高效的刀具管理软件解决方案ToolExpert

1、高效的刀具管理软件解决方案 ToolExpert现代的制造车间以数控机床为主，配置各种 CAD/CAMCAD/CAM、PDMPDM 和 ERPERP 系统，由于各系统之间相互独立，导致数据无法交换，形成信息孤岛，数据需要重复输入现象严重，信息沟通多通过纸质文件进行，效率低下，而且制造文件的版本控制难以实现。据统计，制造车间 NCNC 机床的利用率只有 30%30%。如果能通过一个数据平台，把制造相关的各种信息统一起来，数据能够无缝地进行交换，数控设备的利用率可以提高到 70%70%80%80%。一、概述现代的制造车间以数控机床为主，配置各种 CAD/CAMPDMKERP 系统，由于各系统之间相

2、互独立，导致数据无法交换，形成信息孤岛，数据需要重复输入现象严重，信息沟通多通过纸质文件进行，效率低下，而且制造文件的版本控制难以实现。据统计，制造车间 NC 机床的利用率只有 30%如果能通过一个数据平台，把制造相关的各种信息统一起来，数据能够无缝地进行交换，数控设备的利用率可以提高到 70%80%针对以上问题，由 Spring 公司开发的数控刀具管理系统 ToolExpert 拥有一套成熟的解决方案。例如，用户企业可能拥有至少 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%寸间花在了切削刀具上；16%的生产计划因为缺少合适的刀具而停止；40%80%勺管理时间浪费在无

3、效的刀具搜索;30%60 脸勺刀具库存没有被有效地管理等。而在生产车间，一切环节都围绕着机械加工流程展开，如何实现与机械加工各环节的信息化自动管理，成为缩短加工工时与提高生产能力的关键。ToolExpert 作为一个数据平台，集成车间现有系统，从工艺编程开始，涉及了整个生产流程，包括计划排产、刀具库房管理、对刀仪数据接口、机床程序传输与监控、机床卸载刀具、刀具报废或修磨处理、刀具消耗统计以及刀具采购与订单接收管理。该系统采用C/S 结构，客户端只需一次安装，后期的更新与维护在 server 端完成，维护简单方便。在 sever 安装有核心数据库，用于管理生产相关数据。在数控车间内，通过基础核心

4、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/CAIMPDMf 口 ERP 等系统，数据通过 ToolExpert 平台进行无缝传输，共享信息，提高及时性，避免了重复数据输入。ToolExpert 负责管理以刀具为核心的整个生产过程，包括工艺编程、刀具查找、库房管理（刀具、夹具和量具）、理论装配与物理装配、计划排产、车间备刀、上传/卸载程序、刀具消耗分类统计、刀具使用预测以及采购申请与接收订单。ToolExpert 的设计理念是帮助用户实现生产工艺和生产线的全面自动化管理。优化工艺，监控和管理数字化车间的所有活动，基本功能模块包括：工艺；车间准备；CNC 机床准备；库存

5、管理/分析。ToolExpert 负责管理所有与刀具相关的工作流程，ToolExpert 的功能模块如图 1 所示。二、工艺部门一一标准化的刀具查询功能为减少产品生产过程的等待时间，ToolExpert 能够分析和识别刀具需求。为满足工艺需要，ToolExpert 将车间积累的经验知识转化为核心数据库。ToolExpert 能够帮助用户在没有足够工艺经验的情况下做出合理的决策，可以提供给用户直观的、多搜索模块的查询功能，如图ToolExpert 的搜索模块包括：几何特征、切削条件、加工类型、材料（刀具材料、工件材料）以及刀柄类型等。1 .工具管理（刀具相关部件、量具和夹具）ToolExpert

6、 可定制模块允许用户根据本公司自己的编码规则，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与参数，并创建刀具数据库，如图2 所示。3 所示。除此以外，ToolExpert 还能够管理每个工作现场的库房，如图 5 所示。2 .多标准搜索库通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的合适刀具,能够为用户提供满足加工要求的切削参数，并能够实时监控所有刀具的进采购申请、订单接收以及采购明细可以通过下列软件实现:ToolExpert,或者使用用户公司的 ERP 系统，如图 4 所示。/出库状态。对于每一把刀具，用户通过 ToolExper

7、t 都能够方便查看与之相关的 ISO 程序、相关物理装配以及物理装配在车间中的位置。3 .ToolExpert 理论装配在进行 CA 嫡程时，编程工程师选择理论刀具装配，编制不同部位的粗/精加工刀路时，都需要回答一系列问题，如刀具切削深度、装配总长等。ToolExpert 能够让用户的团队使用统一的模型标准，3D 模型能向导出 CAD/CA 瞅件直接读取的文件格式，如图 6 所示。图 6针对每一把理论刀具装配，ToolExpert 能够显示与之对应的 ISO 程序名称、相对应物理装配在车间中存放位置以及此装配的零部件列表等。使用 ToolExpert,工艺部门能够应用切削条件管理模块来积累加工

8、经验知识。4 .ToolExpert 物理装配CAME 程师创建完理论装配后，现场刀具员开始准备实际的刀具物理装配。从 ToolExpert 的角度看,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，通过简单的界面(通过颜色来标识不同物理装配的状态)，用户就能够查看各个物理装配的各种信息此模块能够统计每周、每月的刀具消耗情况，同时能够列出使用过与此物理装配的数控程序，如图所示。ToolExpert 具有很强的适应性，可以帮助不同的用户使用不同方式来进行识别，下面是一些常用的方(

9、1)使用条形码系统，直接使用 ToolExpert 的装配编码系统是一条途径，但是条形码系统会有一个问题：使用过后的刀具装配，ToolExpert 系统很难识别条形码，特别是在特殊的加工环境下(如水切割)。(2)临时 ID 标签。此方法被广泛使用，因为 ToolExpert 允许用户随意指定刀具的 ID 号。(3)在刀柄处添加电子传感器(如 balluff 芯片)。这是最安全的解决方案，并且传感器能够与 ToolExpert 相通。使用这种方式，用户不必在装配上写任何标记，就可以很方便地知道每把物理装配在车间的位置及其他信息。(4)在刀具/装配上使用永久性 ID 号刻记。(5)什么都不用，完全

10、依赖 ToolExpert。举例来说，使用此物理的存放位置的架位代码来标记此物理装配代码，如果操作工完全遵守 ToolExpert 的使用规范，这是一套很安全的方式来跟踪所有物理装配，此方法被少数用户所使用。ToolExpert 不仅是一个刀具管理的数据库，其还提供了给操作工方法和准则，因此根据我们的经验，在数控程序的准备过程中，错误率会大大降低。5 .CAM 接口ToolExpert 的理论装配，能够直接应用于其他 CAD/CA 瞅件，如图 8 所示。CAM：程师使用导出的刀具进行刀路编制，或者在 ToolExpert 中生成新的刀具装配，整个工厂使用唯一的刀具数据库。6 .其他文件Tool

11、Expert 能够管理任何格式的文件，如 2D 草图、图片、pdf 文件以及供应商文件等。三、车间准备一一定位和需求管理7 .计划准备为了提出最优化的刀具需求，ToolExpert 管理所有与生产订单相关联的生产计划。使用估算/实际消耗，ToolExpert 能够估算出统一批次或系列的生产订单的刀具消耗，如图 9 所示。Ian5-*Mnw4Jr.1士工MM一8 .CAM 准备ToolExpert 能够根据 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，如图 10 所示。IIWRKKVSA,_QcaniiCFVisnovc加工村仔笊方刀只管图 109 .准备，开始生产与

12、 CAM!备类似，ToolExpert 能够识别 ISO 代码中的刀具理论装配，然后自动生成刀具装配清单，以便开始产品生产，如图 11 所示。图 11ToolExpert 准备模块能够实时查看现场内有哪些装配好的刀具，及其状态（在机床上、在附件架上、不可用或者已经被另外一台机床适用等）。使用简单的颜色代码来标记状态，因此操作工在任何时候都知道有多少物理装配在现场，及其所在现场的位置。同时，操作工还能够以机床为单位查看在本机床的所有物理装配信息，也可以查看“准备于工作台”上的所有物理装配信息在程序确认之前，加工清单将自动打印（清单的格式可以根据客户要求定制）10 创建刀具物理装配使用 ToolE

13、xpert 后，刀具装配工只需关注新刀的物理装配。由于使用 ToolExpert 刀具自动装配模块，刀具库存数量自动更改，新的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。当前准备好的刀具列表可以打印出来，如图 12 所示。11 刀具测量/刀具预调ToolExpert 在加工之前，负责管理刀具装配的测量，如图 13 所示。ToolExpert 与刀具预调设备相连接，可以自动将要测量的刀具发送到刀具预调仪上。在刀具测量完成之后，数控加工程序的状态将变为待加工程序。四、CNC床准备一一上传和卸载1.上传程序操作者使用一个直观的、客户化的操作界面，ToolExpert 显示与

14、本台机床相关的待加工程序，以及已经在机床中的数控程序。使用简单的鼠标拖拽，操作者就可以将数控程序上传至机床，如图 14 所示。另外，操作者还可以实时查看机床刀库有哪些刀，以及与这些物理装配相关联的数控程序，如图所示。生成刀具补偿值列表，如图 16 所示。2.ISO 重写为减少手工更改代码带来的错误、减少重复调整刀具安装刀库的时间，ToolExpert 调整刀具刀库位置,并且重写ISO 代码。15然后，可以通过 ToolExpert 对比模块查看 ToolExpert 更改程序前后的差异。刀具补偿代码将填写至 ISO 代码之前，调整之后的刀具代号将填写在刀具补偿代码之后。amMh净前牌八开 EJ

15、WJF 鞭承蒙限iTKIguM卞K叫 fJ*kt：说二谭；H二一斜 H 香噌L酋崩*科IO型嘛艇口碗iihj.i.,mii.-1U LTW，3力亦用意共763UMfSH4OISO 代码通过 DNC自动传输至机床，如图 17 所示。才睡步，M“flr-qMZrwnr?a-EJHIT、C E,F二*WI婀1刀-CW*kFF7!XJKtlwA4J.I.UIJUBcJkHZBJdiJ-IJKUU*，.-HJ!收皿认/*T4!1时，门口“*1nm界ii；tMnmfmrtNJi=Mii-WfS*l!-i-|.l：l|IXnWftWIUlrHb_yin-n.PHitaVHFPfcrffJ|UlII“isLX

16、kl*&ui|.i：aitMiIJLTIiJT2-1CA1LIk.NFJ7T%E1PW.aTf,3CM.P41t,-A3H7,二&.=-；.1mm*Tb4lmirl.XHH.g-a!T.tHse-risiii*w二Mn=irt*tcviIIILTIETi*|J；TFljfii.*tM.alL14m04I,riZ-HinKtiJ!.AH-CBMIEWBillllrtiUfa!IwkV区工ka11Sajdd3.机床程序卸载程序加工完成之后，操作员通过简单的拖拽进行数控程序的卸载，如果操作员确认某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，如图 18 所示。五、

17、程序管理一一消耗管理ToolExpert 保存于刀具消耗相关的信息，按照加工工件的数量统计或按照加工使用寿命统计。ToolExpert 可以管理每个加工程序的状态。六、ToolExpert 接口ToolExpert 提供与主流 CA 喇件的接口。 这些接口目前均可用， 可以避免在 CAM 编程时重复刀具造型的时间浪费：导出 ToolExpert 刀具库，将刀具 3D 模型导入到 CAM（统中；直接从 CAM（件环境中启动接口，从 ToolExpert 刀具库中搜索满足加工要求的刀具。ToolExpert 可以与用户的 ERP 系统以及市场上的主流产品计划软件相连接。ToolExpert 可以与刀具自动存储系统相连接（如 MEGAMATELECTROCLASSARDEXVISTAMAGU 及 H?NEL等）。ToolExpert 可以与刀具预调仪相连接（如 ZOLLERKELCH）自动传输需要测量的刀具列表。ToolExpert 可以将测量结果写入到数控程序当中，然后，这些程序将准备通过 DNC 专输之机床，ToolExpert 将记录测量的记录历史信息。七、ToolSIMUL 五一充分利用切削条件数据1 .切削条件ToolExpert 集成了切削参数计算模块(ToolSIMUL),可以通过给定的条件自动计算