01
工业的美感
机械之间的碰撞,带来一场极致的视觉盛宴,智能化的工厂已经告别传统工业生产的杂乱无序。在生产过程中,数控机床搭载智能工具系统,匀速运作的刀具化身大师手中的刻刀,坚硬的金属材料好似柔嫩的豆腐,两相碰撞在切割中形成一种刚柔相济、精准匀称的美感。
智能工厂带来生产的高质量、高效率,弱化了对工人生产技能的要求,只需通过数控机床输入零件的x、y、z坐标,机床搭载的刀具就可以自动实现精确切割,在提升生产效率的同时,有效降低了损耗成本和人力成本。
02
刀具的成败
数控机床刀具就是切割零件的一部分,刀具的损耗程度与模具成品质量有着直接的关系,据相关统计显示,在铣削加工过程中,由于刀具失效引起数控机床停机的时间总数占故障停机时间的20%-30%。
实时监测刀具运作状态是减小机床停机故障的有效途径,以往刀具的磨损、破损、断刀等问题,主要是依靠熟练工的人为判断对刀具寿命进行预测,在实际应用中存在两大痛点:
首先在于设备发生故障时间无法预测,尤其是主轴等核心部件。这些关键部件采购周期长(3个月~半年以上),成本高(主轴价格15~30万RMB),一旦发生故障,将会面临长时间停机、停工,造成极大损失。
其次是生产加工过程刀具磨损状态不透明。刀具磨损是一个动态变化的过程,受刀具材料、切削参数及切削液等多种因素影响,很难通过产品质量检查来监测其磨损情况。刀具在实际应用中,由于无法精确预测关键部件失效状态,通常使用定期维修、预防性维护、状态维修等方式,可能造成成本浪费、品质异常、核心部件损坏等重大损失。
03
精准的预测
为解决以上问题,天泽智云研发推出CNC刀具主轴在线监测与预测性维护系统,并陈列于英特尔FPGA中国创新中心展厅以供各企业近距离了解。该系统对多源数据进行融合同步,结合智能的分析算法进行特征提取、主轴健康预诊、刀具健康度评估、剩余寿命预测以及寿命终止警报。
这套系统采用了Intel® FPGAs,基于FPGA的并行运算和低延时,实时检测CNC机床的刀具和主轴运行状况,并对相关数据进行分析,实现主轴在线监测与预警,以及刀具在线监测与寿命预测。同时,根据反馈数据预测机床刀具使用期限,同步到刀具管理系统,减少刀具故障造成的非计划停机,提升设备效率。
经评估,通过这套系统可降低60%的意外停机,减少50%监控机台状态所需的劳动力,质量缺陷率从6‰降至3‰,节约16%的成本。
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