Mengoptimalkan Umur Alat dengan Data Mesin: Panduan Modern

Biaya peralatan gabung dengan membuang bagian cacat membuat memperpanjang umur alat menjadi tujuan penting bagi perusahaan pemotongan logam. Pemesinan tradisional mengandalkan pengaturan yang ditentukan secara eksperimental untuk menentukan umur alat mesin. Operator dapat mencatat jumlah bagian hingga alat gagal atau mulai mengembangkan bagian di luar spesifikasi. Rata-rata jumlah bagian ini dapat digunakan untuk menetapkan ambang batas untuk umur alat. Alternatifnya, mereka dapat menggunakan jumlah bagian yang disediakan oleh OEM alat mesin untuk menetapkan cadence pergantian alat.

Solusi-solusi ini tidak akurat, mengarah pada salah satu dari dua hal:

• Alat tidak terpakai maksimal, berarti alat diganti sebelum mencapai akhir umur
• Alat terpakai berlebihan, mengakibatkan bagian sisa dan waktu henti

Pemantauan alat memungkinkan produsen untuk memantau dan mengoptimalkan umur peralatan mereka untuk memastikan mereka dapat mendapatkan ROI terbaik dari alat mereka tanpa menderita akibat kegagalan alat katastrofis.

Apa itu Tool Life?

Tool life merujuk pada umur berguna alat mesin. Ini dapat diekspresikan dalam jumlah bagian baik yang dapat diproses oleh alat tertentu. Setelah alat aus hingga titik bagian yang dibuat di luar spesifikasi, umurnya secara efektif berakhir dan alat harus diganti.

Aus alat, kegagalan alat, dan umur alat adalah kenyataan dari pemesinan CNC. Semua alat mengalami aus alat dan pada akhirnya akan gagal jika terus bekerja. Namun, dalam mengelola umur alat secara efektif, produsen dapat mendorong penggunaan paling efisien dari alat mesin mereka.

Satu-satunya cara yang mungkin untuk meningkatkan umur alat mesin sambil mencegah bagian sisa dan kegagalan adalah dengan mengumpulkan data alat mesin dan menggunakannya untuk menentukan kapan pergantian alat harus dilakukan.

Semua alat memiliki kurva umur yang dapat diprediksi – periode waktu yang diharapkan alat bertahan dan menghasilkan bagian sesuai standar kualitas yang diinginkan. Namun, umur alat dapat sulit ditentukan dengan akurat, terutama jika dilakukan secara manual, karena berbagai faktor yang mempengaruhi umur alat. Misalnya, bahan yang dikerjakan, tipe pemotongan, kecepatan dan laju umpan, dll.

Source

7 Ways to Improve Tool Life

Sementara tidak ada alat yang bertahan selamanya, ada banyak faktor yang mempengaruhi umur alat. Berikut adalah beberapa metode untuk mengurangi aus dan kerusakan alat:

1. Use Appropriate Speeds and Feeds

Sementara alat pemotongan berputar, membor, atau memotong pada kecepatan pemotongan yang ditetapkan, ia juga melintasi benda kerja. Menggunakan pengaturan kecepatan dan umpan yang tepat akan meningkatkan umur alat secara signifikan. Sementara waktu pemotongan aktual selalu menjadi pertimbangan, pengaturan yang tepat untuk kecepatan dan umpan dapat memperpanjang umur alat.

2. Apply Cutting Fluid

Proses pemotongan menghasilkan banyak panas karena kontak logam-logam. Tipe fluida pemotongan yang tepat dan jumlah aplikasi fluida yang tepat akan memperpanjang umur alat.

3. Do Not Re-Cut Chips

Chip adalah cara untuk membuang bahan logam dari benda kerja setelah pemotongan. Mereka juga membawa panas berlebih yang dihasilkan selama pemotongan. Namun pengaturan harus benar untuk mencegah pemotongan ulang chip yang mengakibatkan peningkatan aus sisi, aus krater, dan penyebab aus alat lainnya.

4. Use the Right Tools

Kompleksitas benda kerja, kekasaran permukaan, akurasi pemesinan yang diperlukan, persyaratan toleransi untuk bagian selesai, dan pertimbangan lain sangat penting. Misalnya, beberapa benda kerja mungkin cukup kuat untuk membutuhkan alat baja kecepatan tinggi. Mengetahui parameter ini akan membantu memilih alat yang tepat untuk kombinasi faktor.

5. Distribute Wear over the Cutting Edge

Program dan rencana pemotongan harus dirancang untuk memanfaatkan sebanyak mungkin tepi pemotongan. Fokus berkelanjutan pada satu bagian dari alat pemotongan dapat meningkatkan aus alat.

6. Control Runout

Usia peralatan dapat mempengaruhi runout dalam pemesinan. mesin modern mungkin memiliki penahan alat otomatis. Penahan alat ini memastikan posisi dan pengamanan alat yang tepat. Untuk mesin lama, runout berasal dari kesesuaian atau pengamanan tengah poros alat relatif terhadap garis sumbu pusat dan dapat mengakibatkan bagian sisa dan umur alat yang lebih rendah.

7. Control Deflection

Saat panas bertumpuk dan pemotongan berlangsung, gaya pemotongan yang luar biasa sedang terjadi karena karakteristik bahan mempengaruhi baik alat maupun benda kerja. Chip yang terbentuk saat logam dihilangkan dan keluar dari benda kerja mendorong kembali saat mereka menumpuk. Jika variabel tidak benar, ini dapat membengkokkan atau menurunkan alat.

Factors Influencing Tool Life

Menggunakan perhitungan kurva umur alat seperti Taylor's Tool Life Equation, berbagai faktor dapat diplot untuk memproyeksi berbagai kurva umur alat untuk alat tergantung pada kombinasi variabel yang berlaku. Ini termasuk:

Cutting Rate

Lebih cepat tidak selalu lebih baik. Kekerasan benda kerja, bahan alat yang berbeda, kompleksitas pemotongan, dan faktor lain berarti kecepatan optimal untuk setiap kombinasi faktor.

Feed Rate and Cut Depth

Seperti kecepatan pemotongan, laju umpan dan kedalaman pemotongan juga dapat dioptimalkan. Dan titik optimalnya akan ditentukan oleh agresivitas pemotongan yang diperlukan.

Workpiece Hardness

Alat yang digunakan untuk memotong bahan yang sangat keras akan aus lebih cepat daripada yang digunakan untuk memotong logam yang lebih lunak. Kekerasan benda kerja yang berbeda dapat memicu berbagai tipe aus alat. Built-up edge dapat terjadi pada logam lunak seperti aluminium. Logam seperti titanium dapat menyebabkan kegagalan katastrofis pada alat yang salah.

Tool Material

Seperti kekerasan benda kerja, bahan alat harus memiliki karakteristik kinerja yang memenuhi atau melebihi bagian yang dipotong. Beberapa alat dapat diharden khusus untuk bekerja dengan bahan steel life-hardened atau logam eksotis seperti titanium. Namun mereka juga harus dirancang untuk bekerja dengan logam yang memiliki permukaan akhir buruk.

Type of Cutting

Beberapa alat pemotongan memberikan aderansi ringan untuk menciptakan permukaan akhir. Yang lain lebih agresif. Seperti kecepatan pemotongan dan laju umpan, tipe pemotongan harus dipertimbangkan dalam memplot kurva umur alat dan mengurangi aus.

Using MachineMetrics to Extend and Optimize Tool Life

MachineMetrics Tool Monitoring menangkap data mesin langsung dari kontrol mesin, menyediakan data yang akurat dan real-time tentang kinerja dan kesehatan mesin. Data dapat dikumpulkan untuk memantau alat mesin dan mengembangkan ambang batas untuk kapan kegagalan alat menjanjikan.

Using thresholds to determine when a tool is reaching end of life so that it can be changed out.

Selanjutnya, data ini dapat digunakan untuk mengembangkan algoritma untuk memprediksi dan mencegah kegagalan katastrofis alat mesin. Alih-alih secara manual mencatat jumlah bagian atau menggunakan rekomendasi umur alat OEM alat mesin, pengguna dapat memanfaatkan data alat mesin yang akurat untuk menetapkan parameter umur alat yang lebih efektif.

Analitik alat mesin dapat dimanfaatkan untuk mengoptimalkan proses di sekitar mesin, memungkinkan komunikasi dan otomatisasi yang mendukung pemaksimalan umur alat. Misalnya, operator dapat diberi pemberitahuan tentang kegagalan alat yang akan datang untuk secara proaktif mengganti alat mesin.

Ini memastikan beberapa manfaat utama:

• Kegagalan alat katastrofis dapat dihindari
• Pengurangan waktu henti dari kegagalan alat atau kegagalan alat berlebihan
• Umur alat dimaksimalkan untuk memastikan ROI terbaik dari investasi peralatan Anda
• Produk berkualitas tinggi dengan first pass yield yang lebih besar

Case Study: How BC Machining Predicts and Prevents Tool Failure

“Previously, we would often lose a third of our shift’s worth of parts, not to mention spending at least an hour sorting through parts to identify the scrap. Since using the MachineMetrics’ predictive tool breakage technology, that waste has been eliminated.”

- Mike Driskell, Manufacturing Engineer, BC Machining

BC Machining, produsen bagian logam terfabrikasi, memproduksi jumlah sisa yang begitu besar sehingga mereka dipaksa menjalankan mesin mereka pada kapasitas 200% hanya untuk mencapai target produksi mereka. Tanpa wawasan kapan alat aus atau akan patah, BC Machining mengakumulasi biaya signifikan dari produksi sisa dan penggantian peralatan yang patah.

Untuk mencegah produksi sisa dan memaksimalkan umur alat, mereka bekerjasama dengan MachineMetrics. Baca studi kasus kami untuk mempelajari bagaimana BC Machining secara virtual telah menghapus sisa dari aus alat, secara signifikan mengurangi waktu pergantian mereka, dan menghemat $72k per mesin setiap tahun.

Baca studi kasus lengkap.