實(shí)現(xiàn)鋁制殼體加工提效與不銹鋼零件刀具壽命提升的策略
項(xiàng)目背景
鋁制殼體加工挑戰(zhàn)
在鋁制殼體的加工過(guò)程中，為了最小化彈性變形，必須精心調(diào)整切削參數(shù)。選擇合適的刀具至關(guān)重要，刀具需要有優(yōu)秀的切削性能和有效的排屑能力，以適應(yīng)鋁合金的高切削性，確保加工過(guò)程的精確度和產(chǎn)品的質(zhì)量。
不銹鋼零件加工挑戰(zhàn)
對(duì)于不銹鋼零件，加工過(guò)程中的主要挑戰(zhàn)是提高刀具的耐用性。由于不銹鋼的高硬度，刀具磨損問(wèn)題尤為突出。因此，刀具的選擇和維護(hù)成為提升加工效率和降低成本的關(guān)鍵。
智能化在加工中的作用
機(jī)床的自動(dòng)化和智能化對(duì)于提高加工效率和精度起著至關(guān)重要的作用。通過(guò)智能監(jiān)控系統(tǒng)，可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)刀具的狀態(tài)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并預(yù)警可能的斷裂風(fēng)險(xiǎn)，從而減少因生產(chǎn)中斷造成的成本損失。
加工設(shè)備
鉆攻中心
刀具
銑刀、鉆頭
業(yè)務(wù)場(chǎng)景一：加工鋁制殼體
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客戶(hù)痛點(diǎn)
1、刀柄跳動(dòng)問(wèn)題
鋁屑卡入刀柄和主軸間可能導(dǎo)致刀長(zhǎng)或跳動(dòng)值發(fā)生信號(hào)變化，從而影響加工精度。
2、精度影響
跳動(dòng)會(huì)干擾刀具的穩(wěn)定性，導(dǎo)致加工尺寸不準(zhǔn)確，影響產(chǎn)品的尺寸精度。
3、外觀(guān)質(zhì)量受損
不均勻的跳動(dòng)可能導(dǎo)致工件表面出現(xiàn)劃痕或不平整，損害產(chǎn)品的外觀(guān)質(zhì)量。
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解決方案
通過(guò)應(yīng)用UJ-RCS刀柄卡屑異常監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)時(shí)監(jiān)控卡屑異常，避免刀柄跳動(dòng)和信號(hào)變化，確保刀具穩(wěn)定性，維持加工精度。
UJ-RCS刀柄卡屑異常監(jiān)控系統(tǒng)原理：
在鋁合金加工中，鋁屑可能會(huì)粘附在刀柄上，在換刀時(shí)主軸通常會(huì)有吹氣，但是偶爾仍會(huì)有鋁屑卡入刀柄和主軸之間的問(wèn)題，造成刀長(zhǎng)或跳動(dòng)值發(fā)生變化，帶來(lái)風(fēng)險(xiǎn)。
卡屑檢測(cè)的目的是在刀具換刀啟動(dòng)主軸后、切入工件之前，對(duì)刀具的狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)，如果判定卡屑就立刻報(bào)警并停止機(jī)床，避免有卡屑問(wèn)題的刀具加工造成廢品。
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現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行效果
卡屑監(jiān)控實(shí)測(cè)
測(cè)試結(jié)論
1、通過(guò)對(duì)某夾位1把刀具夾屑功能測(cè)試，UJ-RCS均能有效監(jiān)控卡屑并報(bào)警停機(jī)；
2、UJ-RCS相較機(jī)內(nèi)對(duì)刀儀檢測(cè)方式靈敏度更高。當(dāng)墊屑厚度為0.01mm時(shí)，機(jī)床不能通過(guò)機(jī)內(nèi)對(duì)刀儀測(cè)量刀長(zhǎng)方式檢測(cè)到卡屑，UJ-RCS系統(tǒng)能通過(guò)監(jiān)控主軸相關(guān)物理量變化檢測(cè)到卡屑并報(bào)警。
業(yè)務(wù)場(chǎng)景二：加工不銹鋼零件
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客戶(hù)痛點(diǎn)
1、刀具問(wèn)題
不銹鋼零件加工中刀具易斷裂和磨損，這些頻繁的異常情況縮短了刀具的使用壽命。
2、生產(chǎn)效率影響
由于生產(chǎn)中刀具的磨損和切削量會(huì)實(shí)時(shí)發(fā)生變化，系統(tǒng)不會(huì)自動(dòng)調(diào)整進(jìn)給倍率，進(jìn)而導(dǎo)致效率降低。
3、成本上升
刀具的頻繁更換不僅增加了材料成本，還因?yàn)樯a(chǎn)中斷而增加了時(shí)間成本，導(dǎo)致整體生產(chǎn)成本上升。
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解決方案
通過(guò)應(yīng)用UJ-PMS智能加工過(guò)程監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)時(shí)監(jiān)控刀具異常：
UJ-PMS智能加工過(guò)程監(jiān)控系統(tǒng)原理：
對(duì)每把刀具的加工功率曲線(xiàn)進(jìn)行學(xué)習(xí)、生成邊界、以及實(shí)時(shí)監(jiān)控，在發(fā)生加工異常（如斷刀、崩刃、過(guò)度磨損等常見(jiàn)刀具故障，工件刀具缺失、空加工、重復(fù)加工、裝夾錯(cuò)誤等常見(jiàn)加工問(wèn)題）超出邊界時(shí)，系統(tǒng)立即通過(guò)提醒、報(bào)警和停機(jī)等方式自動(dòng)干預(yù)加工過(guò)程，從而防止后續(xù)刀具損壞、批量廢品/返工、機(jī)床損壞等進(jìn)一步經(jīng)濟(jì)損失，降低生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)和成本，提高生產(chǎn)穩(wěn)定性和加工品質(zhì)。
通過(guò)應(yīng)用UJ-IPS智適應(yīng)控制，實(shí)時(shí)調(diào)整機(jī)床運(yùn)行效率，保護(hù)刀具，減少加工風(fēng)險(xiǎn)及加工時(shí)間；
UJ-IPS智適應(yīng)控制介紹：
根據(jù)即時(shí)的加工狀況實(shí)時(shí)調(diào)整機(jī)床運(yùn)行效率，遇大余量、硬點(diǎn)時(shí)降低速度，保護(hù)刀具，減少加工風(fēng)險(xiǎn)；在遇到小余量、空加工時(shí)自動(dòng)提高進(jìn)給倍率，減少加工時(shí)間提升加工效率。
基于多源信息融合的刀具監(jiān)控和壽命預(yù)測(cè)算法框架
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現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行效果
1、實(shí)測(cè)空加工模擬斷刀功能驗(yàn)證
驗(yàn)證結(jié)果：正常加工與斷刀加工負(fù)載差異明顯
2、刀具磨損功能驗(yàn)證
?。?）舊刀測(cè)試磨損監(jiān)控報(bào)警
（2）新刀測(cè)試磨損監(jiān)控報(bào)警
?。?）刀具壽命提升驗(yàn)證結(jié)果
結(jié)論：刀具壽命顯著提升，平均增長(zhǎng)30%，最高可達(dá)200%。
3、項(xiàng)目IPS測(cè)試數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)
1、測(cè)試優(yōu)化方法
測(cè)試方法:相同刀具相同加工參數(shù)，開(kāi)啟和關(guān)閉提效對(duì)比加工時(shí)間。
2、智適應(yīng)效率提升
效益價(jià)值
1、卡屑/斷刀檢測(cè)100%檢測(cè)
實(shí)現(xiàn)100%的刀具卡屑和斷刀實(shí)時(shí)檢測(cè)，確保加工過(guò)程的安全性和可靠性。
2、效率顯著提升11.89%
通過(guò)智能化監(jiān)控系統(tǒng)，某產(chǎn)品某工序的加工效率提升了11.89%，顯著減少了生產(chǎn)時(shí)間。
3、刀壽平均提升30%
平均刀具壽命提高了30%，特定情況下單刀壽命提升高達(dá)200%，減少了刀具更換頻率和成本。
4、成本效益
通過(guò)減少刀具更換和加工中斷，有效降低了生產(chǎn)成本，提高了整體經(jīng)濟(jì)效益。
5、加工質(zhì)量保障
智能化監(jiān)控系統(tǒng)確保了加工過(guò)程中的質(zhì)量控制，減少了廢品和返工，提升了產(chǎn)品合格率。
7、操作簡(jiǎn)便性
智能化系統(tǒng)簡(jiǎn)化了操作流程，降低了對(duì)操作人員技能的依賴(lài)，提高了生產(chǎn)效率。
8、長(zhǎng)期投資回報(bào)
智能化系統(tǒng)的引入雖然需要初期投資，但長(zhǎng)期來(lái)看，通過(guò)提升效率和降低成本，能夠帶來(lái)顯著的投資回報(bào)。
實(shí)現(xiàn)鋁制殼體加工提效與不銹鋼零件刀具壽命提升的策略
09-06-2024
