在自动化上监视易损坏的工具

今天大多数新的数控机床都提供某种刀具监控系统，要么作为标准设备，要么作为控制包的一个选项。一些机器提供了一种方法，利用电机的安培来检测电流的微小变化来检测坏的或钝的工具。如果机床制造商不提供，也有备用的工具监控供应商包。

但是，对于老式的非cnc螺丝机、转移线和旋转转移机床等自动机床的刀具监控呢?直到最近，这些机器还没有任何方法来监视工具，而且大多数公司通常通过猜测或当工具出现故障时(经常导致灾难性的损坏或零件报废)来进行工具更改。

对于拥有自动机床的公司来说，跟踪机床和成本的一种方法是积极主动地使用它们。该公司可以利用基于工具使用和更换的历史参考数据库来监控工具磨损。但这留有很大的余地，可能不会导致最经济的工具使用。如果改变太快，钱就浪费了，因为工具在寿命提高之前就被重新打磨或更换了。然而，积极主动应该能够减少灾难性的工具损坏。

如果一家公司对工具的变化反应迅速，那么它可能正在经历报废的部分，因为它改变工具太迟了。这也可能导致设备损坏和每台机器上的大量停机时间。

的需要

为什么知道什么时候更换自动机床上的工具是重要的?原因有很多。通过监控工具，你可以得到更多的零件。工具成本降低了，因为你正确地使用工具，只有在需要时才进行锐化。这也将减少机器停机时间、更换工具的人工和研磨成本。

只有在需要使用工具监控系统的预测能力时，才会使用工具，而不是随意更换工具，从而中断生产。

此外，可以减少工具库存。您可以围绕监控系统提供的设置参数来开发库存，而不是拥有许多重复的工具，因为您永远不知道工具何时需要更改或将会失败。

您还可以获得更快的新部件工艺开发。如果您有监控系统的工具历史，那么当相同或接近相同的部件被加工时，很容易看到应该在新部件上使用哪种工具以获得最大的生产率。

使用工具监控，可以减少劳动，因为更少的工具检查和更改将需要。此外，由于工具是每秒监控的，高技能的操作人员可以更好地用于机器设置和规划工作。低技能的操作人员可以监视机器，因为工具监视器会提醒他们工具的变化，他们不需要猜测什么时候需要改变。

废料可以显著减少，因为产生废料的钝工具在产生问题之前就被停用了。通过适当的工具更换，将减少或消除灾难性故障。

如果供应商希望您尝试新的工具，您可以监视该工具并将其与旧工具进行比较。在这样做的过程中，您将有一个具体的比较，以了解新工具是否具有成本效益。

此外，当换班发生时，第二班不必与第一班沟通，以找出哪些工具需要改变。一个工具监控系统将提供这些信息。

通过控制模具成本和劳动力使用，公司可以提高整体效率，同时提高零件质量。通过使用历史报告，也可以对零件和工装进行准确的成本估算。这一切都归结为增加了公司的利润和更大的整体成本控制。

一种新的方式

直到最近，用于老式非数控自动机床的工具监控系统效率较低。用提供刀具监控的CNC软件包升级旧的螺丝机也没有意义。

然而，制造咨询公司(俄亥俄州伊利里亚)已经开发了一种称为工具哨兵系统的产品，这是一种针对这些类型机器的工具监控系统。该系统已经开发了7年，并已在测试站点使用了3年半。

该系统是一种基于软件和硬件的工具监控系统，安装简单、快速，不会造成生产损失。它是基于Windows的(它使用Windows 98、2000或NT操作)，并可配置为处理多达32台自动机器。使用标准的个人计算机(PC)来运行系统，但对于车间环境，建议使用带NEMA IV外壳的工业PC。该系统以软件包的形式安装了硬件和软件。该包使用为机器接口配置的自定义计算机插件板。

通过使用公司的内部网络，Tool Sentinel系统可以在任何地方被监控，无论是在地板上还是在办公室里。这允许主管或经理实时看到车间实际在做什么。

信号中断连接到每台被监控机器的计算机接口。周期计数和时间测量每个零件周期。每个工具都被实时监控和跟踪。

该系统为历史工具数据或动态信息提供了许多不同的显示。“动态显示”显示哪些机器(最多32台)正在运行。机器的循环编号(与机器编号相邻)在屏幕上用颜色编码，实时显示每台机器的当前状态。瞟一眼就能知道机器是空闲还是在运行。它还显示每台机器上生产的零件数量。工具描述和每个工具的周期显示。此外，每个工具的零件数量和剩余时间都可以预测和展示，这样作业者就知道需要多久更换工具，或者工具生产的零件是否超出了计划的更换时间。(这些数字显示为负数。)

此外，笔记可以作为下一个班次或另一个操作符的提醒输入。机器维护信息，如过滤器的变化，冷却剂检查，润滑油时间表和其他数据也可以输入作为提醒。

一个“工具和显示设置”屏幕显示工具描述，周期寿命，当前周期计数，更换前的时间，机器转速，每分钟运行的工具表面英尺和任何评论，如使用的凸轮类型。另一个显示屏显示了易腐刀具成本，包括刀具描述、制造商、供应商、生命周期、成本、锐化成本、重新锐化的次数或刀具上有多少边，以及每生产1000个零件的成本。

该软件的其他报告包括生产运行、生命周期变化和工具重置报告。

一个例子

在俄亥俄州Grafton的测试站点，General Plug and Manufacturing Co.已经使用Tool Sentinel系统3年了。该公司是精密机械产品协会(PMPA)成员，于20世纪50年代中期开始生产管道塞等冷成形零件。自20世纪80年代中期以来，该公司一直从事螺丝机械业务。

本公司螺杆机所用的材料有低碳钢合金、不锈钢、黄铜和铝。零件尺寸范围从1/16英寸到2 5/8英寸直径。该公司还拥有CNC设备，可以生产直径为10英寸的零件。

通用插头和制造公司拥有125名员工，使用达文波特、Acme Gridley机床、数控车削中心和各种冷成型设备，生产各种冷成型和加工的插头、减速机衬套和特种产品，供应给汽车、管道/阀门/配件、电气、重型卡车和紧固件行业。

General Plug and Manufacturing首席财务官John Hall表示:“我们的问题集中在我们的螺杆机崩溃、过度使用工具和不一致使用工具供应商。”“我们会使用当时刚好有库存的任何工具，每个人都有自己的最爱。而且，我们没有跟踪每一项工作的工具。

“我们无法知道是否有一种工具比另一种工具赋予我们更大的生命。我们没有使用我们的工作布局(工具计划)来指定工具类型和推荐的供应商。现在，我们将在工作布局中放置更具体的工具信息，并使用工具哨兵系统来跟踪工具及其寿命。

“Tool Sentinel系统让我们意识到我们的工具的重要性，以及找出什么工具真正工作得最好的重要性，”他继续说。“我们的作业者最初需要对工具的使用寿命进行准确的估算。他们会运行它，检查它的磨损，然后运行更多的周期。他们这样做，直到工具需要更换或重新磨尖。这增加了我们的劳动力成本和机器停机时间。作业人员会在不同的时间检查不同工具的磨损情况，但却没有地方记录这些信息，因此他们知道下一次作业时每个工具需要运行多少次。工具在需要研磨前或应该研磨后被取出，导致零件质量不一致。”

“现在，有了工具哨兵系统，他们可以记录每种工具的最佳寿命，并知道当电脑屏幕显示需要更换工具时，他们就需要更换。没有猜测。”

工具Sentinel还允许General Plug试验循环速度，以获得更高的生产率，并查看与工具成本的关系。该公司通过将速度提高10%来实现这一目标。如果这没有导致工装问题，公司将再增加5%或10%，或直到磨损成为问题。

霍尔先生说，该系统还减少了机器维护。“以前，如果工具磨损和损坏，通常会造成一些机器损坏。通过事先改变它，这就被消除了。“使用Tool Sentinel系统后，发生事故的情况显著减少。现在我们的操作人员更加关注他们的工具。当他们开始一个新的操作时，他们会一直盯着工具，直到他们有一个非常好的想法，他们可以制造多少个部件，以最大限度地延长工具的寿命。他们将信息放入工具哨兵中，然后使用相同的工具，并在下次使用时改变工具模式以保持一致性。”

通过跟踪周期和磨损情况，Tool Sentinel系统还可以改变不同类型的工具或工具供应商，如硬质合金和高速钢。在此之前，这是一项繁琐且耗时的任务。

据制造咨询公司称，Tool Sentinel系统将在3到6个月内收回成本。该公司还表示，通过不断改进工具、控制成本和工具使用方法，该系统是提高公司相对于海上制造更具竞争力的答案之一。