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近年来,现代数控刀具管理技术获得了快速发展,越来越多的刀具制造商、工程软件和工程技术开发商推出了不同类型、各具特色的刀具管理模式和相应的软件。 刀具管理在提高加工效率和数控机床利用率、保证产品质量、降低制造成本方面显示出很大的潜力。从企业的实际情况出发,积极采用适当的刀具管理技术已成为推 动制造业刀具用户提高企业管理和制造技术水平的重要举措,因此受到越来越多企业的关注。
现代刀具管理概念的提出可追溯到上世纪七八十年代CIMS系统的开发时期,刀具信息及实物的管理是CIMS系统中不可缺少的组成部分。“近年 来,信息技术在制造业中的应用正不断深化,已逐步由数控制造技术层面向企业管理领域拓展。通过将企业内部分散的开发、制造、营销、管理等部门的信息管理子 系统集成整合为统一的企业信息化管理系统,实现各子系统信息的交流与共享,大大提高了企业的运营效率。”国际模具及五金塑胶产业供应商协会秘书长罗百辉认 为,在企业信息化管理的发展过程中,有关刀具和切削技术的信息与企业产品的创新设计及制造有着密切联系,决定着产品的设计开发水平和加工制造效率。因此, 将刀具管理纳入企业信息化管理系统的工作开始受到企业重视。随着企业将非核心业务分离出来外包给专业化社会资源的进程不断加快,企业对刀具管理的需求也变 得更加迫切,从而推动了刀具管理技术的应用与发展。
为满足无人生产日益增长的趋势,企业越来越重视无故障加工的技术和策略。为了实现这个目标,山特维克可乐满开发了高压冷却解决方案,从而使客户获得延长机床刀具寿命、提升零件一致性和工艺安全性等好处。
本质上,高压冷却液(简称HPC)的工作原理是把刀具和加工零件产生的热量转移到冷却液中。有效冷却加工区可降低刀具磨损,延长刀具寿命,以及进一步提高切削速度。改进切屑控制可消除故障停机,提高机床利用率。
高压冷却液的核心是它优化的喷嘴,将冷却液通过平行层流方式,与切削刃形成正确的角度,高速喷到刀具刀片的正确部位。安装在刀杆上固定的、预定向设置的高压喷嘴意味着无需操作员进行人为设置。根据刀具类型不同,刀杆上配有两个或三个喷嘴,并与机床或者附加的冷却液泵连接。
高压冷却通常是指冷却液压力高达80巴。山特维克可乐满正在开发的高压冷却解决方案将来可把压力提高到至少150巴。
对刀具管理系统的基本要求包括:
(1)在产品的工程开发阶段应有足够的刀具记录,每件刀具包含2D/3D信息,并有一个很好的输入功能,能方便、快捷地补充刀具的新产品。更重 要的是系统应能支持工艺创新,选用正确的刀具,合理设置切削参数,并提供刀具的应用技术(如走刀策略、高速旋转刀具的动平衡和装夹技术、刀具使用的安全技 术等)。
(2)在刀具的物流管理阶段应能跟踪刀具的物流过程,提供刀具的正确位置,动态反映刀具的库存及使用状况,并能对刀具管理的效果进行评估和监督,设置刀具的最低库存量。
根据用户对刀具管理系统在两个不同阶段的不同需求,目前市场上出现了多种刀具管理模式。这些模式主要可以分为两大类:一类是以车间为使用对象、 以物流管理为主的刀具管理系统。这种模式又可按服务内容多少和程度深浅分为不同的级别:低级别管理系统只负责刀具的采购和库存管理;较高级别的管理系统还 负责生产现场的故障处理和刀具改进;目前最高级别的管理系统则采用全包形式,由刀具管理公司在企业内部设置常驻机构,全面管理生产现场的刀具,并对刀具进 行优化。对于前两种管理级别,通常由刀具供应商以在车间设置刀具自动仓储柜的方式或对车间的刀具库进行管理。这种刀具管理系统除了管理机床操作者对刀具的 领用、归还以外,供应商还可通过网络管理仓储柜中的库存,及时补充刀具,并提供分析工人使用刀具情况的信息,可收到提高刀具使用率、降低刀具库存和行政管 理成本的效果。目前此类系统主要由刀具制造商、大型刀具代理商或工程软件开发公司提供,分别具有不同的优缺点,刀具制造商和代理商推出的系统具有较强的专 业优势,但对刀具的覆盖面有一定局限性;工程软件公司开发的系统则更多地引入了分析、推理、专家知识等功能,在功能的完整性与兼容性上具有一定优势。