CNC數控加工中心刀具管理系統
CNC數控加工中心刀具管理系統 中航長風推薦：
1．刀具管理的重要性
隨著社會化大生產的不斷發展，加工中心、數控車床、數控鏜／銑床等數控設備已經越來越多地引入現代機械加工的企業當中。隨之而來的是大批的數控刀具出現在生產的第-線，成為數控加工中的主要角色。
CNC數控加工中心刀具管理系統
在加上中心、柔性制造單元和柔性制造系統籌自動化加工設備中，不但每臺加上中心有自身的刀庫，而且在系統中通常還配有一個總刀庫一一中心刀庫。如果需要，還可在每臺機床旁設置／J具緩沖存儲柵。在中心刀庫巾，主要是存放不經常使用的某工序的特殊刀具及各種刀具的備用刀具，以便當刀具損壞時，能及時換上新刀具。在一個具有5～8臺機床的柔性自動化加工系統中，可能需要配備1000把刀具以上，這取加工中心決于加丁零件的品種和數量。即使一臺加工中心自身的刀庫，少則十幾把刀具，多則幾十把甚至一百多把刀具。
每把刀具都包括兩種信息：一種是刀具描述信息，即靜態信息，如刀具識別編碼和幾何參數等；另一種是刀具狀態信息，即動態信息，如刀具所在位置、刀具累計使用次數、刀具剩余壽命(min)、刀具刃磨次數等。所以，與刀具有關的信息量很大。要將這些大量的刀具及有關信息管理好，必須有一個完善的計算機刀具管理系統，才能解決多品種零件加工對刀具的需求。
CNC數控加工中心刀具管理系統
2．刀具管理的任務
刀具管理就是及時而準確地對指定的機床提供適用的刀具，以便在維持較好的設備利用宰的情況下，生產出所需數量的合格零件。因此，刀具管理*重要的準則是：刀具供加工中心應及時，通過時間短，刀具儲存量少，組織費用少。柔性自動化加工系統中的刀具管理包括以下幾個方面。
(1)刀具室的控制與管理。刀具首先在刀具室內與刀夾裝配成刀具組件，并在調刀儀上調好尺寸，然后編碼待用。根據加工零件需要，調用相應的刀具組件井分配給機床。應按自動加工系統的需要，對刀具的庫存量進行控制，使刀具冗余量*小。
(2)刀具的分配與傳輸。刀具的分配是根據零件加工工藝過程和加工系統作業調度計劃及刀具分配策略決定的。第1種刀具分配策略，是一批零件使用一組刀具，當加工完一批零件后一組刀具全部更換。這種簫略使加工系統刀具庫存量很大，但控制軟件簡單。第2種刀具分配策略，可以幾種零件使加工中心用—‘組刀具，在成組技術基礎上確定一組零件所需的刀具，加工完畢后所有刀具送回刀具室。這種策略可減少刀具庫存量，但需要比較復雜的控制軟件。
當然，根據具體情況，還可以采用其他刀具分配策略，如加丁某幾種零件后，保留適用于下幾種零件加工的刀具，而取走其余刀具，再補充必要的刀具，以便進行以后幾種零件加工。
這樣可大人減少刀只庫存量，但控制軟件更加復雜。關于刀具的傳輸，人的自動化加工系統采用無人小車(AGV)，而小的系統則用機械手和高架傳送帶等。
(3)刀具的監控。在加工過程中，應對刀具狀態進行實時監控和對刀具的切削時間進行累計，當達到規定的使用耐用度晌，刀具要重磨或更換。當發生／J具破損時，機床應立即停車，并發出報警信號，以便操作人員及時處理。
(4)刀具信息的處理。處理／J具各種靜、動態信息，使這些信息在機床、刀具室、主控計算機之間傳輸，有些動態信息必須在加丁系統運行時不斷進行修改。刀具標準化問題加工中心也是刀具管理的重要任務，應結合加工工藝過程的標準化統一考慮以卜問題：
①盡可能使用通用刀具，少用特殊的非標準刀具：
②使用不重磨刀片，采用標準的模塊化的刀夾裝置；
③使用可調刀具，以減少刀具的種類。
CNC數控加工中心刀具管理系統
3．刀具系統的管理過程
(1)??動換刀刀庫中刀具的管理
在單臺加工中心上加丁零件時，也必須準確無誤地從刀庫中取出所需的刀具。從刀庫中選刀的方式，一般可分為順序選擇和任意選擇兩種：
①順序選擇方式。將預調整的刀具組件按加工的工序依次插人刀庫中，加工時，根據數控指令，依次用機械手從刀庫中取出刀具，每次換刀時刀庫依次轉動一個刀座位置。這種方式，刀庫驅動控制非常簡單，但刀庫中的任一把刀具在零件整個加工中不能重復使用。
②任意選擇方式。仟意選擇方式是預先把刀庫中的加工中心每把刀具(或刀座)都進行編碼，刀庫運轉中，每把刀具都經過識別裝置接受識別。當某一把刀具的編碼與數控指令代碼相符時，刀具識別裝置即發出信號，令刀庫將該把刀具輸送到換刀裝置，等待機械手取出使用。這種方式的優點是刀具可以重復使用，減少了刀具庫存量，刀庫也可相應小些，但刀庫驅動控制比較復雜。
(2)刀具的識別
在數控加工的刀具管理中，刀具識別非常重要。從原理上看，可以有多種不同的方法來實現刀具的識別，分為接觸式識別和非接觸式識別兩種。圖7—l所示為采用接觸式識別方法的鉆頭夾頭。
在夾頭前端組裝了一些表示刀具編碼的環，稱為數碼環，預先規定大直徑的數碼環為“廣，小直徑為“o”。數碼環司以是大直徑或小直徑的，圖中有5個數碼環，故有2’：32種組合情況，即32種刀具編碼。圖示編碼為11010，刀庫儲存量越多，則數碼環數日也越多。在刀庫附近有一接觸式刀具識別裝置，從其中伸出與數碼環數量相等的幾個觸針。根據觸針與數碼環接觸與甭，即可判斷數碼環是大直徑的，還足小加工中心直徑的。每個觸針與一個繼電器連接。當數碼環為大直徑時，與觸針接觸，繼電器通電，其數碼為“1”：當數碼環足小直徑時，與觸針不接觸，繼電器不通電，其數碼為“0”。只有當各繼電器讀出的數碼與所需刀具的數碼一致時，／J庫才由抑制裝置操縱自動停止，然后被機械手取出／J具并輸送到機床主軸上，從而實現自動換刀。
近年來，條形碼U／‘泛地應用于刀具識別技術中，這是因為條形碼可以在很小的尺寸范圍內容納極高密度的信息，而旺易于實現信息識別的自動化。所謂條形碼，足指一組印在淺色襯底上的、深色的、粗細不同的條形碼符。實際上是采用國際上通用的編碼方法，通過K條形線條的某種排列組合而得出—定含義的編碼。條形碼識別系統由光源、條形碼標記、光敏元件和讀出控制電路組成，如圖7—2所示，當識別裝置加工中心中光源發出的光線別向桂動的刀具上的條形碼標記時，由于條形碼標記上的線條本身粗細不同、線條間隙寬窄不同和襯底的反射串不同，就會產生強弱小同的反射光，井經聚光鏡聚焦在光敏元件上，不同強弱的反射光使光敏元件輸出的信號電流人小也隨之不同。這—電流信號送入讀出控制電路后，經放大、整形，*終轉換成數字信號，將其送入計‘算機或其他邏輯電路中作必要的處琿，即可實現刀具的識別。這種識別方法是在非接觸狀態下工作的，不會由于磨損和接觸**而造成故障，因而工作可靠。
(3)柔性制造系統刀具的管理
在柔性制造系統中，刀具管理的方法主要是在該系統的中央控制系統十建立刀具數據文件，其主要內容包括刀具編碼、刀具名稱、刀具大小識別號、刀具耐用度、刀位號、加工中心刀具補償類型、刀尖半徑、刀具半徑、刀具長度及其公差、切削用量和刀具監測信息等。其中，刀具編碼是刀具管理*基本、*重要的信息，是接個加工系統中刀具識別的依據。每一把刀具必須占有且只能占有一組編碼，用于計算機識別刀具。通過編碼就可查出刀具的尺寸、耐用度及其在系統內的位置。這種編碼不影響刀具在機床刀庫或中央刀庫的存放位置。至于編碼的方法，各種加丁系統均根據具體情況而定。
加工系統運行時，通過不斷修改預定的刀具數據文件和調刀儀把刀具的實際參數輸入后，就町建立一套刀具的實際數據文件，存儲于十央控制系統的中央刀具數據庫中，再由中央控制系統通知各加丁中心實現刀具在加工系統各部分之間的傳送并進行加工。通過加工系統控制終端顯示的菜單，采用人機對話形式，加工中心實現刀具在整個加工系統運行中的管琿過程。
科學的刀具管理能為用戶節省可觀的刀具費用，因此，開發刀具管理技術和相關的軟件、硬件已成為刀具制造商的業務范圍，并由此將有關刀具正確使用的知識、數據和信息傳遞給用戶。
Walter公司的TDM刀具管理軟件，可從工件材料、庫存、切削參數、刀具壽命、采購供應等不同方面對刀具進行**管理。日研公司的TMSWindows刀具管理系統，包括刀具自動識別(m)的功能。Kennametal公司推出的供用戶存放和管理刀具的TOOLBOSS刀具柜，包括一千刀具柜管理軟件，機床操作者憑個人使用的密碼通過屏幕引導可打開相應的抽屜．**一定數量的刀片或刀具，刀具管珥人員叼根據加工的需要事先設置各機床操作者**的刀具品種、規格、數量及其*低的庫存量，相關的各級管理人員憑設置的權限不同層次和密碼可進入該系統的不同層次，了解有關的數據，系統還司連接到公司的局域網實現數據共享，并町與供應商聯網加工中心，及時補充消耗的刀具。該公司的系統可以減少資金占用率，(*多時)可減少90％、減少刀具倉儲成本50％，減少內部刀具管胛費用近90％。
德國Walter公司的TDMeasy軟件，向用戶推薦該公司的各類刀具加工小同千件材料時的切削參數。Walter公司的TDM刀具管理軟件具有縮短計劃時間、使調整時間和工序間斷時間降至*低、減少刀具種類、促進刀具標準化、減少刀具庫存，以及對刀具訂貨進行控制的功能等。SandvikCoromm~t公司開發的AutoTAS刀具管理軟件，有11個集成模塊。該軟件可為該公司提供3000多種刀具的CAD模型(幾何尺寸、檢測、裝配)，可自動選擇該公司樣本與電子樣本中的刀具使用，提供各種刀具的庫存位置、成本、供應商、切削性能、刀具壽命及要加工工件的加工中心信息。AutoTAS刀具管理軟件還提供刀具庫存管理、購買、統計分析，報表，刀具室計劃與質量控制等功能。Mapal公司推出的全球刀具管理系統可為用戶提供正確的刀具品種和數量，可為用戶建立服務部，負責刀具的重磨、調整、發放等業務，幫助用戶分析、評價加下過程等。
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