高效的刀具管理软件解决专项方案ToolExpert.docx

高效刀具管理软件处理方案ToolExpert
　　现代制造车间以数控机床为主，配置多种CAD/CAM、PDM和ERP系统，因为各系统之间相互独立，造成数据无法交换，形成信息孤岛，数据需要反复输入现象严重，信息沟通多经过纸质文件进行，效率低下，而且制造文件版本控制难以实现。据统计，制造车间NC机床利用率只有30%。假如能经过一个数据平台，把制造相关多种信息统一起来，数据能够无缝地进行交换，数控设备利用率能够提升到70%～80%。
　　一、概述
　　现代制造车间以数控机床为主，配置多种CAD/CAM、PDM和ERP系统，因为各系统之间相互独立，造成数据无法交换，形成信息孤岛，数据需要反复输入现象严重，信息沟通多经过纸质文件进行，效率低下，而且制造文件版本控制难以实现。据统计，制造车间NC机床利用率只有30%。假如能经过一个数据平台，把制造相关多种信息统一起来，数据能够无缝地进行交换，数控设备利用率能够提升到70%～80%。
　　针对以上问题，由Spring企业开发数控刀具管理系统ToolExpert拥有一套成熟处理方案。比如，用户企业可能拥有最少5台数控加工中心，在机械加工过程中存在下列问题：车间操作员将20%时间花在了切削刀具上;16%生产计划因为缺乏适宜刀具而停止;40%~80%管理时间浪费在无效刀具搜索;30%~60%刀具库存没有被有效地管理等。而在生产车间，一切步骤全部围绕着机械加工步骤展开，怎样实现和机械加工各步骤信息化自动管理，成为缩短加工工时和提升生产能力关键。ToolExpert作为一个数据平台，集成车间现有系统，从工艺编程开始，包含了整个生产步骤，包含计划排产、刀具库房管理、对刀仪数据接口、机床程序传输和监控、机床卸载刀具、刀具报废或修磨处理、刀具消耗统计和刀具采购和订单接收管理。该系统采取C/S结构，用户端只需一次安装，后期更新和维护在server端完成，维护简单方便。在sever安装相关键数据库，用于管理生产相关数据。
　　在数控车间内，经过基础关键数据库，对刀具相关部件、量具、夹具和程序等信息进行管理，集成CAD/CAM、PDM和ERP等系统，数据经过ToolExpert平台进行无缝传输，共享信息，提升立即性，避免了反复数据输入。ToolExpert负责管理以刀具为关键整个生产过程，包含工艺编程、刀具查找、库房管理(刀具、夹具和量具)、理论装配和物理装配、计划排产、车间备刀、上传/卸载程序、刀具消耗分类统计、刀具使用估计和采购申请和接收订单。
ToolExpert设计理念是帮助用户实现生产工艺和生产线全方面自动化管理。优化工艺，监控和管理数字化车间全部活动，基础功效模块包含：工艺;车间准备;CNC机床准备;库存管理/分析。ToolExpert负责管理全部和刀具相关工作步骤，ToolExpert功效模块图1所表示。

　　二、工艺部门——标准化刀具查询功效
　　为降低产品生产过程等候时间，ToolExpert能够分析和识别刀具需求。为满足工艺需要，ToolExpert将车间积累经验知识转化为关键数据库。ToolExpert能够帮助用户在没有足够工艺经验情况下做出合理决议，能够提供给用户直观、多搜索模块查询功效，图2所表示。
　　ToolExpert搜索模块包含：几何特征、切削条件、加工类型、材料(刀具材料、工件材料)和刀柄类型等。
　　1.工具管理(刀具相关部件、量具和夹具)
　　ToolExpert可定制模块许可用户依据本企业自己编码规则，来定制软件内部刀具分类及描述参数，从而能够根
据用户需求来定制分类和参数，并创建刀具数据库，图3所表示。

采购申请、订单接收和采购明细能够经过下列软件实现：ToolExpert，或使用用户企业ERP系统，图4所表示。

　　除此以外，ToolExpert还能够管理每个工作现场库房，图5所表示。
　　2.多标准搜索库
　　经过检索切削刀具尺寸特征、切削材料特征，ToolExpert能够为用户提供满足加工要求适宜刀具，能够为用户提供满足加工要求切削参数，并能够实时监控全部刀具进/出库状态。
对于每一把刀具，用户经过ToolExpert全部能够方便查看和之相关ISO程序、相关物理装配和物理装配在车间中位置。

　　图5
　　3.ToolExpert理论装配
　　在进行CAM编程时，编程工程师选择理论刀具装配，编制不一样部位粗/精加工刀路时，全部需要回复一系列问题，如刀具切削深度、装配总长等。
ToolExpert能够让用户团体使用统一模型标准，3D模型能够导出CAD/CAM软件直接读取文件格式，图6所表示。

　　图6
　　针对每一把理论刀具装配，ToolExpert能够显示和之对应ISO程序名称、相对应物理装配在车间中存放位置和此装配零部件列表等。使用ToolExpert，工艺部门能够应用切削条件管理模块来积累加工经验知识。
　　4.ToolExpert物理装配
　　CAM工程师创建完理论装配后，现场刀具员开始准备实际刀具物理装配。从ToolExpert角度看，刀具员开始组装刀具意味着物理装配生成。每一次机床操作工提出装配申请时，ToolExpert首先查找此物理装配是否存在，及其具体存放位置。
　　使用ToolExpert，经过简单界面(经过颜色来标识不一样物理装配状态)，用户就能够查看各个物理装配多种信息。
此模块能够统计每七天、每个月刀具消耗情况，同时能够列出使用过和此物理装配数控程序，图7所表示。

　　图7
　　ToolExpert含有很强适应性，能够帮助不一样用户使用不一样方法来进行识别，下面是部分常见方法。
　　(1)使用条形码系统，直接使用ToolExpert装配编码系统是一条路径，不过条形码系统会有一个问题：使用过后刀具装配，ToolExpert系统极难识别条形码，尤其是在特殊加工环境下(如水切割)。
　　(2)临时ID标签。此方法被广泛使用，因为ToolExpert　许可用户随意指定刀具ID号。
　　(3)在刀柄处添加电子传感器(如balluff芯片)。这是最安全处理方案，而且传感器能够和ToolExpert相通。使用这种方法，用户无须在装配上写任何标识，就能够很方便地知道每把物理装配在车间位置及其它信息。
　　(4)在刀具/装配上使用永久性ID号刻记。
　　(5)什么全部不用，完全依靠ToolExpert。举例来说，使用此物理存放位置架位代码来标识此物理装配代码，假如操作工完全遵守ToolExpert使用规范，这是一套很安全方法来跟踪全部物理装配，此方法被少数用户所使用。
　　ToolExpert不仅是一个刀具管理数据库，其还提供了给操作工方法和准则，所以依据我们经验，在数控程序准备过程中，错误率会大大降低。
　　5.CAM接口
　　ToolExpert理论装配，能够直接应用于其它CAD/CAM软件，图8所表示。
　　CAM工程师使用导出刀具进行刀路编制，或在ToolExpert中生成新刀具装配，整个工厂使用唯一刀具数据库。
　　6.其它文件
　　ToolExpert能够管理任何格式文件，如2D草图、图片、pdf文件和供给商文件等。
　　三、车间准备——定位和需求管理
　　1.计划准备
为了提出最优化刀具需求，ToolExpert管理全部和生产订单相关联生产计划。使用估算/实际消耗，Tool Expert能够估算出统一批次或系列生产订单刀具消耗，图9所表示。

　　2.CAM准备
ToolExpert能够依据ISO代码自动识别出刀具理论装配列表，并能导出仿真软件刀具列表库文件，图10所表示。

　　图10
　　3.准备，开始生产
和CAM准备类似，ToolExpert能够识别ISO代码中刀具理论装配，然后自动生成刀具装配清单，方便开始产品生产，图11所表示。

　　图11
　　ToolExpert准备模块能够实时查看现场内有哪些装配好刀具，及其状态(在机床上、在附件架上、不可用或已经被另外一台机床适用等)。
　　使用简单颜色代码来标识状态，所以操作工在任何时候全部知道有多少物理装配在现场，及其所在现场位置。同时，操作工还能够以机床为单位查看在本机床全部物理装配信息，也能够查看“准备于工作台”上全部物理装配信息。
　　在程序确定之前，加工清单将自动打印(清单格式能够依据用户要求定制)。
　　4.创建刀具物理装配
　　使用ToolExpert后，刀具装配工只需关注新刀物理装配。
因为使用ToolExpert刀具自动装配模块，刀具库存数量自动更改，新物理装配将被自动分配一个存放位置，实时监控生产车间内刀架刀具存放情况。目前准备好刀具列表能够打印出来，图12所表示。

　　5.刀具测量/刀具预调
ToolExpert在加工之前，负责管理刀具装配测量，图13所表示。ToolExpert和刀具预调设备相连接，能够自动将要测量刀具发送到刀具预调仪上。在刀具测量完成以后，数控加工程序状态将变为待加工程序。

　　四、CNC机床准备——上传和卸载
　　1.上传程序
操作者使用一个直观、用户化操作界面，ToolExpert显示和本台机床相关待加工程序，和已经在机床中数控程序。使用简单鼠标拖拽，操作者就能够将数控程序上传至机床，图14所表示。

　　另外，操作者还能够实时查看机床刀库有哪些刀，和和这些物理装配相关联数控程序，图15所表示。生成刀具赔偿值列表，图16所表示。
　　2.ISO重写
为降低手工更改代码带来错误、降低反复调整刀具安装刀库时间，ToolExpert调整刀具刀库位置，而且重写ISO代码。

ISO代码经过DNC来自动传输至机床，图17所表示。

　　然后，能够经过ToolExpert对比模块查看ToolExpert更改程序前后差异。
　　刀具赔偿代码将填写至ISO代码之前，调整以后刀具代号将填写在刀具赔偿代码以后。
　　3.机床程序卸载
程序加工完成以后，操作员经过简单拖拽进行数控程序卸载，假如操作员确定一些刀具不再保留于机床上，进行刀具卸载操作后，自动生成刀具卸载列表，图18所表示。

　　五、程序管理——消耗管理
　　ToolExpert保留于刀具消耗相关信息，根据加工工件数量统计或根据加工使用寿命统计。ToolExpert能够管理每个加工程序状态。
　　六、ToolExpert接口
　　ToolExpert提供和主流CAM软件接口。这些接口现在均可用，能够避免在CAM编程时反复刀具造型时间浪费：导出ToolExpert刀具库，将刀具3D模型导入到CAM系统中;直接从CAM软件环境中开启接口，从ToolExpert刀具库中搜索满足加工要求刀具。
　　ToolExpert能够和用户ERP系统和市场上主流产品计划软件相连接。
　　ToolExpert能够和刀具自动存放系统相连接(如MEGAMAT、ELECTROCLASS、KARDEX、VISTAMAG和HÄNEL等)。
　　ToolExpert能够和刀具预调仪相连接(如ZOLLER、KELCH)，自动传输需要测量刀具列表。
　　ToolExpert能够将测量结果写入到数控程序当中，然后，这些程序将准备经过DNC传输之机床，ToolExpert将统计测量统计历史信息。
　　七、ToolSIMUL——充足利用切削条件数据
　　1.切削条件
　　ToolExpert集成了切削参数计算模块(ToolSIMUL)，能够经过给定条件自动计算满足要求合理切削参数。ToolExpertToolSIMUL模块考虑加工类型原因和机床类型及其主轴功率等原因，自动绘制合理参数区间。
　　2.将切削条件保留至数据库
ToolExpert经过以下方法来充足利用切削条件数据：

　　经过ToolSIMUL自动计算出合理刀具切削条件区间;在机床实际加工过程中得到经验数据。
　　八、统计分析——库存分析
　　ToolExpert分析全部刀具消耗情况和刀具流转情况，和一段时间内每把刀具装配总数、准备数量、每台机床上传/卸载刀具数量和某段时间内使用最多刀具装配等，而这些信息是刀具采购依据，图19所表示。