数据驱动制造的重要发展

1、该系列标准规定识別和描述y切削力具的通用格式。采用这种格式更容易进行软件应 川程序共亨以及力具处理数据的相关特点。在加工操作屮使川的切削工具可以说是最重要的 现代制造工具。图1图为sandvik coromant提供的coromill铣刀的照片在加工操作中使用的切削工具是最重要的现代制造工其。iso 13399国阮标准使切割工具制造商使川相同的“语言”來描述他们产品屮的数字格式，更方便切削刀具的数据传送到 各个软件平台。这个数裾可使软件进行更好的决策，提高生产力并显著降低成木。因此，iso13399是数据驱动制造的重要一步。因此，制造公司在加工过程屮应对这一重要标准有基本 理解。当然，除了采用

2、iso 13399,制造行业必须采用m:他步骤来以完成数据驱动制造例 如，工厂和工厂人员必须完全网络化。m:他少骤包括促进数裾交挽称准，如mtconnect称 准，以及通用工具的分类系统，并在该领域补充了 iso 13399标准。这些标准的实施可加 快实施以数据为驱动的生产。制造用数据不是一个选项;凭借猜测，以及数字制造商做出错误的决定，最终将异致市 场中的失败。数据需耍准确、讨靠及时，否则公司将濒临失败。iso 13399标准是几大刀具制造商（主要是ill特维克可乐满和肯纳金屈）以及合作研究 组织开发的结果。虽然这项工作始于上世纪90年代，似在过去五年的快速发展屮，这一标 准已成为2013-

3、2014年标准的重要更新。该标准的全称是iso 13399切削刀具数据的表 达与交换。本质上，该标准规定了用于识別和描述切削工具组件中数字码的通用格式。该标准描 述了7j具及相关组件，没定了命名与7j具，卯规定了零件的缩写、特征和参数的含义（图1）。 该标准还阐明了切削工具关键尺寸的定义以及数位。刀具数据用于软件应用程序时，使用相 m的文字和数字可减少模糊和混乱。就经常使用的一个刀其例子来说：柄的k度。通过iso 13399标准，用户使用数据， 工具刀柄的长度名称足“柄长度”，其代表码为“ls”。而切割工具制造商可能会在0录或技术 图纸屮表示为“轴长度”，而其他制造商表示为“柄”或“柄长度”，

4、所杏切割工具制造商必须在 交换数裾时使用“柄长度”和“ls”，其代码为工具的一部分。该标准的最新版木也科420余项 类似的刀具定义和缩写代码。使用这个标准能够使刀具数据更加清晰和一致。这将有助于消除交换刀m数据时所造 成的代码含义的误解。此外，该标准还可根裾需要添加新的定义和代码。到目前为止，iso 13399标准只包括切削工異，但在这一系列标准添加其他类型的工典的丄作也在进行中阁2什么是iso 13399是除了 2d绘虬参数表总结了；r:关键特征最重要的是，使用相m的语言来讨论切削工具就意味着“通用标准”，计算机软件程序 矜易使川数字格式。通过使川公共的数据格式，这些应川程序可以识别数据中的

5、信总，不论 w来源为何。例如，如果cad系统需要一个工具轴来创建端铣刀的3d虚拟模型长度，在 数拋庠屮“ls”相关联的数位就可以给出编号。当iso 13399格式的数据存储在可访问的软件应用程序数据库屮时，该信息可即吋fi 动传送。积序员没奋必要为查找、解释含义、发现代码而输入数字。这种数据交换可以使软 件应用程序的工作速度更快，更加完整和准确。采用iso 13399标准可通过消除不同计算 机系统或非标准刀具数据库的切削工具数据，使成本大大减少。比方说，应用程序创建的切削工其3d枚型用t模拟hi槽铣削过程。软件数据是否表示 该切削工具的产品或切割工具的供应商都不重要。因为代码和数值都可以在程序

6、屮发现和应 用，而不需要额外处理。同样，为cam系统建立切割工具可人人简化，该庠屮的所有条目可以相同的方式进行 格式化。同样，如使用开发屮的标准化刀ft数据的软件应用程序，用户可以预期更快的工具 重新排序，工具消耗成本更准确的计算，以及切削工具计算roi。同样，刀具制造商可获得 他们的产品在该领域的可靠反馈。几乎所有刀具制造商计划采用iso 13399标准。sandvik coromant和其相失刀具品牌 已经取得了所有标准格式提供的工m分类数据，肯纳及其相关晶牌也-样。其他制造商也在 此过程的不同阶段。这可不足一项小任务，因为制造商成千屮切削工具在他们的产品中旮。让我们来看看，现在的刀具制造

7、商使用相同的数字转换为b己产品共同语言所带来的 一些实际好处。cam更好的工具选择图3 cam系统的加工程序模拟更准确真实的贴近生活，所选择的刀具3d模型可以被导入 到软件中罔3 cam系统的加工程序模拟更准确真实的贴近生活，所选择的刀具3d模型町以被导入 到软件中图3 cam系统的加工程序模拟更准确真实的贴近生活，所选择的刀其3d模型可以被 导入到软件屮。iso 13399标准可以帮助cam软件用户在使用cnc编程切削丁.具时做出史好的选择。 柯以下一些情况。该标准有利于在cam中建立一个内部工具库，让程序员的操作其有更多选择。通常情 况t,用户需要在cam软件与内置工具库屮输入关于切削工具

8、的一个条目，并在刀具0录 或在线产品h录中寻找，不同刀具制造商可能会使用不同的含义，丼按cam系统结构输入 信息。这一过程可能比较缓慢、枯燥且容易发生数裾输入错误。iso 13399格式的数据更容 易被找到，解释和输入。更重耍的是，使用:il:确的界面，大多数cam系统能够直接从刀具 制造商导入这些数据。然而，许多iso 13399标准的刀具制造商正在通过cam系统访问在线维护开放平台的 刀具数拋庳（阁3）。这些基于m络的数裾库可促进建立和集成切削刀具庳cam。因为在基于 iso 13399标准的开放平台结构库中，其他制造商的标准工ft的数据也可以被结合在一起。比如 sandvik corom

9、ant 幵发的 kennametal 的 novo 和 adveon 幵放t台，面所脊 符合iso13399标准的丁具供应商数据。在这些平台屮，cam用户可以下载或输入代表刀 柄，适配器，切削刀具利i刀片的“个性化”数据序。用户n!以在该库中创建工具组件，并査看 2d或3d效果。这些工具的效果图，根据刀m的数据和应用程序的参数可以很界易地导入 至cam软件，进行安装和仿真。也奋可能直接在川户的cam系统屮集成幵放台库，从而 3d模型可以输出到系统的仿真模块，更完整和准确的进行错误检杏。adveon平台己整合了 一些cam系统的领先开发者。下一步是蕋于在线“数据云”的工具建议和优化，进行数据存储

10、、分析和计算共享，以 及获得联网计算资源的大规模容量应用程序的支持。获得这种云工具砟可使用户能够提交加 工操作有关的细节，并选择切削工具最合适的参数，例如刀具的使用策略和最佳速度以及供 给怙况。 novo optimizeoctrod t?霣 <<ikcterr bato©個neiftamu| wot i0 qocijiraiil图4 kennametal的novo优化公nj搜索到了云数裾库，推荐刀具选择和切削参数为描述其在这个方而的进展,kennametal将novo定义为“通过云进行工艺知识的交换”。其提供刀其选择功能，就像-个工艺过程设计。部分功能的工作原理属于加工

11、策略，然后进 行毎-个策略的工具推游。此外，每个项h都依赖于企业专家，经验丰富代表的建议，并收 集应用程序数裾。若用户结合cam软件，设计者或者程序记将冇机会获得这方側的知识， 仅需要触摸按钮，且无需离开其功能。mtconnect因为iso 13399标准规定丫计算机可解释的刀具产品数裾格式，简化了计算机系统和 软件应用之间的数裾交换。制造商刀具产品信息和从艿他制造商也符合本标准格式的信息。 计算机软件可以使用该信息，.r.不必具冇每个制造商数据的翻译或定制接口，以使在一个应 用程序中数椐都可以使用。出于这个原因，iso 13399标准是用于交换其他标准制造数裾的 宝贵资源和鉍准。在这方面一个

12、重耍例子是mtconnecto mtconnect是交换设备车间之间数据的计算机 协议，如机床以及检测和分析机器性能的软件应川。和iso 13399祕准相类似，mtconnec 创建相关的制造设备定义的术语词汇。mtconnec最初设计为可扩展的，也就是说k可以被 添加到k他类别的生产数裾标准屮。mtconnect原始版本干2008年发布，新术语列入“移动资产”相关的mtconnect标准， 移动资产包拈刀具、力体组件、火具纟ii件和机床、存储单元、检查装置、£1动换力等其他元 素。开发人员发现，iso 13399标准可以提供一套术语和代码的扩展，mtconnect将涵盖 移动资产。

13、通过采用这些条款和规则，移动资产扩展可以进行编译并更快速发布。这个扩展 在2012年7月被正式添加到mtconnect标准屮。iso 13399标准和mtconnect之叫具杏相界性，w为使切割工具数据和性能添加到 极用程序屮进行监测和分析。kennametal的novo优化门户网站显示mtconnect和iso 13399标准是如何结合到一起进行数据驱动制造（图4）。这使mtconnect可以与监控系统兼界，实吋反馈生产计划、机加工车间与切割性能, 从而确定机器生产率的提高和切削刀具的使用。这些信息通过访m任何互联网设备可直接迮 接到被监视机器。这简化了实时报告以及机器性能相矢丄m的性能历史

14、数据，使大数据分析 可以应用。通过提供的机器效率的实时分析，该系统算法可确定为切削工k的实际性能并? 且基于演示工具的性能建议。gtc-a修复缺失的一环在刀具制造商的刀具产品屮，你会发现所柯列出的刀具产品是根裾类型进行排序的。 对工具的类型进行分组（铣切工其、车削工ft、工具开槽和切断等）。这些主要类别分解成子 类，进一步划分为更小的子类别或子类。这个结构层次使得用户更容易找到所需耍的工異。iso 13399标准不包括详细的分级分类结构。只是规定了可能出现在制造商工具目录 中的个别规格的标准格式。这就是说，每一个列表并不能显示它是何种工具，ififnj显示在铣 削工具部分目录中，并设置有标识指

15、示。切削工其分类可以帮助用户找到合适的工具，准备 加工操作。有关刀具计算机系统使用信息数据库，需要某种分层分类体系来组织这些信息，使之 更容易搜索。由于iso 13399目前不提供详细的分类系统，通用工具分类的丌发拟填补了 这一空白。sandvikcoromant与西门子plm合作，共同打造gtc,以补充iso 13399标准。其结构的用意符合制造切削刀具数据的软件成用程序，更易于更换u标。gtc开发商咨询了 他厂商，cam供庖商和最终用户（阁5）。简单的讲，gtc分类遵循刀具类別门录的基本逻辑。然而，在iso 13999等国际标准 规定屮，该结构在计算机数据库使川。gtc作为树结构的儿个分支

16、机构。这个树结构的枝 头叶子就代表着iso 13399规定屮的个人丁.具淸单。r前，gtc还没有被正式被采纳为iso 13399标准的一部分。gtc具有勾其他的分类 系统，包括切削工具，但不也括同一分类水平的其他工具。 cutting tools library-a>tool itemsturning tooldrillmilling cutterthread milling cutterface milling cutterindexable回coromill210fej固回固固回arbor-type a (fda22)arbor-type b (fda 22)coromant cap

17、to-segment & toolcylindrical shank (2vl01)threaded coupling-msscweldonround (r)>固 崛白 | coromill 300triangular (t)coromill 245图5该通用工具分类系统提供了分层结构，从一般类型的刀具茔k分支结构。该例了 中显示了 gtc的分支结构。全部意义数据驱动制造是一种手段，iw不是fi的。这种手段能够做出更好的决策，使工厂车间 更加高效，更具奋成效。对于工厂和正在实施精制原则的工厂來说，数据驭动制造还为他们 提供了一个推动其精益制造的实践活动，由于制造业屮有较人的浪费，这也可以归咎于沟通 不畅或缺乏可靠数裾的技术。然而，正确的事实和数据（以及能够进行分孚）能够带来更好的 决策。更好