摘要：数控加工过程中,对刀具管理自动化的要求越来越高,但目前国内关于刀具管理系统自动化的研究相对较少。基于此，本文针对智能数控刀具管理系统进行了分析。
关键词：智能；数控；刀具；管理系统
数控刀具是机械加工的根本，刀具管理水平的好坏直接影响着加工效率及质量。本文以机械加工车间（以下简称某机加车间）智能化数控刀具库建设为例研究分析智能化在数控刀具中的管理作用和重要意义。该研究对智能工厂建设中的智能仓储和智能物流研究有一定的借鉴作用。
1数控刀具管理现状分析
随着某机加车间数控刀具数量和品种的不断加大，传统的刀具管理模式已经远远不能满足刀具发展的需求。
1.1传统管理模式已无法满足刀具的日常管理需求
该机加车间现有数控刀具1300把，刀具管理人员仅有2人，刀具存放空间狭小，刀具经常出现现场互相堆积。手工纸质管理无法满足快速查找、快速定位和实时状态信息反馈的需求。
1.2刀具资产大、积压浪费严重
该机加车间大部分刀具为进口刀具，资产累积近千万元，由于传统管理手段问题，大部分刀具无法实现信息共享，刀具互换性得不到满足，部分刀具重复订购，一些通用刀具成为了专用刀具，造成了大量重复投入。
1.3信息沟通困难，数据真实性难以保证，技术决策困难
该机加车间刀具台账手工管理，信息无法共享。数据掌握在少数几个人手中，人为因素影响数据的真实性。技术人员在进行技术分析和刀具采购决策时无法得到真实数据，严重影响决策的准确性。
2智能数控刀具管理系统的建立及构成
借鉴先进的自动化仓库技术、网络信息化技术、传感技术、条形扫码技术、无线网络技术，从刀具需求、采购、存储、维护、使用、报废等各环节进行控制和管理，与工厂资源数据库进行集成，建立自动化、实时性、量化的刀具智能管理平台，提高刀具利用效率，降低生产成本。
整个网络由四个层次构成：底层是企业资源数据库；上层刀具数据库；再上层是现场刀具管理系统、打印机、条形码扫描仪、客户端；顶层是智能仓库、智能刀具小车。
3方案设计
3.1刀库尺寸
目标要求：按照数控刀具集中化管理思路，初步实现1500把刀柄的立体存放，智能存取，刀具查询，信息汇总，报表统计，以及与ERP、SAP、MES衔接。
解决措施：考虑到现有厂房高度为10m，设计采用垂直式提升升降货柜，实施数量2套，货柜配备托盘有效深度805mm，有效长度2460mm，整机高度9000mm，单托盘最大载重量750kg。计算设备占地面积（长6000mm×深2840mm=17.04m2）。布局图如图1所示。
3.2刀库安装
考虑到厂房现场平面及存取刀具的方便，立体刀库安装在车间内部，建立数控刀具配送中心，采用玻璃防护门单独隔离。同时建立刀具管理中心，内设对刀仪、动平衡仪等及电脑控制台。
3.3存储方式
垂直升降立体仓库以托盘为存储单元。通过货柜中央提升小车的升降和托盘的水平运动，将存放货物的托盘取出或送到柜体前、后相应货位。货柜入口处设有自动测高装置，存储货物时，自动检测所存物体的高度，合理安排存放位置，空间利用率更高。
3.4物料分配形式
按照刀柄的高度大约为400mm左右，每个托盘可以存放刀柄数量60把BT50刀柄，则1500把刀柄需要约25个托盘，剩余刀片采用物料盒的形式进行存放，可以存放约1000余种的刀片需要约40个托盘。
4.软件管理与及网络设计
智能化刀库要实现的功能作为软件的基本输入，扩展开发了新的功能。自动货柜管理软件主要分为自动货柜控制软件和刀具数据智能管理分析软件两部分。其中自动货柜控制软件为刀库基础管理软件；刀具数据智能管理分析软件为专业管理分析系统，实现与管理软件的数据交互和公司ERP数据库的交互，具备网络管理功能，为整个刀具管理系统的管理核心。其中刀具数据智能管理系统功能模块图如图3。数据路线如图2所示。
5智能数控刀具管理系统的应用优点
①将传统的手工刀具管理模式改变为立体仓储式信息化管理模式。实现了刀具的高效管理，刀具的利用率得到提升，资源得到优化。②将原来的纸质领用记录改变为自动记录，数据信息透明化，刀具消耗数量领用更科学。③把人为记忆和掌控库存的模式改变成为自动预警，避免人为因素造成不必要的库存紧张，影响使用。④通过定置管理，加强刀具的识别和取用，避免了人为识别错误，提高刀具使用的准确性。⑤将各设备配置的刀具动态管理，实时掌握各设备上刀具的库存，便于反向查询，减少订购新刀具，提升10%的刀具利用率。⑥通过记录各设备上刀具的使用情况，统计和准确分析消耗定额，掌握消耗状况，通过刀具消耗异常来加强质量控制。⑦更好的掌握刀具及配件信息，根据刀具信息制定合理的配刀方案。⑧立体刀库可以利用最小的地面面积获得最大的存储容量，存储更合理、快捷。
参考文献
[1]李驰明.数控刀具信息智能化传输系统[D].哈尔滨理工大学,2013.
[1]余良伟,陈绪兵,王瑜辉,等.基于RFID的智能化机床刀具信息管理研究[J].工具技术,2016.
论文作者:徐冠寒,毕超越
论文发表刊物:《电力设备》2017年第7期
论文发表时间:2017/6/30
标签：刀具论文; 数控论文; 管理系统论文; 智能论文; 货柜论文; 托盘论文; 数据论文; 《电力设备》2017年第7期论文;