공구 수명이란 무엇입니까? 머신 데이터로 툴링을 최적화하는 방법

결함 부품을 폐기하는 것과 결합된 툴링 비용은 금속 절단 회사에서 공구 수명 연장을 중요한 목표로 만듭니다. 기존의 가공은 공작 기계의 수명을 결정하기 위해 실험적으로 결정된 설정에 의존했습니다. 작업자는 도구가 실패하거나 사양을 벗어난 부품 개발이 시작될 때까지 부품 수를 기록할 수 있습니다. 이러한 부품 수의 평균은 도구 수명에 대한 임계값을 설정하는 데 사용할 수 있습니다. 또는 공작 기계 OEM이 제공한 부품 수를 사용하여 공구 교체 주기를 설정할 수 있습니다.

이러한 솔루션은 부정확하여 다음 두 가지 중 하나로 이어집니다.

• 도구 사용률이 낮습니다. 즉, 도구의 수명이 다하기 전에 교체됩니다.
• 도구가 과도하게 사용되어 부품 폐기 및 가동 중지 시간이 발생합니다.

도구 모니터링을 통해 제조업체는 치명적인 도구 고장의 결과를 겪지 않고 도구에서 최고의 ROI를 얻을 수 있도록 도구의 수명을 모니터링하고 최적화할 수 있습니다.

공구 수명이란 무엇입니까?

공구수명은 공작기계의 수명을 말합니다. 주어진 공구가 가공할 수 있는 좋은 부품의 양으로 표현할 수 있습니다. 생성되는 부품이 사양을 벗어날 정도로 마모된 도구는 사실상 수명이 다한 것이므로 도구를 교체해야 합니다.

공구 마모, 공구 고장 및 공구 수명은 CNC 가공의 현실입니다. 모든 도구는 도구 마모를 경험하고 작업을 계속하면 결국 실패합니다. 그러나 제조업체가 공작 기계를 가장 효율적으로 사용할 수 있는 것은 도구의 수명을 효과적으로 관리하는 것입니다.

부품 폐기 및 고장을 방지하면서 공작 기계 수명을 늘리는 유일한 방법은 공작 기계 데이터를 수집하고 이를 사용하여 공구 교체 시기를 결정하는 것입니다.

모든 도구에는 예측 가능한 수명 곡선이 있습니다. 즉, 도구가 지속되고 원하는 품질 표준에 따라 부품을 생산할 것으로 예상되는 기간입니다. 그러나 공구 수명에 영향을 미치는 다양한 요인으로 인해 특히 수동으로 수행하는 경우 공구 수명을 정확하게 결정하기 어려울 수 있습니다. 예를 들어, 작업 중인 재료, 절단 유형, 속도 및 이송 속도 등

출처

공구 수명을 향상시키는 7가지 방법

공구가 영원히 지속되는 것은 아니지만 공구 수명에 영향을 미치는 많은 요인이 있습니다. 다음은 공구 마모를 줄이는 몇 가지 방법입니다.

1. 적절한 속도와 피드 사용

절삭 공구가 설정된 절삭 속도로 회전, 보어링 또는 절삭하는 동안 공작물을 따라 이동하기도 합니다. 올바른 속도와 이송 설정을 사용하면 공구 수명이 크게 늘어납니다. 실제 절단 시간은 항상 고려 사항이지만 속도와 이송에 대한 적절한 설정은 도구의 수명을 연장할 수 있습니다.

2. 절삭유 도포

절단 공정은 금속 대 금속 접촉으로 인해 많은 열을 발생시킵니다. 적절한 유형의 절삭유와 적절한 양의 절삭유를 사용하면 공구 수명이 연장됩니다.

3. 칩을 다시 자르지 마십시오

칩은 절단 후 공작물에서 금속 재료를 제거하는 방법입니다. 또한 절단 중에 발생하는 과도한 열을 제거합니다. 그러나 칩 재절삭으로 인해 전면 마모 증가, 크레이터 마모 및 기타 공구 마모 원인을 방지하려면 설정이 정확해야 합니다.

4. 올바른 도구 사용

공작물의 복잡성, 표면 거칠기, 필요한 가공 정확도, 완성된 부품에 대한 공차 요구 사항 및 기타 고려 사항이 중요합니다. 예를 들어, 일부 공작물은 고속 강철 도구가 필요할 만큼 충분히 강할 수 있습니다. 이러한 매개변수를 알면 요소 조합에 적합한 도구를 선택하는 데 도움이 됩니다.

5. 최첨단의 마모 분산

프로그램과 절단 계획은 가능한 한 최첨단을 활용하도록 설계되어야 합니다. 절삭 공구의 한 부분에 계속 집중하면 공구 마모가 증가할 수 있습니다.

6. 제어 런아웃

장비의 수명은 가공 시 런아웃에 영향을 줄 수 있습니다. 현대의 기계에는 자동화된 도구 홀더가 있을 수 있습니다. 이 도구 홀더는 도구의 적절한 위치 지정 및 고정을 보장합니다. 구형 기계의 경우 런아웃은 중심축의 중심선을 기준으로 공구 샤프트의 중심을 잘못 정렬하거나 고정할 때 발생하며 부품이 폐기되고 공구 수명이 단축될 수 있습니다.

7. 제어 편향

열이 축적되고 절삭이 진행됨에 따라 재료 특성이 공구와 공작물 모두에 영향을 미치기 때문에 엄청난 절삭 부하가 발생합니다. 금속으로 형성된 칩이 제거되고 쌓이면 공작물을 뒤로 밀어냅니다. 변수가 정확하지 않으면 도구가 구부러지거나 휘어질 수 있습니다.

공구 수명에 영향을 미치는 요소

Taylor의 공구 수명 방정식과 같은 공구 수명 곡선 계산을 사용하면 적용되는 변수의 조합에 따라 공구에 대해 다른 공구 수명 곡선을 투영하기 위해 다양한 요인을 표시할 수 있습니다. 여기에는 다음이 포함됩니다.

인하율

빠를수록 항상 좋은 것은 아닙니다. 공작물 경도, 다양한 공구 재료, 절단의 복잡성 및 기타 요소는 각 요소 조합에 대한 최적의 비율을 의미합니다.

이송 속도 및 절단 깊이

절삭 속도와 마찬가지로 이송 속도 및 절삭 깊이도 최적화할 수 있습니다. 그리고 그 최적의 포인트는 필요한 컷의 공격성에 의해 결정됩니다.

가공물 경도

매우 단단한 재료를 절단하는 데 사용되는 도구는 더 부드러운 금속을 절단하는 데 사용되는 도구보다 빨리 마모됩니다. 공작물의 경도가 다르면 공구 마모 유형이 달라질 수 있습니다. 구성인선은 알루미늄과 같은 부드러운 금속에서 발생할 수 있습니다. 티타늄과 같은 금속은 잘못된 도구에 치명적인 고장을 일으킬 수 있습니다.

도구 자료

공작물 경도와 마찬가지로 공구 재료는 절단 조각을 충족하거나 초과하는 성능 특성을 가져야 합니다. 일부 도구는 수명이 다한 강철 또는 티타늄과 같은 이국적인 금속으로 작업하기 위해 특별히 강화될 수 있습니다. 그러나 표면 마감이 좋지 않은 금속에도 사용할 수 있도록 설계해야 합니다.

절단 유형

일부 절단 도구는 표면 마감을 만들기 위해 가벼운 마모를 제공합니다. 다른 사람들은 더 공격적입니다. 절삭 속도 및 이송 속도와 마찬가지로 공구 수명 곡선을 작성하고 마모를 줄일 때 절삭 유형을 고려해야 합니다.

MachineMetrics를 사용하여 공구 수명 연장 및 최적화

MachineMetrics 도구 모니터링은 기계 제어에서 직접 기계 데이터를 캡처하여 기계 성능 및 상태에 대한 정확한 실시간 데이터를 제공합니다. 데이터를 수집하여 공작 기계를 모니터링하고 공구 고장이 임박한 시기에 대한 임계값을 개발할 수 있습니다.

임계값을 사용하여 도구를 교체할 수 있도록 수명 종료 시점을 결정합니다.

또한 이 데이터는 치명적인 공작 기계 고장을 예측하고 예방하는 알고리즘을 개발하는 데 사용할 수 있습니다. 부품 수를 수동으로 수집하거나 공작 기계 OEM의 공구 수명 권장 사항을 사용하는 대신 사용자는 정확한 공작 기계 데이터를 활용하여 보다 효과적인 공구 수명 매개변수를 설정할 수 있습니다.

공작 기계 분석을 활용하여 기계 주변의 프로세스를 최적화하여 공구 수명 극대화를 지원하는 통신 및 자동화를 가능하게 할 수 있습니다. 예를 들어, 작업자는 공작 기계를 사전에 교체해야 하는 임박한 도구 고장에 대해 알림을 받을 수 있습니다.

이를 통해 다음과 같은 몇 가지 주요 이점을 얻을 수 있습니다.

• 심각한 도구 오류를 방지할 수 있습니다.
• 도구 고장 또는 과도한 도구 고장으로 인한 가동 중지 시간 감소
• 공구 투자에서 최고의 ROI를 보장하기 위해 공구 수명 극대화
• 1차 통과 수율이 더 높은 고품질 제품

사례 연구:BC 머시닝이 공구 고장을 예측하고 방지하는 방법

“이전에는 스크랩을 식별하기 위해 부품을 분류하는 데 최소 1시간을 소비하는 것은 물론이고 교대조 가치의 3분의 1을 잃어버리는 경우가 많았습니다. MachineMetrics의 예측 도구 파손 기술을 사용한 이후로 이러한 낭비가 제거되었습니다."

- Mike Driskell, 제조 엔지니어, BC 머시닝

가공 금속 부품 제조업체인 BC Machining은 너무 많은 양의 스크랩을 생산하고 있었기 때문에 생산 목표를 달성하기 위해 기계를 200% 용량으로 가동해야 했습니다. 공구가 마모되거나 파손될 시기에 대한 통찰력이 없었기 때문에 BC Machining은 스크랩을 생성하고 파손된 공구를 교체하는 데 상당한 비용을 축적했습니다.

스크랩 생산을 방지하고 공구 수명을 최대화하기 위해 그들은 MachineMetrics와 협력했습니다. 사례 연구를 읽고 BC Machining이 어떻게 공구 마모로 인한 스크랩을 가상으로 근절하고, 교체 시간을 크게 단축하고, 기계당 연간 72,000달러를 절약했는지 알아보세요.

전체 사례 연구를 읽어보십시오.