Billigt accelerometer kan afsløre værktøjsslid i CNC-maskiner
DAMRC har med machine learning opnået høj præcision i registreringen af chatter og værktøjsslid og peger på en enklere vej til bedre procesovervågning
”Resultaterne viser, at virksomheder kan hente værdifuld viden fra vibrationer målt med enkelt udstyr. Det kan give flere produktionsvirksomheder adgang til avanceret procesviden uden et omfattende dynamometer-setup”, siger Klaus Bonde Ørskov, CEO hos DAMRC. Foto: DAMRC
Slidte værktøjer og ustabile vibrationer kan give dårligere overflader, mindre præcise emner og flere kvalitetsfejl. Derfor er det værdifuldt at kunne følge med i, hvad der sker, mens CNC-maskinen arbejder.
Præcise målinger af skærekræfter kræver i dag ofte et dynamometer – også kendt som et cutting force table. Udstyret er præcist, men dyrt og kræver specialviden at sætte op.
I projektet Advanced Vibration Monitoring har DAMRC undersøgt, om et enklere og billigere accelerometer kan give virksomheder brugbar viden om værktøjsslid og ustabil bearbejdning.
Forsøget viste, at en machine-learning-model kunne identificere chatter med en nøjagtighed på 99,26 procent og værktøjsslid med en nøjagtighed på 98,76 procent.
”Resultaterne viser, at virksomheder kan hente værdifuld viden fra vibrationer målt med enkelt udstyr. Det kan give flere produktionsvirksomheder adgang til avanceret procesviden uden et omfattende dynamometer-setup”, siger Klaus Bonde Ørskov, CEO hos DAMRC.
Et accelerometer registrerer vibrationerne under bearbejdningen. Det måler ikke skærekræfterne direkte, men vibrationerne kan fortælle noget om processen og værktøjets tilstand.
DAMRC målte den samme bearbejdning med både et dynamometer og et accelerometer. Dynamometeret leverede referencedata, mens accelerometeret registrerede vibrationerne.
På baggrund af målingerne udviklede DAMRC en machine-learning-model i Python. Modellen lærte at genkende mønstre, der hænger sammen med chatter og værktøjsslid. Chatter er ustabile vibrationer, som kan give en dårligere overflade og belaste både værktøj og maskine. Modellens præcision var 98,78 procent for chatter og 96,73 procent for værktøjsslid. Det viser, hvor ofte modellen havde ret, når den registrerede chatter eller slid.
Læs også: IFS vil gøre CO2-styring til en integreret del af virksomhedsdriften
En fremtidig løsning kan fungere ved, at en virksomhed monterer et accelerometer på sin CNC-maskine og indsamler vibrationsdata. Dataene ville så kunne sendes til DAMRC, som analyserer dem med modellen og sender resultaterne tilbage.
Dermed kan virksomheden få viden om ustabil bearbejdning og værktøjsslid uden selv at investere i et dynamometer eller sætte det avancerede måleudstyr op. Det kan på sigt hjælpe virksomheder med at opdage problemer, før de fører til kvalitetsfejl og med at udnytte værktøjerne bedre.
”For mange mindre og mellemstore virksomheder er udfordringen ikke, at teknologien mangler, men at den kan være for dyr eller besværlig i den daglige produktion. Derfor er det interessant, hvis enklere måleudstyr kan give et brugbart beslutningsgrundlag”, siger Klaus Bonde Ørskov.
Kilde: DAMCR
/ PiB
