年龄、CNC 或非 CNC 不同而不同。马波斯监控解决方案的选择基于机器提供的信息和/或通过各种捕获数据的方法，无论有无传感器，”Pena 说。 “数字扭矩适配器（DTA）提供由机器的 CNC 捕获的驱动数据的无传感器选择，可用于工具、过程和机器状态监控，”他补充道。
额外的多外部传感器可用于监控机器状况和/或从振动、力（称重传感器）、扭矩、电机电流、主轴噪声、位移、刀具跳动、声发射、轴向弯曲力和冷却液流量来阐述异常加工过程。
根据Pena，使用的方法取决于应用程序、过程、机器和 CNC 控制器的类型。 “如果是加工中心、车削拉床、三刀塔车床或多轴车床，我们可以使用不同的传感器。根据 CNC 的类型，监控解决方案足够灵活，可以完全无传感器地实时监控刀具和切削过程。如果我们想监控车床，我们可以使用力传感器来监控切削时工具上的负载。其他传感器，如应变、MEM、陶瓷或压电传感器，无论是定制还是标准版本，都应用于机器主体、工件夹具或主轴转塔，以检测切削力的微小变化，以识别切削过程中的错误，提供熄灯操作。”
DTect-IT 是一款 Windows 应用程序，可与 Caron Engineering USB 传感器通信，以监控 CNC 机床或夹具上的关注区域。强大的 Millturn 具有智能镗杆
在 EMO 2017 上，WFL Millturn Technologies Inc. (Wixom, MI) 展示了多种技术，重点是智能内部加工技术。例如，与山特维克可乐满（新泽西州费尔劳恩）合作，WFL demonstrat了解如何在功能强大的 M120 Millturn 上使用“智能工具”。智能 18xD CoroPlus 镗杆的功能展示了智能刀具联网的有效性。镗杆集成到一个特殊的 WFL 棱柱刀柄中，其中包括一个数据接口。
CoroPlus 技术允许将加工信息和刀具状态传输到控制系统或平板电脑。在加工过程中，机器操作员会获得有关温度、偏转、背景噪音、振动和工具负载的信息。这样，可以优化排屑过程，保护刀具和工件免受损坏。此外，还可以完整记录整个过程。
航空业的典型应用包括起落架、喷气发动机和涡轮驱动轴，以及在复杂工件上加工长孔的油田应用。
此外，WFL M120 车铣复合 /3000 mm 配备了 Blum-Novotest Inc.（肯塔基州埃尔兰格）的新测量和测试技术。大型、重型和复杂工件的加工对测量系统提出了重大挑战。借助集成的 TC63-DIGILOG 测量探头，可以直接在机器上执行数字测量和模拟扫描过程。模拟测量对于表面或轮廓的评估特别有用（例如检查工件表面的加工误差）。另一方面，使用开关数字探头时，在这种情况下需要测量大量点以确保获得足够的分辨率。
但是，新的模拟探头利用扫描来在很短的时间内生成数千个测量值。借助 TC63-DIGILOG，可以对全自动圆度、跳动和轴向跳动等功能进行高达 2 m/min 的快速、准确测量。
