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        刀具管理系統(tǒng)自主開發(fā)與應(yīng)用

        2019-10-26 03:03:40梁其杲范海斌林紅昌曹景友
        模具制造 2019年9期
        關(guān)鍵詞:管理

        梁其杲,范海斌,林紅昌,曹景友

        珠海格力精密模具有限公司(廣東珠海 519070)

        1 引言

        在模具加工行業(yè),當(dāng)CNC設(shè)備超過50臺后,刀具的使用量非常龐大,靠人工來判斷刀具的壽命及登記刀具的領(lǐng)取、使用、回收,存在刀具使用不當(dāng)或刀具濫用的現(xiàn)象。問題點(diǎn)包括:①現(xiàn)在靠人為去判斷刀具的壽命,對于員工的工作經(jīng)驗(yàn),崗位技能及工作責(zé)任心要求高;②同一規(guī)格的刀具特征一致,不能有效地監(jiān)控刀具的輸出,使用,回收;③刀具相關(guān)的加工質(zhì)量及成本的管理比較困難。

        2 整體方案概述

        (1)建立刀具提單,配送,回收的流程標(biāo)準(zhǔn)。

        (2)自主開發(fā)生產(chǎn)管理系統(tǒng)(下稱系統(tǒng)):

        a.生產(chǎn)計(jì)劃員使用系統(tǒng)管理及下發(fā)機(jī)臺計(jì)劃。

        b.CNC操作員使用系統(tǒng)接收和管理加工任務(wù),根據(jù)加工任務(wù),通過系統(tǒng)提交加工信息。

        c.系統(tǒng)通過讀取加工信息的加工卡數(shù)據(jù),疊加加工信息,判斷刀具需求類型,加工時(shí)間及壽命,生成刀具需求訂單。

        d.刀庫管理員根據(jù)刀具需求信息進(jìn)行刀具的配送及回收工作。

        3 詳細(xì)技術(shù)方案

        建立刀具提單、配送、回收的流程標(biāo)準(zhǔn)。如圖1所示,要把制造車間的加工計(jì)劃、刀具需求,加工技術(shù)部的刀具技術(shù)要求、規(guī)格、數(shù)據(jù)量,刀具庫物料管理員的刀具配送、回收,出放庫等3個(gè)方面的工作流程進(jìn)行管理。

        根據(jù)本公司的生產(chǎn)流程及刀具使用情況,評審軟件的總體設(shè)計(jì),軟件的功能及實(shí)現(xiàn)的算法,軟件的數(shù)據(jù)庫等,使用C語言編程將刀具管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)為生產(chǎn)管理,借刀管理和刀具異常3大模板。其中生產(chǎn)管理模塊是核心,主要包括4大模塊,包括:①機(jī)床計(jì)劃模塊;②機(jī)床任務(wù)模塊;③刀庫管理模塊;④系統(tǒng)設(shè)置模塊。

        生產(chǎn)管理模塊:

        圖1 刀具物料管理流程圖

        生產(chǎn)管理模塊是刀具管理系統(tǒng)的核心,其中:①機(jī)床計(jì)劃模塊面向CNC生產(chǎn)計(jì)劃員;②機(jī)床任務(wù)模塊面向CNC操作員;③刀庫管理模塊面向刀庫管理員;④系統(tǒng)設(shè)置模塊面向加工技術(shù)人員。把CNC加工中的生產(chǎn)計(jì)劃,實(shí)際生產(chǎn)及刀具應(yīng)用串連起來,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)化,信息化管理。

        (1)機(jī)床計(jì)劃模塊。

        機(jī)床計(jì)劃模塊面向的對象是計(jì)劃員,開發(fā)的功能如下:機(jī)床任務(wù)查詢與分配,機(jī)床任務(wù)計(jì)劃與管理,機(jī)床任務(wù)預(yù)調(diào)與查詢,項(xiàng)目進(jìn)度查詢與預(yù)覽。計(jì)劃員通過查詢條件窗口,獲取零件的加工狀態(tài)及加工信息,使用任務(wù)分配窗口進(jìn)行機(jī)臺計(jì)劃的分配,而機(jī)床組別窗口則是提供與現(xiàn)場相匹配的機(jī)床編號。機(jī)床計(jì)劃模塊包括:①機(jī)床任務(wù)查詢與分配;②機(jī)床任務(wù)計(jì)劃與管理;③機(jī)床任務(wù)預(yù)調(diào)與查詢;④項(xiàng)目進(jìn)度查詢與預(yù)覽。

        a.機(jī)床任務(wù)查詢與分配功能。

        連接模具公司的生產(chǎn)數(shù)據(jù)庫,結(jié)合模具公司的生產(chǎn)流程及工藝,使用系統(tǒng)可以通過項(xiàng)目編號,工裝編號,監(jiān)控號,工序名稱,機(jī)床類型,工序狀態(tài),分配狀態(tài),備刀情況等按鍵進(jìn)行條件選擇,查詢模具公司生產(chǎn)系統(tǒng)上任何一個(gè)零件的生產(chǎn)狀態(tài)。為實(shí)現(xiàn)快速查找,增加勾選時(shí)間查詢按鈕,可選擇某一時(shí)間段進(jìn)行數(shù)據(jù)的查詢。查找到需要安排機(jī)臺計(jì)劃的零件信息后,通過任務(wù)分配窗口選擇要下發(fā)的CNC加工作任務(wù),并通機(jī)床組別窗口選擇要下發(fā)任務(wù)的機(jī)床,實(shí)現(xiàn)機(jī)臺計(jì)劃的下發(fā)。

        b.機(jī)床任務(wù)計(jì)劃與管理功能。

        可以讓計(jì)劃員實(shí)時(shí)、快速了解到機(jī)床正在加工的零件及下機(jī)的時(shí)間,待加工零件及工時(shí)等。并且可以適當(dāng)調(diào)整加工任務(wù)的先后順序。

        c.機(jī)床任務(wù)預(yù)調(diào)與查詢功能。

        計(jì)劃員可以提前將工件已經(jīng)到達(dá)現(xiàn)場,編程沒用完成任務(wù)預(yù)先安排到機(jī)床,系統(tǒng)同時(shí)發(fā)信息提示編程員零件上機(jī)的時(shí)間及機(jī)床,使計(jì)劃更精確。

        d.項(xiàng)目進(jìn)度查詢與預(yù)覽功能。

        計(jì)劃員可以了解整個(gè)項(xiàng)目工件的加工狀態(tài)。

        (2)機(jī)床任務(wù)模塊。

        機(jī)床任務(wù)面向的對象時(shí)操作員,開發(fā)的功能如下:機(jī)床任務(wù)及刀具管理,機(jī)床稼動率異常記錄。操作員通過此模塊管理本人所負(fù)責(zé)的機(jī)床的任務(wù),刀具需求提單及機(jī)床稼動率。機(jī)床任務(wù)模塊包括:①機(jī)床任務(wù)及刀具管理;②機(jī)床稼動率異常記錄。

        a.機(jī)床任務(wù)及刀具管理功能。

        操作員使用刀具管理系統(tǒng)獲取加工任務(wù),提交備刀信息時(shí),使用加工卡及NC程式自動推送功能,自動下載加工卡(圖片)及NC程式到相對應(yīng)的機(jī)床服務(wù)器上,使加工信息傳遞方便,高效及準(zhǔn)確。

        b.機(jī)床稼動率異常記錄。

        操作員需對機(jī)床稼動率負(fù)責(zé),所以造成機(jī)床稼動率異常的原因需要在刀具管理系統(tǒng)上登記。

        (3)刀庫管理模塊。

        刀庫管理模塊面向的對象是刀庫人員,開發(fā)的功能分別是:刀具訂單查詢與管理,備刀數(shù)據(jù)查詢與管理,刀具流程查詢與管理,刀具描碼輸入與輸出,刀具庫績效數(shù)據(jù)等方面。刀庫管理模塊包括:①刀具訂單查詢與管理;②備刀數(shù)據(jù)查詢與管理;③刀具流轉(zhuǎn)查詢與管理;④刀具描碼輸入與輸出;⑤刀具庫績效數(shù)據(jù)。

        (4)系統(tǒng)設(shè)置模塊。

        系統(tǒng)設(shè)置模塊面向的對象是系統(tǒng)管理員,開發(fā)的功能有機(jī)床數(shù)據(jù)設(shè)置與管理,刀庫數(shù)據(jù)設(shè)置與管理,刀頭參數(shù)設(shè)置與維護(hù)和刀具參數(shù)設(shè)置與維護(hù)。主要用于機(jī)床,刀庫,刀具及刀頭不的參數(shù)設(shè)置。系統(tǒng)設(shè)置模塊包括:①機(jī)床數(shù)據(jù)設(shè)置與管理;②刀庫數(shù)據(jù)設(shè)置與管理;③刀頭參數(shù)設(shè)置與維護(hù);④刀具參數(shù)設(shè)置與維護(hù)。

        a.機(jī)床數(shù)據(jù)設(shè)置與管理。

        機(jī)床數(shù)據(jù)設(shè)置與管理功能,主要是管理機(jī)床的機(jī)床編號,機(jī)床類型,機(jī)床類別及加工卡圖片和NC程式的推送功能。

        b.刀庫數(shù)據(jù)設(shè)置與管理。

        刀庫數(shù)據(jù)設(shè)置與管理功能,用作配置各機(jī)床刀具庫的類型,固定刀和活動刀的刀號。

        c.刀頭參數(shù)設(shè)置與維護(hù)。

        刀頭參數(shù)設(shè)置與維護(hù),管理刀頭的二維碼編號,刀頭規(guī)格,并且可以記錄刀頭的使用次數(shù),管理刀頭的使用壽命。

        d.刀具參數(shù)設(shè)置與維護(hù)。

        刀具參數(shù)設(shè)置與維護(hù)功能,用作配置刀具的各種信息及標(biāo)準(zhǔn)壽命。

        4 問題攻關(guān)記錄

        (1)編程加工技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化:刀具管理系統(tǒng)需要編程標(biāo)準(zhǔn)化的支持,所以進(jìn)一步推進(jìn)了編程加工卡標(biāo)準(zhǔn)化。

        (2)刀具壽命的研究及其標(biāo)準(zhǔn)化:通過測試各種參數(shù)下刀具的壽命,制定刀具壽命標(biāo)準(zhǔn)。

        (3)機(jī)床計(jì)劃的信息化:通過刀具管理系統(tǒng),可以實(shí)時(shí)了解到每臺機(jī)正在加工的零件,零件上機(jī)時(shí)間,計(jì)劃下機(jī)時(shí)間,已安排的待加工零件及加工工時(shí)等,使加工計(jì)劃更準(zhǔn)確。

        (4)刀具管理系統(tǒng)增加加工卡及NC程式自動推送功能:操作員在刀具管理系統(tǒng)獲取加工任務(wù),提交備刀信息時(shí),自動下載加工卡及NC程式到相對應(yīng)的機(jī)床服務(wù)器上,每次只需幾秒鐘,使加工藝信息傳遞方便、高效、準(zhǔn)確。

        (5)二維碼技術(shù)的應(yīng)用:本公司刀具庫需要每天為155臺CNC配送和回收約1,000把刀具。數(shù)量如此多,并且相同規(guī)格的刀具和刀柄是一模一樣的,所以使用二維碼技術(shù)在刀頭上雕刻二維碼,賦予刀頭身份ID,刀具配送前,使用無線條碼槍掃刀二維度碼,在刀具管理系統(tǒng)上綁定刀具信息,輔助完成刀具訂單需求,刀具配送,刀具壽命管理及刀具回收的工作。

        (6)大數(shù)據(jù)應(yīng)有(數(shù)據(jù)的收集和分析):物資管理,每天從刀具管理系統(tǒng)導(dǎo)出現(xiàn)刀具的使用數(shù)據(jù),并盤點(diǎn)二級庫的實(shí)際使用量,使物料管理更規(guī)范,刀具使用具有可追溯性。

        (7)成本管理,可以分析單元,機(jī)床,個(gè)人刀具使用量,進(jìn)一步管控刀具成本。

        (8)刀具應(yīng)用管理,可以分析刀庫使用的合理性,常用刀具的種類及刀具壽命分析,提高刀具應(yīng)用技術(shù)。

        5 刀具管理系統(tǒng)操作界面

        刀具管理系統(tǒng)操作界面如圖2所示。

        圖2 刀具管理系統(tǒng)操作界面

        6 應(yīng)用前景

        目前模具行業(yè)大力推進(jìn)智能制造以及無人工廠,但是都沒有解決機(jī)床刀具自動化切換問題,就無法實(shí)現(xiàn)真正的無人化。刀具自動化切換是無人工廠的刀具基礎(chǔ)研究項(xiàng)目,是黑燈工廠的前提,是智能制造關(guān)鍵技術(shù)之一,刀具管理系統(tǒng)是刀具自動化的前題,是數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)。隨著刀具管理系統(tǒng)的功能需要不斷在完善,后續(xù)可以進(jìn)等智能排產(chǎn),對CNC加工任務(wù)進(jìn)行智能排產(chǎn),協(xié)同管理刀具壽命,自動生成刀具配送及回收訂單。應(yīng)用前景非常廣范。

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