哈爾濱中天數(shù)控工具有限責(zé)任公司
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計(jì)算機(jī)輔助刀具管理的探討成都飛機(jī)工業(yè)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司數(shù)控加工中心余曉燕[摘要]從刀具的標(biāo)準(zhǔn)化和系列化管理、刀具室的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)管理二方面闡述了計(jì)算機(jī)輔助刀具管理的方法與途徑總結(jié)了計(jì)算機(jī)輔助刀具管理的優(yōu)勢(shì)和前景。
控制系統(tǒng)隨著航空工業(yè)數(shù)控制造技術(shù)的快速發(fā)展，生產(chǎn)自動(dòng)化水平不斷提高，面對(duì)數(shù)量龐大的生產(chǎn)、配套和管理信息，如何有效管理品種多樣、規(guī)格各異的刀具，已成為企業(yè)面臨的新課題。刀具管理水平是衡量數(shù)控車間綜合集成制造能力的重要標(biāo)志之一。借助計(jì)算機(jī)輔助刀具管理，對(duì)刀具的合理配置、有效使用、生產(chǎn)效率的提高及成本的降低都非常重要。
通過對(duì)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)綜合分析發(fā)現(xiàn)，刀具管理存在以下問題：？車間庫(kù)存刀具10 ～30 失落或放置在車間某些地方及工具箱內(nèi)？10 的計(jì)劃生產(chǎn)任務(wù)因刀具不能及時(shí)提供而無法如期進(jìn)行？車間工段長(zhǎng)10 ～20 的時(shí)間花費(fèi)在尋找和調(diào)度刀具上？?jī)?chǔ)備不需要或過時(shí)的刀具，造成庫(kù)存刀具費(fèi)用積壓？現(xiàn)行按機(jī)型管理刀具的管理模式造成刀具品種過多，占用資金較大？采購(gòu)的刀具不適用造成浪費(fèi)及現(xiàn)場(chǎng)缺貨？落后的手工統(tǒng)計(jì)刀具數(shù)據(jù)，使刀具管理陷入處理大量繁瑣、具體的事務(wù)中？刀具切削幾何參數(shù)不規(guī)范，影響了切削效率的提高？工藝程編不知道選擇何種刀具，信息窒礙？對(duì)生產(chǎn)耗用的刀具成本不能準(zhǔn)確進(jìn)行核算。
產(chǎn)生上述問題的原因，是由于沿用了原始的人工刀具管理，要解決這些問題，較好的辦法是使用高效實(shí)用的計(jì)算機(jī)輔助刀具管理系統(tǒng)，這是企業(yè)發(fā)展的必然需求。
本文從二方面介紹計(jì)算機(jī)輔助刀具管理：（1）刀具的標(biāo)準(zhǔn)化、系列化管理，避免刀具出現(xiàn)品種失控狀態(tài)。
?。?）刀具室的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)管理。采用簡(jiǎn)易的方法進(jìn)行刀具計(jì)劃、調(diào)度、存放、發(fā)放、測(cè)量、刃磨等，*大限度地提高生產(chǎn)效率。
1刀具的標(biāo)準(zhǔn)化、系列化管理新的加工任務(wù)下達(dá)后，一些專用刀具就有可能因?qū)Ｓ脠D號(hào)不同而規(guī)格完全相同，從而出現(xiàn)多種同規(guī)格的刀具。從管理角度考慮，品種少才是理想的選擇。
據(jù)報(bào)道，美國(guó)Varian .Associates公司應(yīng)用OIR系統(tǒng)使45 000余把易耗刀具實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化。為了充分發(fā)揮數(shù)控機(jī)床的加工效率，提高產(chǎn)品質(zhì)量，盡快與世界發(fā)達(dá)國(guó)家的數(shù)控加工技術(shù)接軌，必須對(duì)數(shù)控刀具實(shí)施規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化管理，即按照不同的加工材料（鋁件、鋼件、不銹鋼、鈦合金）及刀具材料（M42、鑲片合金）制定出數(shù)控加工用的刀具品種。
1 .1制定刀具標(biāo)準(zhǔn)化、系列化準(zhǔn)則為了提高產(chǎn)品設(shè)計(jì)效率和使刀具品種數(shù)量達(dá)到*少，以減少工裝費(fèi)用，應(yīng)遵循下述準(zhǔn)則：？統(tǒng)計(jì)分析現(xiàn)場(chǎng)刀具使用狀況，確定常用刀具種類，制定分類標(biāo)準(zhǔn)？按規(guī)格管理制定通用刀具品種表，用通用刀具標(biāo)準(zhǔn)替代傳統(tǒng)的專用銑刀規(guī)范？盡可能使用可調(diào)整長(zhǎng)度的數(shù)控刀具替代專用刀具，以便修正刀具磨損或補(bǔ)償？實(shí)現(xiàn)刀具管理與工藝編程系統(tǒng)的集成。在進(jìn)行工藝編程時(shí)，選用標(biāo)準(zhǔn)化刀具編程，以便使加工零件所需的刀具數(shù)量、品種達(dá)到*少。
1 .2建立刀具數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)數(shù)控制造支撐技術(shù)航空制造技術(shù)？建立刀具編碼系統(tǒng)。刀具的編碼應(yīng)能描述刀具參數(shù)，包括刀具標(biāo)準(zhǔn)化圖號(hào)、規(guī)格、齒數(shù)、壽命、刀具材料、被加工材料、單價(jià)等，如：XLM3Y/30＊40R4表示刀具直徑為30 mm、刃長(zhǎng)為40 mm、底齒R為4 mm、齒數(shù)為3的高速鋼、右旋、加工鋁件的立銑刀。？建立刀具庫(kù)存管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)。能準(zhǔn)確、及時(shí)地反映每項(xiàng)刀具的庫(kù)存數(shù)量、現(xiàn)場(chǎng)刀具流動(dòng)數(shù)量、刀具的價(jià)格等。？建立刀具品種查詢系統(tǒng)。工藝員在進(jìn)行工藝編程時(shí)通過計(jì)算機(jī)選擇所需的標(biāo)準(zhǔn)化刀具，并編入工藝規(guī)程。
2刀具室的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)2 .1建立刀具室與各工段、業(yè)務(wù)部門的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)刀具管理與各生產(chǎn)工段、業(yè)務(wù)部門有著息息相關(guān)的聯(lián)系，通過計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)將生產(chǎn)過程中的各個(gè)部門連成一個(gè)一體化制造的有機(jī)群體，通過網(wǎng)絡(luò)化制造系統(tǒng)獲得所需的信息，實(shí)現(xiàn)資源共享，使生產(chǎn)流程更加協(xié)調(diào)，加強(qiáng)了各個(gè)環(huán)節(jié)的信息傳遞，促使刀具管理趨向合理化。刀具室與各部門的關(guān)系如圖1所示。？刀具室與工具公司：刀具室向工廠的工具公司提供生產(chǎn)所需的刀具計(jì)劃，工具公司向刀具室提供所需的刀具。刀具室定期查詢到貨的情況，以便決定生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的刀具分配及下月的刀具計(jì)劃。？刀具室與工藝編程部門：工藝員編制工藝時(shí)，根據(jù)刀具室的刀具參數(shù)品種表及刀具庫(kù)存數(shù)選擇刀具圖號(hào)，產(chǎn)生每種生產(chǎn)零件所對(duì)應(yīng)的所有刀具圖號(hào)清單，即每種刀具所對(duì)應(yīng)的各種參數(shù)，包括零件圖號(hào)、加工機(jī)床、加工工序、刀具轉(zhuǎn)心距等同時(shí)，刀具室向工藝編程部門提供目前刀具庫(kù)存量及刀具預(yù)調(diào)值等。？刀具室與調(diào)度部門：由調(diào)度部門下達(dá)年、月生產(chǎn)任務(wù)，刀具室據(jù)此準(zhǔn)備全年及每月所需刀具由調(diào)度部門每天下達(dá)日工作計(jì)劃，分配每臺(tái)機(jī)床的工作任務(wù)，刀具室據(jù)此準(zhǔn)備第二天的刀具并送到現(xiàn)場(chǎng)。？刀具室與生產(chǎn)工段：刀具室將每天的日工作計(jì)劃準(zhǔn)備好后，將刀具交到工段使用通過計(jì)算機(jī)統(tǒng)計(jì)各工段的刀具耗用量及成本根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)工段的刀具使用情況，及時(shí)反饋刀具的各項(xiàng)切削參數(shù)的合理性根據(jù)工段確切的刀具使用數(shù)量，制定合理的刀具供應(yīng)計(jì)劃。
工段將現(xiàn)場(chǎng)不用的刀具返回工具室，并提供下一班的配刀計(jì)劃。？刀具室與經(jīng)管部門：刀具與成本是息息相關(guān)的，刀具的耗用成本必須由刀具室刀具耗用量來反饋，同時(shí)由刀具室提供每個(gè)工人、工段、每種零件的耗用成本經(jīng)管部門每年、月下達(dá)刀具費(fèi)用計(jì)劃及購(gòu)買刀具金額，統(tǒng)計(jì)刀具耗用金額。
2 .2建立刀具管理系統(tǒng)2 .2.1刀具管理系統(tǒng)刀具庫(kù)管理的主要職能是刀具的出入庫(kù)、存放、發(fā)放、查詢、購(gòu)買、計(jì)劃等，刀具管理系統(tǒng)功能如圖2所示。？建立刀具立體庫(kù)。將原始的工具柜堆放管理改為集裝箱立體庫(kù)管理，通過計(jì)算機(jī)的自動(dòng)控制實(shí)現(xiàn)出、入庫(kù)。？建立刀具臺(tái)帳，包括刀具參數(shù)、庫(kù)存、品種、成本等，出、入庫(kù)數(shù)據(jù)表，刀具計(jì)劃表。把傳統(tǒng)的帳目卡片換成計(jì)算機(jī)臺(tái)帳管理，可對(duì)各種數(shù)據(jù)進(jìn)行更深入的統(tǒng)計(jì)、分析，了解現(xiàn)場(chǎng)刀具的使用情況。
數(shù)控制造支撐技術(shù)2001年增刊？實(shí)施刀具計(jì)劃、調(diào)度管理。通過了解現(xiàn)場(chǎng)刀具的消耗量及生產(chǎn)任務(wù)，根據(jù)規(guī)則、經(jīng)驗(yàn)和庫(kù)存狀況，分析短缺的刀具，制定年、月刀具計(jì)劃。刀具調(diào)度按調(diào)度部門下達(dá)的日工作計(jì)劃和下一班工作計(jì)劃，由刀具室準(zhǔn)備好相應(yīng)刀具并派送到現(xiàn)場(chǎng)。
2 .2.2實(shí)現(xiàn)刀具預(yù)調(diào)數(shù)控刀具預(yù)調(diào)系統(tǒng)的目標(biāo)：向機(jī)床有效地提供預(yù)調(diào)刀具的刀長(zhǎng)值、直徑、底齒R及鏜刀直徑、刀具前后角等幾何角度、結(jié)構(gòu)參數(shù)等，以便*大限度地減少停機(jī)時(shí)間。預(yù)調(diào)的步驟是按照工藝編程的要求準(zhǔn)備相應(yīng)參數(shù)的刀具，測(cè)量出刀具的數(shù)據(jù)，通過計(jì)算機(jī)標(biāo)識(shí)系統(tǒng)，打印出條形碼（包括刀具編碼、刀具直徑、底齒R、刀具長(zhǎng)度），以實(shí)現(xiàn)刀具的精確使用。把刀具數(shù)據(jù)存入刀具管理系統(tǒng)，通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)綌?shù)控系統(tǒng)。
預(yù)調(diào)刀具設(shè)備的技術(shù)性能要求：可適用于車間所有的刀具測(cè)量，確保刀具精度準(zhǔn)確可靠。預(yù)調(diào)效率也是一項(xiàng)關(guān)鍵指標(biāo)，測(cè)量速度要快，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、刷新要方便、快捷、可靠。
2 .2.3刀具數(shù)控刃磨管理？重磨刀具圖號(hào)的建立：對(duì)每一個(gè)刀具圖號(hào)建立一個(gè)相應(yīng)的重磨刀具號(hào)（Ⅰ、Ⅱ），重磨刀具與新刀具的庫(kù)存地址一致。？設(shè)置回收刀具刃磨模式：（a）可刃磨※數(shù)量，（b）報(bào)廢※數(shù)量，對(duì)可刃磨的刀具進(jìn)行二次刃磨，建立入庫(kù)重磨刀具帳冊(cè)（刀具數(shù)量、重磨次數(shù)）。
刀具刃磨涉及刀具的壽命管理，適時(shí)刃磨是一個(gè)相當(dāng)復(fù)雜的問題。刃磨后刀具的多次使用，對(duì)降低生產(chǎn)成本起著決定性作用。
2 .2.4建立刀具庫(kù)的內(nèi)循環(huán)系統(tǒng)循環(huán)系統(tǒng)見圖3.
要保證刀具能及時(shí)、準(zhǔn)確地在現(xiàn)場(chǎng)使用，就必須有一個(gè)全功能的內(nèi)循環(huán)系統(tǒng)。？**個(gè)循環(huán)：以調(diào)度、刀具室、工段組成一作業(yè)循環(huán)，使現(xiàn)場(chǎng)不再出現(xiàn)停機(jī)現(xiàn)象。？第二個(gè)循環(huán)：以刀具室立體庫(kù)、數(shù)控刃磨、對(duì)刀儀構(gòu)成一工作循環(huán)。工具室管理的細(xì)化，保證了刀具準(zhǔn)備的準(zhǔn)確性、及時(shí)性及成本合理化，也減少了刀具的準(zhǔn)備時(shí)間。
3結(jié)束語(yǔ)計(jì)算機(jī)輔助刀具管理優(yōu)勢(shì)明顯，前景樂觀，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：？傳統(tǒng)的手工刀具管理逐步轉(zhuǎn)變?yōu)橛?jì)算機(jī)輔助管理，促進(jìn)了工作方式的變革，大大提高了工藝、管理的工作質(zhì)量與效率。？提高了信息與實(shí)物的一致性，加快了信息流。
工藝部門及時(shí)獲得相關(guān)的信息管理部門可以更準(zhǔn)確、快捷地制定生產(chǎn)計(jì)劃，掌握刀具信息，動(dòng)態(tài)控制刀具庫(kù)存財(cái)務(wù)部門可根據(jù)系統(tǒng)信息進(jìn)行成本核算為經(jīng)營(yíng)決策提供必要的信息。？更好地實(shí)現(xiàn)刀具控制，減少機(jī)床停機(jī)時(shí)間和降低成本，對(duì)生產(chǎn)效率的提高有很大的推動(dòng)作用。
經(jīng)過成都飛機(jī)工業(yè)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司數(shù)控加工中心多年的努力，目前刀具管理控制系統(tǒng)已走入正軌。
目前公司正與中國(guó)航空工業(yè)制造工程研究所合作，使車間的資源管理、刀具管理等逐步走向信息化、集成化，實(shí)現(xiàn)高效數(shù)控加工。
1黃梯云。管理信息系統(tǒng)導(dǎo)論。北京：機(jī)械工業(yè)出版社，（責(zé)編根山）F ， 510加工中心系列FLEXIAX 510 ，四軸、五軸臥式加工中心是中法合作生產(chǎn)的數(shù)控設(shè)備，國(guó)產(chǎn)化比例可根據(jù)用戶需要配置（價(jià)格相應(yīng)變化）。此二類加工中心分別是五軸和四軸聯(lián)動(dòng)。主要技術(shù)參數(shù)：（1）工作臺(tái)―1 000×1 000 （數(shù)控重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室）數(shù)控制造支撐技術(shù)航空制造技術(shù)
來源：中國(guó)刀具網(wǎng)
