為了實(shí)現(xiàn)對(duì)工件的高效生產(chǎn)阵苇，需要進(jìn)行跨工藝流程的信息交流段鲜。而刀具管理可在其中發(fā)揮重要作用璃疫，這是因?yàn)橐坏┤鄙倭说毒撸a(chǎn)只能停止舆滞。

工業(yè)4.0的基本前提條件是互用性和通信菱区。沒(méi)有廣泛而通暢的信息交流的話(huà)，就無(wú)法得出第四次工業(yè)革命的技術(shù)方案服讯。為了能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)工件的高效生產(chǎn)绎瓣，就需要進(jìn)行跨工藝流程的信息交流：必須對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總、交換和評(píng)估授灵《录桑“大數(shù)據(jù)分析”便是其中的一句流行語(yǔ)扇述。

在加工行業(yè)里，最大的優(yōu)化潛力一直都是隱藏在工藝流程之中——能源方面杯道、經(jīng)濟(jì)方面和時(shí)間方面匪煌。為了提高生產(chǎn)效率，可以考慮各種不同的著力點(diǎn)党巾。在設(shè)計(jì)階段萎庭，可以通過(guò)改善工具和材料等進(jìn)廠(chǎng)數(shù)據(jù)，來(lái)提高設(shè)計(jì)階段的生產(chǎn)效率齿拂。在作業(yè)準(zhǔn)備階段驳规，可以通過(guò)流程管理軟件來(lái)降低生產(chǎn)設(shè)備的停機(jī)時(shí)間。一旦生產(chǎn)流程得到優(yōu)化署海，能源需求也會(huì)相應(yīng)降低吗购。這是因?yàn)樵O(shè)備在空運(yùn)行階段會(huì)被關(guān)斷，或進(jìn)入睡眠模式砸狞。企業(yè)所收集的數(shù)據(jù)同樣蘊(yùn)藏著未被利用的潛力捻勉。企業(yè)雖然把各類(lèi)數(shù)據(jù)保存了下來(lái)，但并未在提高效益的潛力方面對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析刀森。

通過(guò)采用正確的刀具管理系統(tǒng)踱启，可以實(shí)現(xiàn)高效的生產(chǎn)流程

通過(guò)軟件提供協(xié)助

從理論上看，生產(chǎn)中的優(yōu)化潛力可以被快速識(shí)別撒强。更為困難的是如何在實(shí)際工作中對(duì)貫穿產(chǎn)品使用壽命始終的潛力加以利用挽后。尤其是中小型企業(yè)會(huì)面臨諸多困難滥港，這是因?yàn)樵谒麄兛磥?lái)鸠头，唯有具體的技術(shù)解決方案和可測(cè)量的增值才是最重要的。此外换蛔，現(xiàn)有的公共設(shè)施應(yīng)該得到利用诱价，并逐步得到改善;同時(shí)，生產(chǎn)流程實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化孽强，生產(chǎn)能力得到提高涧俐，從而達(dá)到節(jié)能和降低成本的目的。在這方面氮妆，各種不同的軟件程序便可提供協(xié)助偶村。

在切削加工中，軟件可以發(fā)揮出重要的作用匹溪。它可以被集成到整個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)之中娶架，從下達(dá)生產(chǎn)任務(wù)、工件設(shè)計(jì)玩冷、模擬窿侈，到產(chǎn)品生產(chǎn)和發(fā)貨炼幔。唯有考慮到所有流程和數(shù)據(jù)，方可實(shí)現(xiàn)價(jià)值創(chuàng)造史简。屬于此類(lèi)的還有生產(chǎn)過(guò)程中的作業(yè)器械數(shù)據(jù)乃秀，如切削刀具、檢驗(yàn)裝置和器具等圆兵。

刀具的內(nèi)連

為了實(shí)現(xiàn)對(duì)工件的高效生產(chǎn)跺讯，需要從一開(kāi)始就落實(shí)跨流程的信息交換。這項(xiàng)工作從客戶(hù)接受訂單時(shí)就已經(jīng)開(kāi)始：在那時(shí)就對(duì)產(chǎn)品的種類(lèi)和數(shù)量以及供貨期限和目的作了規(guī)定⊙撑現(xiàn)在則通常需要把訂單要求傳輸給PLM/CAD系統(tǒng)抬吟，以便設(shè)計(jì)人員開(kāi)始其設(shè)計(jì)工作啸罢。為了能夠高效計(jì)劃加工規(guī)模战钾，在這個(gè)工作步驟上就需要開(kāi)始選擇生產(chǎn)刀具。許多著名的刀具制造廠(chǎng)商(如Walter公司等)均可提供其刀具產(chǎn)品的3D模型和重要的技術(shù)參數(shù)温学，以便設(shè)計(jì)人員能夠很好地對(duì)工件的后續(xù)加工作出設(shè)計(jì)聪建。在此時(shí)間節(jié)點(diǎn)上钙畔，也需要審核所需刀具的存量，例如在機(jī)床設(shè)備上的存量或庫(kù)存存量槽悼。在NC編程過(guò)程中埂荤，需要針對(duì)各種材料納入相應(yīng)刀具并對(duì)加工過(guò)程進(jìn)行模擬。然后開(kāi)始生產(chǎn)页梁。

機(jī)床所需的軟件來(lái)自多家不同的廠(chǎng)商屁蕾。其中有Sandvik-Group集團(tuán)公司所屬的TDMSystems公司，是針對(duì)切削領(lǐng)域的Tool Data Management(TDM/刀具數(shù)據(jù)管理)的供應(yīng)商队淳。該系統(tǒng)收集生產(chǎn)數(shù)據(jù)和刀具數(shù)據(jù)并把數(shù)據(jù)傳送到生產(chǎn)系統(tǒng)里躺潘。此外，連接各種不同在線(xiàn)平臺(tái)的接口也都是開(kāi)放的千雏。

Mapal公司的Uniset C

借助于不同的刀具管理技術(shù)方案毕亲，刀具數(shù)據(jù)也可以被提供給調(diào)節(jié)裝置來(lái)使用，圖中所示為Mapal公司的Uniset C

對(duì)刀具使用壽命的管理

通過(guò)采用TLM(Tool Lifecycle Management/刀具使用壽命管理)误目，TDM系統(tǒng)可以專(zhuān)注于生產(chǎn)流程和配備的優(yōu)化项蝉。軟件可以涵蓋設(shè)計(jì)與生產(chǎn)等所有階段的刀具組織工作。作為ERP轴私、PLM和MES系統(tǒng)之間的連接環(huán)節(jié)白找，軟件可以收集刀具數(shù)據(jù)和圖形并在CAM和模擬過(guò)程中提供此類(lèi)數(shù)據(jù)。同時(shí)赁严，軟件還承擔(dān)起對(duì)刀具循環(huán)使用的組織工作扰柠，即：它提供有關(guān)設(shè)備上和倉(cāng)庫(kù)里的刀具存量與狀態(tài)等信息。由此误澳，可以降低刀具的循環(huán)和庫(kù)存數(shù)量耻矮，使訂貨量與生產(chǎn)狀況相匹配秦躯。

軟件對(duì)工件設(shè)計(jì)與模擬過(guò)程中用到的所有刀具進(jìn)行匯總并制成表格。根據(jù)此類(lèi)表格便可在顧及刀具使用年限和實(shí)際庫(kù)存量的基礎(chǔ)上計(jì)算出每項(xiàng)生產(chǎn)任務(wù)所需的刀具數(shù)量裆装。

接下來(lái)便是對(duì)已經(jīng)具備所有或大部分刀具的加工機(jī)床進(jìn)行選擇踱承。對(duì)所缺少的刀具，可以向倉(cāng)庫(kù)領(lǐng)取或向供應(yīng)商進(jìn)行訂購(gòu)哨免，并計(jì)入到相應(yīng)的成本中心里茎活。

刀具測(cè)量也被納入到TLM系統(tǒng)里。對(duì)此琢唾，TDM Systems公司可以與預(yù)調(diào)系統(tǒng)的廠(chǎng)商合作载荔。在測(cè)量過(guò)程中，此類(lèi)系統(tǒng)可以獲取保存在TDM上的刀具額定參數(shù)采桃，并把實(shí)際測(cè)量數(shù)值寫(xiě)回到系統(tǒng)里去懒熙。因此，從實(shí)際生產(chǎn)中所獲得的經(jīng)驗(yàn)數(shù)值便可供設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)階段使用脂壁。所測(cè)得的數(shù)據(jù)也可被傳送給機(jī)床囤乎。

通過(guò)對(duì)刀具存量的透明化處理，可以把換裝時(shí)間和設(shè)備停機(jī)時(shí)間縮短到最小程度揖帕。

在Coscom公司的Tooldirector VM系統(tǒng)與作為機(jī)械-數(shù)字測(cè)量單元的預(yù)調(diào)節(jié)裝置之間的網(wǎng)絡(luò)連接和數(shù)據(jù)通信

與刀具制造廠(chǎng)商的合作

此類(lèi)管理軟件的優(yōu)點(diǎn)很明顯：它可以為持續(xù)處于使用之中且需要定期更換和訂購(gòu)的刀具的管理提供支持敢薄。為了給用戶(hù)提供支持，刀具制造商往往會(huì)與軟件專(zhuān)業(yè)公司合作挎茂。TDM Systems公司也與Mapal公司開(kāi)展了此類(lèi)合作艇线。在合作過(guò)程中，軟件公司可以把精密刀具制造商的輸出和調(diào)節(jié)系統(tǒng)與其刀具使用壽命管理系統(tǒng)相對(duì)接热轨。

Mapal公司借助于TDM系統(tǒng)的能力游鹿，通過(guò)其新的物流和服務(wù)項(xiàng)目向用戶(hù)提供支持。兩家企業(yè)共同為用戶(hù)提供一種實(shí)現(xiàn)專(zhuān)業(yè)化刀具管理的途徑跷它。通過(guò)合作容且，Mapal公司的調(diào)節(jié)和傳送系統(tǒng)可以與新的或現(xiàn)有的TDM應(yīng)用系統(tǒng)相對(duì)接。通過(guò)接口可以實(shí)現(xiàn)刀具額定數(shù)值的交換和刀具測(cè)量數(shù)值的復(fù)寫(xiě)唾诺。

除了與軟件廠(chǎng)商的合作之外，Mapal公司還與SAP及其他伙伴公司共同研發(fā)出了自己的C類(lèi)部件的使用周期管理軟件途凫。該精密刀具制造廠(chǎng)商借助于SAP-Hana云平臺(tái)垢夹，開(kāi)發(fā)出了自己的高效操作刀具及其數(shù)據(jù)的c-Com技術(shù)方案。此外维费，Mapal公司在2016年的AMB展會(huì)上推出了c-Com的Beta版本果元。

基于明確規(guī)則和訪(fǎng)問(wèn)權(quán)限，用戶(hù)和供應(yīng)商可以在此公開(kāi)透明的平臺(tái)上對(duì)相關(guān)刀具數(shù)據(jù)進(jìn)行維護(hù)和分享犀盟。用于合作的數(shù)據(jù)總是處于最新的狀態(tài)而晒。無(wú)論使用者數(shù)量有多少蝇狼，數(shù)據(jù)的所有者在平臺(tái)上對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行了一次維護(hù)之后，所有被授權(quán)的參與者均可從各自的駐地隨時(shí)查閱所需的信息倡怎。

此外迅耘，企業(yè)還可以在該平臺(tái)上在自己的環(huán)境里對(duì)所采用的技術(shù)方案進(jìn)行比對(duì)，例如不同工廠(chǎng)加工的相同工件所需的刀具和加工參數(shù)监署。由此颤专，可以對(duì)企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化和測(cè)評(píng)策略提供支撐，對(duì)庫(kù)存數(shù)量和采購(gòu)策略進(jìn)行優(yōu)化钠乏，并可對(duì)采購(gòu)與生產(chǎn)衙猾、采購(gòu)與供應(yīng)商之間的互動(dòng)進(jìn)行簡(jiǎn)化。通過(guò)c-Com平臺(tái)诽祠，供應(yīng)商可以更有針對(duì)性地提供新的服務(wù)項(xiàng)目斧与。

工業(yè)4.0中的工具

針對(duì)刀具管理的另一個(gè)軟件生產(chǎn)商是Coscom公司。隨著制造的數(shù)字化發(fā)展秧诊，該企業(yè)也把刀具調(diào)節(jié)裝置集成到其作為上一級(jí)中央數(shù)據(jù)庫(kù)的Tooldirector VM刀具管理系統(tǒng)里照腐。NC編程過(guò)程會(huì)產(chǎn)生整個(gè)刀具圖形和相應(yīng)的刀具應(yīng)用參數(shù)(如額定數(shù)據(jù)和切削參照點(diǎn))。切削參照點(diǎn)常常為用戶(hù)所獨(dú)有担灭，并在CAD/CAM編程過(guò)程中被更改贿册。

為了使刀具在CNC機(jī)床上正確工作，有必要把所希望的切削參照點(diǎn)位置傳送給預(yù)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)寓综。針對(duì)預(yù)調(diào)節(jié)裝置的本身測(cè)量過(guò)程睦忘，中央刀具數(shù)據(jù)庫(kù)還可提供歸屬于相應(yīng)整體刀具的測(cè)量程序信息和相應(yīng)的刻度和聚焦數(shù)值。所有數(shù)據(jù)作為具體的整體刀具信息被傳送給預(yù)調(diào)節(jié)裝置耿堕，以實(shí)現(xiàn)對(duì)工件的正確機(jī)械加工砖啄。唯有如此，方可確保所驗(yàn)證的虛擬設(shè)備上的模擬結(jié)果可被用于現(xiàn)實(shí)的加工作業(yè)中味廊。

在Coscom技術(shù)方案里蒸甜，Tooldirector VM作為中央數(shù)據(jù)源被用于預(yù)調(diào)節(jié)裝置上。借助于一個(gè)LAN連接余佛，所有所需的調(diào)節(jié)和測(cè)量信息被傳送給測(cè)量裝置柠新。

所有系統(tǒng)都追求一個(gè)目標(biāo)，那就是在數(shù)字化的制造過(guò)程中辉巡，由采購(gòu)過(guò)程直至產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程恨憎，使信息流呈現(xiàn)透明和高效的狀態(tài)。數(shù)據(jù)由中央系統(tǒng)提供并得到集中維護(hù)郊楣，數(shù)據(jù)流亦是如此憔恳。這便是工業(yè)4.0在現(xiàn)實(shí)制造中的一種體現(xiàn)。

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