工业软件在优化加工过程中的价值

作者:奥地利WFL车铣技术公司市场总监 Sabine Steinkellner女士 文章来源:《MM现代制造》 发布时间:2020-08-24
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机床的生产率和可靠性越高,那么投资回报率就会更高。这个论点并不新颖。然而,许多公司即便对加工过程和刀具不断优化,却仍遭受损失。

机床的生产率和可靠性越高,那么投资回报率就会更高。这个论点并不新颖。然而,许多公司即便对加工过程和刀具不断优化,却仍遭受损失。加工极限值经常是根据编程人员和操作人员凭借经验和感觉以及其他非技术因素设定的。很多加工过程都是对若干加工步骤微调优化逐渐变得非常有效并且可靠。可是,这常常要花费多年的精力并且非常复杂。随着iControl功能的发展,WFL现在提供了这样一个软件用以全面优化加工过程。

奥地利WFL车铣技术公司市场总监 Sabine Steinkellner女士

奥地利WFL车铣技术公司市场总监 Sabine Steinkellner女士

避免试错提高加工效率

实际应用中,新刀具通常被逐步测试,技术数据被不断改善,至少在一定程度上来讲,不会有什么问题并且刀具仍具备足够的使用寿命。迄今为止一切都进行得很顺利。大多数时候,客户们宁可让加工效率降低也不愿承担昂贵的停机风险。其实机床和刀具可以做的更多更好……

采用由WFL开发的iControl加工过程监控系统,机床可以可靠的记录且快捷的提高切削负载。这意味着加工可以避免通过“试错”的方法在极短时间内迅速达到最大加工效率。同时,加工能力显著增加,高频次预先识别易被忽略的问题并且对此加以关注。例如,刀具破损前会被提前预警。停止加工或者按需自动调换姊妹刀。WFL iControl的监控极限值功能适用范围较广,它也可以被相互关联。此外,借助于采集传感器信号,如采集刀具主轴的振动,iControl系统可以激活保护服务,防止机床损坏。

影响加工效率的因素,比如碎屑堵塞、刀具过度磨损甚至刀具破损都可被有效的防止。非生产性停机以及维修费用昂贵的设备损坏也成为了过去。iControl让加工过程完全透明而且还可简单优化。尤其是在连续生产时这一优势尤为重要。小批量零件生产甚至单独零件加工时,iControl也会充分发挥它的价值。借助于智能的学习功能,即便只加工几毫米也足以构成进一步监测的基础。采用特殊算法,机床零件的摩擦力影响是可以被消除的,以至于很小的刀具也可以被精确监控。

采集记录挖掘数据价值

参与加工的各轴和主轴的负载力是重要的加工信号,被iControl系统采集并监控,且在控制系统显示屏上实时显示,也可以选择监控和显示不同的传感器信号。例如,振动、压力、流量或者温度。根据客户要求,WFL可以为机床提供专有的传感器并且在出厂前将加工信号集成植入显示系统中。

这个产品的另一个亮点是可以通过黑匣子和过程记录功能记录数据。如果发生碰撞极限值,则会形成黑匣子日志文件。碰撞报警前后1秒,全部数控轴和主轴目标位置、当前速度、当前驱动扭矩以及插补循环中的加工信号均会被记录在文件中。长期的数据记录功能也可以随时在数控编程中被激活,以便于在过程日志文件中定期记录每一个过程信号的平均值、最大值和最小值。

按需配置提升客户价值

WFL提供iControl系统两个版本:“基础版”和“高级版”。在“高级版”的基础上,还有两个额外的上述的选项功能“传感器”和“数据记录”。

基础版iControl,仅监控所谓的碰撞极限值。这是机床机械设计的最大允许负载。在出厂前已经对每个过程信号设定了碰撞极限值。监控在后台自动运行。操作员或者编程员无需任何操作。在控制显示屏上可以显示相应碰撞极限值的单个轴负载。例如,增加进给,加工过程可以特别容易在最大方向被优化。

高级版iControl,允许针对更复杂和与过程相关的每个单个过程信号限定值进行单个设定,例如每个单个轴或者主轴。也可以按照要求将预期的过程信号和极限值设定相结合。例如,如果要求的话,除了相关连续过程如正常的刀具磨损外,高频率和先前隐藏的事件,例如刀刃上微小的破损也可以被检测到。

通过使用红色极限设定,每一个加工过程信号都可以被单独设定最大至碰撞极限值。这对于各轴向力受到刀具和/或者工件或者夹具的稳定性限制的情况是很有帮助的。这意味着即使机床允许更大的轴向力,加工过程各轴向力可以被限制到非常灵敏的程度。钻削过程中严重的断屑阻塞也可以被检测出来。红色极限设定功能也可以与动态负载限制功能相结合使用。由于一些加工过程冲突不能被操作员清晰地记录下来,只能基于时间进程。微小的刀刃破损都会导致轴向载荷增加,但是此时轴向力仍然低于红色限制值并因此不会被识别到。结合动态极限值设定的应用,加工过程信号的微小但快速的动态变化都可以被捕捉检测到。这样,动态极限值设定功能可以非常可靠地应用在断续切削加工中,因为断续切削时进刀会比刀具破损发生的更为缓慢(在1毫秒范围内)。按照这一方法,即使在非常苛刻的条件下,该软件仍可以识别出到底是由于刀具破损导致负载持续接近允许最大值还是受到了突发事件的影响。后者也适用于材料的不一致性的情况,例如材料结构的改变或者硬度的不同。该智能软件可以实时检测并及时防止严重的、即将发生的刀具破损,尤其是在车削时,进而避免了由于刀具或者机床损坏而产生的严重损失。

“连续极限值设定”功能是更进一步的选项监控功能。该功能可以对相应过程信号的非常快的变化产生响应。与动态极限值设定功能相反,借助于阈值,该功能连续形成过程信号的平均运行值,进而形成上边界值和下边界值,而过程信号的当前值不能超过或低于上、下边界值。如果操作人员不希望或者不能够通过机床自学习模式获得过程数据,但是需要检测高频率事件发生的过程,这一功能将凸显优势。

“自适应极限值设定”功能是另一个极为有效的监控选项。在这里,被监控的过程首先是通过切削进行自学习。切削学习模式被设定一个上限定值和下限定值。如果后续工件加工中重复进行该切削,加工过程信号必须保留在已定义的限定值范围内,否则将停机。也可以在切削进程中改变限定值。这可以通过用户界面或者通过进入电脑程序设置实现。

iControl提供两个额外的用于检测刀具磨损的监控极限值设定功能。一方面这可以由“黄色极限值设定”功能完成。这种情况下,超过加工过程限制不会导致停机但是操作员会获取信息。操作员可以决定是否使用姊妹刀切削或者使用同一把刀具继续工作。无论如何,其他极限值设定功能当然适用。

另一方面,加工中所消耗的能量也可以用于判断刀具磨损与否。如果能量超过预先获得的参考值,它可以被假定为刀具磨损。如果总能量过低,它可以被假定为刀具完好或者已完全损坏,操作员则会收到“刀具丢失”的信息。

持续升级契合客户需求

很难预测未来,但继续契合客户需求,了解客户遇到的加工挑战并且由此进行开发,从而提供解决方案,对于WFL来讲是非常重要的。加工的复杂性不断增加,所以我们与客户和其他伙伴高效协作才是成功的关键。无论市场如何变换,WFL的专业化以及专注于复合加工领域的专业精神,作为一个拥有顶级制造专业知识的系统性合作伙伴的我们将始终保持这份吸引力。

产品优势如下:

● 加工操作的连续监控极大的提高了加工可靠性

● 防止机床碰撞损坏

● 提高加工效率和工件质量

● 磨损监控功能大大节省刀具费用并有效提高了利用率

● 加工过程信号可视化充分提高机床利用率

● 传感器工具的高效集成

● 采用自学习模式实现灵敏度最大化

● 非自学习学模式切削的监控选项

● 借助自适应限制功能实现不同切削深度的加工过程优化监控

● 机床磨损早期检查选项功能。

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