中車大同公司 焦金明 李翼龍 史 軍

基于智能化的數(shù)控刀具管理系統(tǒng)研究

中車大同公司 焦金明 李翼龍 史 軍

借鑒先進(jìn)的自動(dòng)化倉(cāng)儲(chǔ)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)信息化技術(shù)、傳感技術(shù)、條形掃碼技術(shù)，研發(fā)智能數(shù)控刀具管理系統(tǒng)。通過(guò)智能數(shù)控刀具管理系統(tǒng)的研究實(shí)現(xiàn)數(shù)控刀具的自動(dòng)化、信息化的實(shí)時(shí)管理。

數(shù)控刀具；智能；數(shù)據(jù)庫(kù)

引言

數(shù)控刀具是機(jī)械加工的根本，刀具管理水平的好壞對(duì)提高刀具的應(yīng)用起著致關(guān)重要的作用。本文以A公司機(jī)械一車間智能化數(shù)控刀具庫(kù)建設(shè)為例研究說(shuō)明智能化在數(shù)控刀具中的管理作用和重要意義。該研究對(duì)制造工廠智能制造建設(shè)中的智能倉(cāng)儲(chǔ)和智能物流研究有一定的借鑒作用。

1.現(xiàn)狀分析

隨著A公司數(shù)控刀具數(shù)量和品種的不斷加大，傳統(tǒng)的刀具管理模式已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足刀具發(fā)展的需求。

1.1 傳動(dòng)管理模式無(wú)法保證刀具的日常管理

A公司機(jī)械一車間數(shù)控刀具1300把，刀具管理人員僅有2人，刀具存放空間狹小，刀具經(jīng)常出現(xiàn)互相堆積現(xiàn)場(chǎng)。手工紙質(zhì)管理無(wú)法滿足快速查找、快速定位和實(shí)時(shí)狀態(tài)信息反饋的需求。

1.2 刀具資產(chǎn)大、積壓浪費(fèi)嚴(yán)重

A公司機(jī)械一車間大部分刀具為進(jìn)口刀具，資產(chǎn)累積近千萬(wàn)元，由于傳統(tǒng)管理手段問(wèn)題，大部分刀具無(wú)法實(shí)現(xiàn)信息共享，刀具互換性得不到滿足，部分刀具重復(fù)訂購(gòu)，一些通用刀具成為了專用刀具，造成了大量重復(fù)投入。

1.3 信息溝通困難，數(shù)據(jù)真實(shí)性難以保證，技術(shù)決策困難

刀具臺(tái)帳手工管理，信息無(wú)法共享。數(shù)據(jù)掌握在少數(shù)幾個(gè)人手中，人為因素影響數(shù)據(jù)的真實(shí)性。技術(shù)人員在進(jìn)行技術(shù)分析和刀具采購(gòu)決策時(shí)無(wú)法得到真實(shí)數(shù)據(jù)，嚴(yán)重影響決策的準(zhǔn)確性。

2.技術(shù)建立

借鑒先進(jìn)的自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)信息化技術(shù)、傳感技術(shù)、條形掃碼技術(shù)、無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，從刀具需求、采購(gòu)、存儲(chǔ)、維護(hù)、使用、報(bào)廢等各環(huán)節(jié)進(jìn)行控制和管理，與公司資源數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行集成，建立自動(dòng)化、實(shí)時(shí)性、量化的刀具智能管理平臺(tái)，提高刀具利用效率，降低生產(chǎn)成本。

整個(gè)網(wǎng)絡(luò)由四個(gè)層次構(gòu)成：一層是企業(yè)資源數(shù)據(jù)庫(kù)；二層刀具數(shù)據(jù)庫(kù)；三層是現(xiàn)場(chǎng)刀具超市管理系統(tǒng)、打印機(jī)、條形碼掃描儀、客戶端；四層是智能倉(cāng)庫(kù)、智能刀具小車。

3.方案設(shè)計(jì)

3.1 刀庫(kù)尺寸

目標(biāo)要求：按照數(shù)控刀具集中化管理思路，初步設(shè)計(jì)1500把刀柄，實(shí)現(xiàn)立體存放，智能存取，刀具查詢，信息匯總，報(bào)表統(tǒng)計(jì)，ERP、SAP、MES銜接。

解決措施：現(xiàn)有廠房高度10米來(lái)考慮。設(shè)計(jì)采用垂直式提升升降貨柜，實(shí)施數(shù)量2套，貨柜配備托盤有效深度805mm，有效長(zhǎng)度2460mm，整機(jī)高度9000mm，單托盤最大載重量750kg。計(jì)算設(shè)備占地面積（長(zhǎng)6000mm×深2840mm=17.04m2）。布局圖如圖1所示。

3.2 刀庫(kù)安裝

考慮到廠房現(xiàn)場(chǎng)平面及存取刀具的方便，立體刀庫(kù)安裝在車間內(nèi)部，建立數(shù)控刀具分配中心，采用玻璃防護(hù)門單獨(dú)隔離。新建刀具管理室，內(nèi)設(shè)對(duì)刀儀和電腦控制臺(tái)。

圖1 布局圖

3.3 存儲(chǔ)方式

垂直升降立體倉(cāng)庫(kù)以托盤為存儲(chǔ)單元。通過(guò)貨柜中央提升小車的升降和托盤的水平運(yùn)動(dòng)，將存放貨物的托盤取出或送到柜體前、后相應(yīng)貨位。貨柜入口處設(shè)有自動(dòng)測(cè)高裝置，存儲(chǔ)貨物時(shí)，自動(dòng)檢測(cè)所存物體的高度，合理安排存放位置，空間利用率更高。

3.4 物料分配形式

按照刀柄的高度大約為400mm左右，每個(gè)托盤可以存放刀柄數(shù)量60把BT50刀柄，則1500把刀柄需要約25個(gè)托盤，剩余刀片采用物料盒的形式進(jìn)行存放，可以存放約1000余種的刀片需要約40個(gè)托盤。

4.軟件管理及網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)

分析了智能化刀庫(kù)要實(shí)現(xiàn)的功能作為軟件的基本輸入，擴(kuò)展開(kāi)發(fā)了新的功能。自動(dòng)貨柜管理軟件主要分為自動(dòng)貨柜控制軟件和刀具數(shù)據(jù)智能管理分析軟件兩部分，如圖2所示。其中自動(dòng)貨柜控制軟件為刀庫(kù)基礎(chǔ)管理軟件；刀具數(shù)據(jù)智能管理分析軟件為專業(yè)管理分析系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)與管理軟件的數(shù)據(jù)交互和公司ERP數(shù)據(jù)庫(kù)的交互，具備網(wǎng)絡(luò)管理功能，為整個(gè)刀具管理系統(tǒng)的管理核心。數(shù)據(jù)路線如圖3所示。

圖2 數(shù)據(jù)管理軟件

圖3 數(shù)據(jù)路線

5.結(jié)語(yǔ)

5.1 將傳統(tǒng)的手工刀具管理模式改變?yōu)榱Ⅲw倉(cāng)儲(chǔ)式信息化管理模式。實(shí)現(xiàn)了刀具的高效管理，刀具的利用率得到提升，資源得到優(yōu)化。

5.2 將原來(lái)的紙質(zhì)領(lǐng)用記錄改變?yōu)樽詣?dòng)記錄，數(shù)據(jù)信息透明化，刀具消耗數(shù)量領(lǐng)用更科學(xué)。

5.3 把人為記憶和掌控庫(kù)存的模式改變成為自動(dòng)預(yù)警，避免人為因素造成不必要的庫(kù)存緊張，影響使用。

5.4 通過(guò)定置管理，加強(qiáng)刀具的識(shí)別和取用，避免了人為識(shí)別錯(cuò)誤，提高刀具使用的準(zhǔn)確性。

5.5 將各設(shè)備配置的刀具動(dòng)態(tài)管理，實(shí)時(shí)掌握各設(shè)備上刀具的庫(kù)存，便于反向查詢，減少訂購(gòu)新刀具，提升10%的刀具利用率。

5.6 通過(guò)記錄各設(shè)備上刀具的使用情況，統(tǒng)計(jì)和準(zhǔn)確分析消耗定額，掌握消耗狀況，通過(guò)刀具消耗異常來(lái)加強(qiáng)質(zhì)量控制。

5.7 更好的掌握刀具及配件信息，根據(jù)刀具信息制定合理的配刀方案。

5.8 立體刀庫(kù)可以利用最小的地面面積獲得最大的存儲(chǔ)容量，存儲(chǔ)更合理、快捷。

[1]王喜富.物聯(lián)網(wǎng)與智能物流.清華大學(xué)出版社,2014,1.

[2]彭瑜,王健,劉亞威.智慧工廠.機(jī)械工業(yè)出版社,2016,1.