Comment réduire les pannes d'outil avec la détection de bris d'outil CNC

Le bris d'outil a toujours été un défi pour les opérations d'usinage. Ces ruptures peuvent se produire pendant les cycles d'usinage réguliers en raison de l'usure de l'outil qui finit par entraîner une défaillance. Ils peuvent également se produire en raison de paramètres incorrects, d'une erreur humaine, d'un dysfonctionnement de l'équipement ou pour diverses autres raisons.

Lorsque les outils cassent, les coûts s'accumulent. Les temps d'arrêt signifient moins de pièces de première qualité et des livraisons manquées potentielles. Cela augmente également les coûts de main-d'œuvre et de matériaux liés aux rebuts et à la main-d'œuvre supplémentaire pour les pièces pouvant être retravaillées.

Cependant, ces dernières années ont vu une croissance des systèmes de surveillance d'outils précis et fiables qui fonctionnent conjointement avec la surveillance de la production pour prolonger la durée de vie des outils ou prévoir leur défaillance.

Cet article définira la rupture d'outil, discutera des technologies courantes de détection de rupture d'outil et abordera les moyens d'éviter une rupture coûteuse.

Qu'est-ce que la détection de bris d'outil CNC ?

Il existe une grande variété d'outils utilisés dans l'usinage CNC. La détection de bris d'outil consiste en des technologies de système de contrôle où la rupture d'un outil signale la rupture à l'opérateur.

Lorsque ces alarmes se produisent, le cycle d'usinage peut s'arrêter, permettant aux opérateurs de remplacer l'outil et d'éviter d'endommager la machine. Selon le type de rupture, la détection d'outil peut aider à récupérer une pièce avant qu'elle ne devienne un rebut.

Types de technologies de rupture d'outils

La détection de bris d'outil offre de nombreux avantages, notamment :

• Meilleure précision
• Réduction des rebuts et des retouches
• Réduction des coûts
• Efficacité supérieure
• Manipulation réduite de l'opérateur

Il existe plusieurs technologies actives utilisées dans l'usinage CNC qui permettent aux fabricants de réaliser ces avantages. Le type de système utilisé pour la détection de bris d'outillage peut consister en une ou plusieurs des technologies suivantes.

Ils sont souvent liés à des systèmes de surveillance de la production et, idéalement, à des plates-formes IIoT qui peuvent analyser les données d'outillage dans le cloud pour mieux prévoir les pannes à l'avenir. Une innovation dans le domaine des technologies sans contact est l'utilisation de données à haute fréquence qui aident à diagnostiquer, prévoir et éviter les pannes. Cette technologie est sans capteur et utilise des données instantanées en temps réel extraites à un taux extrêmement élevé pour créer des modèles précis de détection de panne d'outil.

Technologies filaires

Les systèmes de détection de rupture filaire sont simples. Le matériel utilisé pour détecter les ruptures est physiquement attaché aux composants clés de la machine où les ruptures peuvent se produire. Elles sont généralement moins chères que les autres technologies, car les appareils de communication n'ont pas besoin d'être intégrés au matériel.

Les systèmes câblés sont un bon choix pour la détection de bris d'outil dans les équipements où le mouvement nécessaire pour travailler la pièce est simple. Cependant, la qualité de l'analyse, la vitesse d'alarme et la vitesse de réponse en cas de panne feront la différence. La qualité des systèmes câblés dépend de la rapidité de la réponse, de la qualité de l'analyse et des informations fournies.

L'un des avantages de la technologie filaire est qu'elle peut être directement reliée à une solution de surveillance d'outils à l'échelle de l'usine. Cela améliore considérablement la qualité de l'analyse des bris d'outils, ce qui permet de déployer des stratégies prédictives et prescriptives pour une meilleure durée de vie des outils et moins de bris.

Technologies sans fil

Les technologies sans fil sont tout aussi précises que les technologies filaires. Une considération est la portée du matériel sans fil au contrôleur ou au point d'accès à la plate-forme qui surveille la production et envoie des alertes. La plupart des magasins sont disposés là où la gamme n'est pas un problème.

Dans la détection de rupture sans fil, les systèmes sont généralement Bluetooth ou basés sur RF traditionnels. À mesure que la technologie sans fil progresse, le passage aux appareils compatibles Bluetooth, en particulier le Bluetooth à faible consommation d'énergie, commence à remplacer les RF. Les technologies sans fil peuvent communiquer directement avec les solutions logicielles de surveillance des outils. Cela automatise la surveillance de l'usure et de la rupture des outils et identifie non seulement le moment où les outils se cassent, mais aussi l'approche du point de défaillance.

Technologies de contact

Les technologies de détection de contact utilisent une sonde, un tampon ou un autre embout pour déterminer si un outil est cassé. Les sondes peuvent être fixes ou mobiles, selon le type de machine. Les outils entreront en contact avec des sondes pour déterminer si l'outil est cassé. La détection de rupture de contact peut être utilisée avec les systèmes filaires et sans fil.

Comme les technologies filaires, les technologies de contact sont un moyen physique de détecter le bris d'outil. Mais ces dispositifs de contact peuvent être chargés dans un logiciel de surveillance d'outil dans des systèmes câblés et sans fil pour effectuer une détection de rupture d'outil en temps réel. Cela signifie que l'arrêt de l'équipement en cas de détection immédiate peut être automatisé pour éviter d'endommager la machine et économiser le matériau de la poubelle.

Technologies sans contact

La technologie de détection de rupture sans contact la plus courante est le laser. Les lasers sont idéaux pour détecter les bris de rotation à grande vitesse des outils. Ils sont également très utiles dans les outils qui nécessitent une surveillance thermique susceptible de déformer ou de casser l'outil en cas de chaleur excessive. Les lasers ne peuvent mesurer qu'en deux dimensions. Pour trois dimensions, ils sont associés à la technologie de contact pour capturer des données de troisième dimension.

Une autre technologie de détection de rupture sans contact est l'utilisation de caméras. Les caméras sont meilleures pour les petits outils que les lasers. Le faisceau est souvent plus large que l'outil dans les petits outils, et les caméras peuvent détecter les ruptures avec des images haute résolution du fraisage de petits outils.

Gardez les ruptures d'outil au minimum

Les bris d'outil peuvent être minimisés grâce aux meilleures pratiques et à l'attention portée aux détails. Cela aide à minimiser le coût de l'outillage et l'opération de production globale. Les meilleures pratiques incluent :

• Gardez un contrôle strict du nombre moyen d'assemblages d'outils et de documents traités, afin qu'ils soient correctement configurés pour chaque exécution.
• Vérifiez les temps de configuration pour rechercher les causes profondes des exécutions problématiques qui peuvent être réduites grâce à des ajustements de configuration.
• Inclure la qualité des outils dans les efforts d'amélioration. Le bon matériau pour les outils dépendra du type de travaux exécutés par l'atelier ; un matériau d'outil de coupe de qualité inférieure peut augmenter les coûts.
• Utiliser un logiciel de suivi de la production. Les systèmes avancés tels que celui proposé par MachineMetrics vous permettent d'approfondir la cause de la casse afin de développer des stratégies prédictives améliorées pour atténuer la casse.

Erreurs courantes en cas de bris d'outil de coupe

Les erreurs peuvent entraîner la rupture de l'outil. Voici des exemples d'erreurs courantes qui conduisent à la casse de l'outil.

1. Mauvais porte-outil ou assemblage d'outils – Le choix de la bonne combinaison d'outils est crucial. Cette combinaison comprend le bon porte-outil, la bonne longueur d'outil et le bon profil d'outil.
2. Mauvais outil :choisir le bon outil pour le matériau peut faire la différence entre un outil cassé et une pièce correcte. Souvent, les outils ne correspondent pas au matériau utilisé.
3. Mauvaise vitesse – Sur l'autoroute, la vitesse tue. Mais en CNC, l'erreur est souvent une vitesse trop faible pour la coupe.
4. Mauvaise trajectoire d'outil :cette erreur de programmation de base ne tient pas compte des fonctionnalités complexes d'une trajectoire d'outil.

BC Machining se tourne vers MachineMetrics pour la surveillance prédictive des outils

Lorsque BC Machining a demandé de l'aide pour faire face aux bris d'outils continus et aux taux de rebut élevés, ils ont fait appel à MachineMetrics pour trouver une solution. BC Machining est au service des industries médicales, de la défense, des transports et des outils électriques où la précision est essentielle.

BC Machining a connu des bris d'outils excessifs dans ses machines CNC suisses, créant des rebuts à la fois au point de rupture et à la fin de la durée de vie de l'outil lorsque les pièces peuvent varier hors des spécifications.

À l'aide de la solution MachineMetrics de capture de données à haute fréquence et de leur analyse à l'aide d'algorithmes avancés, BC a pu identifier les bris d'outils pour éviter les rebuts.

La baisse des pièces perdues, du tri et de l'incertitude s'est traduite par une détection des pannes à près de 100 % et une économie annuelle de 72 000 USD par machine.

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MachineMetrics propose un système de surveillance pour l'évaluation des outils qui collecte les données directement à partir de la source - la machine CNC elle-même. Grâce à des algorithmes personnalisés conçus pour surveiller l'utilisation du couple, les entrées peuvent être saisies dans le système sous forme d'événements de séries chronologiques ou de modèles d'apprentissage automatique pour prédire avec précision la défaillance de l'outil.

L'adaptateur de données haute fréquence de MachineMetrics peut détecter les problèmes et analyser les données à la périphérie pour automatiser les solutions et alerter le personnel des problèmes avant que la panne ne se produise, évitant ainsi les rebuts et les temps d'arrêt coûteux. Grâce aux diagnostics avancés de la machine, l'outillage est optimisé et intégré dans un système de maintenance prédictive agressif et entièrement automatisé. Pour voir comment MachineMetrics peut être déployé pour vous aider à maîtriser les besoins de santé de votre outil, réservez une démonstration avec notre équipe dès aujourd'hui.