Tool Expert高效的刀具管理系统简述

　　现代的制造车间以数控机床为主，配置各种CAD/CAM、PDM、ERP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，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，数据能够进行无缝交换，数控设备的利用率能够提高到70%～80%。

　　针对以上问题，Tool Expert系统拥有一套成熟的解决方案。Tool Expert（以下简称TE） 是Spring公司开发的数控刀具管理系统。

　　举例来说，一家企业可能拥有至少5台数控加工中心，在机械加工过程中存在以下几个问题：车间操作员有20%的时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%的管理时间浪费在无效的刀具搜索；30%～60%的刀具库存未有效管理。

　　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。TE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，刀具采购与订单接收管理。

　　本系统采用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server安装有核心数据库，用于管理生产相关数据。

　　在数控车间内，通过基础核心数据库，对刀具相关部件、量具、夹具、程序等信息进行管理，集成CAD/CAM、PDM、ERP等系统，数据通过TE平台进行无缝传输，共享信息、提高及时性、避免重复数据输入。TE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/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、采购申请与接收订单。

　　TE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：工艺方法；刀具准备与数控机床准备；刀具库存管理与分析。

　　1. 工艺方法模块

　　在技术准备环节，为了减少产品生产的等待时间, Tool Expert 分析与判定加工所需要的刀具；为了回答工艺中的问题，Tool Expert使用核心数据库进行知识管理；有了TE技术人员不必费力去掌握所有刀具的用法； Tool Expert提供一个直观的多种选择的搜索功能。

　　工艺工程师通过TE进行选刀，很方便地查找到所需刀具，相关信息包括刀具数量，刀具存放位置，几何尺寸，刀具涂层，可切削材料，装配组合关系，并能监控现场可用的物理装配，使用状态（装配完待用/在正使用中/不可用）以及存放位置等；编程人员在使用CAM进行编程时，可直接调用TE中的刀具，省去了刀具重复造型的步骤；生成的程序代码通过TE进行生产准备，TE能自动解析出所用刀具列表，生成刀具清单，列出每把刀的可使用状态；装配员收到刀具装配列表，进行刀具准备；最后，仿真工程师将需要仿真的刀具列表导出，生成刀具3D造型，直接应用于仿真系统。

　　2. 生产车间准备

　　计划员进行计划排产，计划界面完全采用拖拽方式，操作简单。TE能够自动解析程序格式，确保所用程序与机床完全匹配，计划任务及时地为相关人员所查看，以便进行生产准备。

　　TE与DNC通过接口连接，操作员选择相应的数控程序上传/卸载，所有操作均采用拖拽方式，简便并且安全。TE管理所有刀具部件，物理装配，夹具/量具信息。刀具装配员通过TE接收装配清单，及时进行刀具准备；刀具测量后，刀具补偿值可以通过TE传输至机床设置；加工完成后，刀具进行卸载，返回库房、修磨处理或报废。所有这些步骤操作简单，仅用鼠标点击即可完成。

　　3. 管理：分析与统计

　　TE统计分析界面简单明了，可方便地进行刀具消耗分析，然后生成报表，报表采用图形展示，很直观；分析结果可以按照每月每台机床进行，也可以是每月每把刀的消耗统计；统计的结果直接用于相关决策。

　　TE可以与ERP系统连接，例如提交采购申请，收货后，进行收货处理。

　　Tool Expert给您带来的收益：保证在准备阶段100%的刀具可用；在刀具准备阶段节省50%的时间；减少30%的刀具库存；降低15%的无用库存；0%的失效和不可控刀具。

　　萨基姆防务安全公司（SAGEM DEFENSE SECURITE）是赛峰集团（SAFRAN Group）下属的一家高科技公司。在民用和国防技术领域中，萨基姆防务安全公司是世界领先的光电、航空电子设备和关键软件的解决方案与服务提供商。

　　萨基姆防务安全公司使用的机械加工程序，在发送到生产车间之前，是由工艺规划部门利用Missler公司的TopCAM CAD/CAM软件编制的。萨基姆缺乏一个易于使用的刀具数据库系统，这使得在实践中工艺规划部门和生产车间使用的数据库不一致，必须要靠纸质的文档传递信息。而零散的纸质文档到处杂乱无章地存放，甚至还沾满了车间中的油渍。最后，由于必须要手动进行刀具测量参数的加载，导致很多不合格和停机时间的产生。为了解决这些问题，萨基姆联合施柏瑞科技的专家，制订了一整套有关解决方案的标准。

　　对于工艺规划部门，其基本需求是编制数控加工程序（使用Missler公司的TopCAM编程，并提供与Tool Expert数据库的接口）和优化切削刀具的使用（修改车间中所需的刀具装配，更换已经报废的刀具，稳定的统计管理，依据刀具的使用历史进行切削条件优化）。

　　在车间中，问题的关键是实时地掌握可用刀具的完整信息，用以减少刀具查找、装配和测量时间。最后，任何的异常情况，如无法实行或非优化的设置，都将被报告给工艺规划部门。

　　通过将公司所有与刀具相关的信息集中到一个共同的数据库中，Tool Expert使萨基姆的工艺规划部门与生产车间建立起所需的交互：有关装配变更的沟通如今已经可以更加严格地控制，在车间所做的变更会反馈到工艺规划部门，并反映在数据库中。这意味着刀具被更好地管理（避免重复采购），并显著减少了花费在刀具上的时间，以及有效延长了刀具的使用寿命。

　　Tool Expert还使得工艺的安全性和质量有所提高，例如通过自动刀具补偿参数加载，避免了因手工操作而产生的错误，使得加工效率提升了大约4％。

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