O que é um Tool Setter?

Se um apalpador for o “sentido do tato” da sua máquina para o parte, a ajustador de ferramentas é o “sentido do tato (ou da visão)” da máquina para o ferramenta.

A ajustador de ferramentas (também designado por sistema de medição de ferramentas na máquina, sonda de contacto para ferramentas, ou ferramenta é um dispositivo instalado no interior de uma máquina CNC que mede a geometria da ferramenta de corte - principalmente o comprimento (Z) e frequentemente o diâmetro/raio (X/Y) e depois actualiza automaticamente os desvios das ferramentas. Muitos configuradores de ferramentas também suportam deteção de ferramentas quebradas e verificações do estado da ferramenta, para que a máquina possa parar, emitir um alarme ou mudar para uma ferramenta irmã antes de ocorrerem resíduos.https://cnc-probe.com/cnc-tool-setter/

Pense nisso como a forma do seu CNC responder a duas perguntas de forma fiável, sempre:

“Onde está realmente a ponta da ferramenta, neste momento?”

“Esta ferramenta ainda está suficientemente saudável para cortar a próxima caraterística?”

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Porque é que os conjuntos de ferramentas são mais importantes do que a maioria das pessoas pensa

O ajuste da ferramenta não é glamoroso - mas é uma das maiores fontes ocultas de erros de maquinagem.

Mesmo que a sua CAM seja perfeita, a ferramenta pode estar errada devido a:

Um stick-out ligeiramente diferente após uma mudança de ferramenta

Uma limalha presa no cone ou na face do suporte (excentricidade + erro de comprimento)

Desgaste gradual que encurta o comprimento efetivo de corte

Efeitos térmicos que alteram as dimensões da ferramenta e da máquina durante um longo período de funcionamento

A ferramenta errada carregada no bolso errado (ou um erro de digitação)

A Renishaw descreve o ajuste da ferramenta como a medição das dimensões/condição da ferramenta no CNC e destaca que os erros não monitorizados da ferramenta (desgaste, geometria incorrecta, danos/quebras, problemas de escoamento/instalação, erro humano e efeitos térmicos) podem afetar seriamente a qualidade da peça.

Um operador de ferramentas comete estes erros mensurável e, por conseguinte controlável.https://cnc-probe.com/cnc-z-axis-wired-tool-setter-large-strok-one-key-zeroing/

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O que faz efetivamente um instalador de ferramentas

Um moderno assentador de ferramentas é normalmente utilizado para:

1) Medição automática do comprimento da ferramenta (desvio Z)

A máquina faz descer a ferramenta até à superfície de medição do dispositivo de ajuste da ferramenta; no momento em que esta dispara, o comando regista a posição e actualiza o desvio do comprimento da ferramenta.

2) Medição do diâmetro/raio da ferramenta (frequentemente X/Y, consoante a conceção)

Alguns sistemas podem medir o diâmetro (ou pelo menos detetar um desvio significativo) através do contacto lateral com a ferramenta, ou através do varrimento da ferramenta num feixe sem contacto, dependendo da tecnologia. (Contacto vs não-contacto é uma grande escolha - mais sobre isso abaixo).

3) Deteção de ferramentas avariadas

Se uma ferramenta quebrar no meio do ciclo, continuar a cortar pode arruinar silenciosamente uma peça (ou um dispositivo de fixação, ou um fuso). A Renishaw observa que os detectores de ferramentas quebradas identificam se as ferramentas estão quebradas ou intactas - e os ajustadores de ferramentas na máquina também podem detetar a quebra.

4) Monitorização do desgaste e da deriva térmica

A METROL posiciona os ajustadores de ferramentas como sensores tácteis de alta precisão que ajudam a monitorizar o estado da ferramenta para evitar defeitos de desgaste e deslocação térmica, e que a medição automatizada na máquina melhora a produtividade ao eliminar a configuração manual.

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Como funciona um ferramenteiros

Contacto com os operadores de ferramentas (tato)

A contacto O dispositivo de ajuste da ferramenta tem uma superfície de deteção de precisão (almofada/botão/alavanca). A ferramenta toca-lhe; o dispositivo emite um sinal; o CNC regista a posição da máquina e calcula os desvios.https://cnc-probe.com/cnc-z-axis-wired-tool-setter-large-strok-one-key-zeroing/

Porque é que as lojas os adoram:

Extremamente consistente em ambientes com muita sujidade (névoa de líquido de refrigeração, aparas)

Simples e robusto

Ideal para medir comprimentos e efetuar verificações fiáveis de rupturas

A METROL salienta que a medição por contacto direto evita algumas falsas detecções que podem ocorrer com sensores sem contacto sob refrigerante/névoa, e cita a repetibilidade até 1 μm para a sua abordagem.

Dispositivos de ajuste de ferramentas sem contacto (feixe laser/ótico)

A sem contacto O operador de ferramentas mede com um feixe (normalmente laser). https://cnc-probe.com/cnc-laser-tool-setter-high-precision-non-contact-fast-response/A ferramenta passa; o sistema detecta a presença/arestas e pode medir o diâmetro, as tendências de excentricidade e detetar arestas lascadas - muitas vezes muito rapidamente.

A Renishaw destaca os “avançados ajustadores de ferramentas a laser” para ajustar as ferramentas, detetar arestas lascadas, monitorizar o batimento e inspecionar perfis complexos - sem correr o risco de danificar a ferramenta durante a medição.

Porque é que as lojas os escolhem:

Verificações mais rápidas (útil quando o tempo de ciclo é sagrado)

Ótimo para ferramentas pequenas e geometrias frágeis

Capaz de obter mais informações sobre a “forma” do que o simples acionamento por toque

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Ferramenteiro vs pré-ajustador de ferramentas vs apalpador

Apalpador da peça de trabalho: mede o parte (pontos de referência, furos, arestas).

Apalpador de ferramentas/apalpador de ferramentas: mede o ferramenta (comprimento, por vezes diâmetro).

Pré-ajuste de ferramentas offline: mede ferramentas fora da máquina - útil, mas pode introduzir erros de introdução manual de dados e incompatibilidade de temperatura entre a bancada e a máquina. A Renishaw chama a atenção especificamente para o risco de entrada manual ao medir em um pré-ajuste off-line.

Um fluxo de trabalho moderno e sólido utiliza frequentemente ambos:

Ferramenteiro para manter as ferramentas honestas

Apalpador de peças de trabalho para manter as configurações honestas https://cnc-probe.com/cnc-touch-probes/

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A parte “Deepmind”: que definição de ferramenta o protege realmente de

A maioria dos blogues de concorrentes fala de “precisão” e “velocidade” (verdadeiro, mas superficial). Aqui está a camada mais profunda: um dispositivo de fixação de ferramentas estabiliza o seu sistema de maquinagem contra a incerteza.

Fonte de incerteza #1: Variabilidade da troca de ferramentas

Cada mudança de ferramenta é uma pequena aposta. Um ajustador de ferramentas transforma essa aposta numa medida.

Fonte de incerteza #2: Realidade térmica

À medida que as máquinas aquecem, a geometria desloca-se. O METROL relaciona explicitamente a utilização do conjunto de ferramentas com a prevenção de defeitos resultantes da deslocação térmica; a medição da ferramenta na máquina ajuda a alinhar as condições de medição com as condições de corte.

Fonte de incerteza #3: Falhas silenciosas

Ferramentas quebradas nem sempre se anunciam. A Renishaw descreve a deteção de ferramentas avariadas como essencial, porque uma ferramenta avariada pode continuar a maquinar peças de forma incorrecta até à sucata.

O valor central não é a “medição”.”
É controlo em circuito fechado: medir → decidir → corrigir (ou parar).

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Onde é que os técnicos de ferramentas brilham mais

Oficinas de trabalho de alta mistura

Os ajustadores de ferramentas eliminam o retoque de ferramentas e reduzem a variabilidade dependente do operador.

Maquinação de produção

Pode programar verificações periódicas (a cada N peças / a cada mudança de ferramenta / no início do turno) e detetar precocemente os desvios.

Maquinação à luz apagada / sem supervisão

A METROL considera explicitamente que os conjuntos de ferramentas são “indispensáveis” para o funcionamento automatizado de máquinas-ferramentas e robots CNC.

Este é o caso de utilização em que a definição de ferramentas não é apenas conveniente - é uma gestão de riscos.

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Escolher a máquina de afiar ferramentas certa: uma matriz de seleção prática

1) Ambiente: está a viver em névoa de líquido de refrigeração e aparas?

Refrigerante pesado/névoa: Os sensores de contacto ganham frequentemente em termos de fiabilidade. A METROL refere explicitamente que os sensores sem contacto podem funcionar mal em condições de neblina/refrigeração e argumenta que a deteção por contacto evita falsos positivos.

Produção limpa e com tempo de ciclo crítico: Os sistemas laser podem ser extremamente rápidos e capazes.

2) O que é que precisa de medir?

Apenas comprimento (mais comum): O contacto é muitas vezes perfeito.

Diâmetro/desgaste/aresta cortada: Considerar o laser.

3) Pequenas ferramentas?

A linha de apalpadores de ferramentas da HEIDENHAIN aponta para a deteção de ferramentas muito pequenas (por exemplo, limiares de diâmetro de ferramenta listados nas especificações do produto), o que é importante se vivermos em micro-brocas/fresas.

4) Tipos de máquinas

A Renishaw refere que os seus sistemas são utilizados em aplicações de fresagem, torneamento e retificação - por isso, adapte o desenho ao formato e acesso da sua máquina.

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Um “SOP para o operador de ferramentas” que pode ser integrado no seu processo

Aqui está uma rotina simples e de alto impacto que não aumenta o tempo do ciclo:

No início do turno (ou aquecimento completo)

Medir uma ferramenta “mestre” conhecida (linha de base)

Medir as ferramentas utilizadas para as operações de acabamento

Deslocações de registo (opcional, mas eficaz para seguir o desvio)

Em cada mudança de ferramenta (seletivamente)

Medir o comprimento da ferramenta para ferramentas onde o Z é importante (brocas, fresas de topo de acabamento

Cada N peças (produção)

Efetuar uma verificação rápida de ferramentas partidas para ferramentas de alto risco (diâmetros pequenos, alcance profundo)

Antes de terminar os passes

Verificar o comprimento da ferramenta de acabamento (e o diâmetro, se aplicável) para proteger as caraterísticas críticas em termos de tolerância

Esta estrutura reflecte o que os fornecedores de medições de ferramentas enfatizam: medir a geometria e o estado da ferramenta na máquina, atualizar os desvios e efetuar verificações frequentes de rutura - especialmente para ferramentas pequenas.

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Verificação rápida do ROI: o modelo de retorno “dois baldes”

A maior parte da conversa sobre o ROI é vaga. Utilize este modelo simples:

Balde A: Hora de regressar

minutos poupados por configuração (sem retoque manual, menos cortes de teste)

menos tempo de paragem do fuso (a HEIDENHAIN associa explicitamente a medição da ferramenta a um menor tempo de paragem e a uma redução do retrabalho/desperdício)

Balde B: Sucata que evita

uma ferramenta avariada que estrague uma peça de elevado valor pode pagar um técnico de ferramentas mais rapidamente do que qualquer argumento de “tempo de preparação”

Se quiser uma regra de ouro para o chão de fábrica:

Se um único evento de refugo custar mais de uma semana de tempo de sondagem, a definição da ferramenta já está justificada.

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Erros comuns que fazem com que os definidores de ferramentas se sintam “inexactos” (e como evitá-los)

Superfície de contacto suja / aparas presas na almofada
A limpeza não é opcional - especialmente para reivindicações de repetibilidade ao nível dos microns.

Medição com condições de fuso diferentes das de corte
Se medir a frio e cortar a quente (ou vice-versa), é de esperar que haja desvios. É por isso que a medição na máquina é posicionada como uma forma de melhor corresponder às condições de corte.

Não ter em conta a excentricidade da ferramenta / mau assentamento
As aparas no cone criam excentricidade; a excentricidade altera o empenhamento efetivo do diâmetro e pode imitar o “desgaste misterioso”.”

Excesso de confiança na deteção de quebras sem contexto
A deteção de quebras é poderosa, mas defina limites sensatos e verifique com uma ferramenta reconhecidamente boa.

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Conclusão final

Um dispositivo de fixação de ferramentas é mais do que um dispositivo prático. É um estabilizador de processoO sistema de gestão da qualidade da máquina é um sistema de gestão da qualidade que mede a geometria e o estado da ferramenta na máquina, actualiza automaticamente os desvios e ajuda a detetar rupturas - reduzindo o desperdício, o retrabalho e o tempo de inatividade e apoiando a automatização.