刀具破损一直是加工操作的一个挑战。由于刀具磨损，这些断裂可能会在常规加工周期中发生，最终导致故障。它们也可能由于设置不当、人为错误、设备故障或各种其他原因而发生。

当工具损坏时，成本就会增加。停机意味着一流质量的产品会减少，并且可能会错过交货。它还增加了废料和可返工件的额外劳动力的劳动力和材料成本。

本文将定义刀具破损，讨论常见的刀具破损检测技术，并探讨避免代价高昂的刀具破损的方法。

什么是数控刀具破损检测？

CNC加工中使用的刀具种类繁多。刀具破损检测由控制系统技术组成，其中刀具破损向操作员发出破损信号。

当这些警报发生时，加工周期可能会停止，从而允许操作员更换刀具并防止损坏机器。根据断裂类型，工具检测可以帮助在零件报废之前将其恢复。

刀具断裂技术的类型

刀具破损检测具有许多优点，包括：

更好的准确性

减少废品和返工

降低成本

更高效率

减少操作员处理

CNC加工中使用了多种有效技术，使制造商能够实现这些优势。用于刀具破损检测的系统类型可能由以下一种或多种技术组成。

它们通常与生产监控系统和理想的工业物联网平台联系在一起，可以分析云中的工具数据，以更好地预测未来的破损情况。非接触式技术领域的一项创新是使用高频数据来帮助诊断、预测和避免故障。该技术是无传感器的，并使用以极高速率提取的瞬时实时数据来构建准确的工具故障检测模型。

有线技术

断线检测系统非常简单。用于检测中断的硬件物理连接到可能发生中断的机器的关键组件。它们通常比其他技术便宜，因为通信设备不需要嵌入到硬件中。

在加工工件所需的运动非常简单的设备中，有线系统是刀具破损检测的不错选择。然而，分析质量、报警速度以及发生中断时的响应速度会产生影响。有线系统的好坏取决于响应速度、分析质量和洞察力。

有线技术的一个好处是它可以直接连接到工厂范围的工具监控解决方案。这极大地提高了刀具破损分析的质量，从而可以部署预测性和规范性策略，以延长刀具寿命并减少破损。

无线技术

无线技术与有线技术一样准确。其中一项考虑因素是无线硬件到控制器的范围或到监控生产和发送警报的平台的接入点的范围。大多数商店都安排在范围不成问题的地方。

在无线断裂检测中，系统通常是蓝牙或基于传统射频的。随着无线技术的进步，向支持蓝牙的设备（尤其是低功耗蓝牙）的转变开始取代射频。无线技术可以直接与工具监控软件解决方案进行通信。这可以自动监控刀具磨损和刀具破损，不仅可以识别刀具何时破损，还可以识别它们是否接近故障点。

联系技术

接触检测技术使用探针、垫片或其他端件来确定工具是否损坏。探头可以是固定的或移动的，具体取决于机器的类型。工具将接触探针以确定工具是否损坏。接触断开检测可用于有线和无线系统。

与有线技术一样，接触技术是检测工具破损的物理方法。但这些接触装置可以加载到有线和无线系统中的刀具监控软件中，以实时检测刀具破损。这意味着可以自动在立即检测到时停止设备，以防止机器损坏并节省废料箱中的材料。

非接触式技术

最常见的非接触式断裂检测技术是激光。激光非常适合检测高速旋转工具的破损情况。它们在需要热监控的工具中也非常有用，热监控可能会在过热的情况下使工具变形或断裂。激光只能进行二维测量。对于三维，它们与接触技术配对以捕获三维数据。

另一种非接触式断裂检测技术是使用摄像头。与激光相比，相机更适合小型工具。在小型刀具中，光束通常比刀具更宽，并且相机可以通过小型刀具铣削的高分辨率图像来检测断裂。

尽量减少刀具破损

通过最佳实践和对细节的关注可以最大限度地减少刀具损坏。这有助于最大限度地降低模具和整体生产操作的成本。最佳实践包括：

严格控制处理的工具组件和文档的平均数量，以便每次运行都能正确设置它们。

审核设置时间以查找有问题的运行的根本原因，这些问题可以通过设置调整来减少。

将工具质量纳入改进工作中。合适的工具材料取决于车间作业的类型；较低质量的切削刀具材料会增加成本。

切削刀具破损的常见错误

错误可能导致工具破损。以下是导致工具破损的常见错误示例。

错误的刀柄或工具组件–选择正确的工具组合至关重要。该组合包括正确的刀柄、刀具长度和刀具轮廓。

错误的工具——为材料选择正确的工具可能是损坏的工具和正确零件之间的区别。很多时候，工具与所使用的材料不匹配。

错误的速度——在高速公路上，速度会致命。但在CNC中，错误通常是切割速度太低。

错误的刀具路径——这个基本的编程错误无法解释刀具路径中的复杂特征。