加工中心刀具信息集成技术的研究与开发熔炼炉

加工中心刀具信息集成技术的研究与开发

加工中心刀具信息集成技术的研究与开发 2011： 1 引言随着加工中心机床在机械制造业的广泛应用，国内很多厂家的同类设备是引进国外的或仿制国外的产品，所使用的模块组合刀具主要有SANDVIK、SECO、KOMET等系列产品，其带来的问题是：①使用的刀具主要来源于单一的刀具制造商，品种单一，生产厂家仅仅能实现自己配刀，而无有效的刀具使用管理系统； ②为了提高加工能力，当许多企业选用了多家刀具制造商的产品时，却给工程技术人员的画图、操作者的刀具装配带来了困难； ③装配时，刀具元件的库存量直接影响着刀具是否能够装配成功；④由于没有有效的刀具信息管理系统，无法监视刀具库存量和刀具资源的合理利用；无法有效地将国、内外不同刀具制造商的产品资源加以综合利用，以降低机械加工的成本；无法有效地监测刀具的使用情况等。 可以看出，在加工中心机床中，刀具的自动装配和刀具库存量的管理尤为重要，是关系到加工产品的技术先进性、质量可靠性、供货周期、制造成本的关键环节。尤其在当前竟争激烈的市场经济中，过去那种落后的人工配刀和传统的刀具管理方式，已不能满足产品设计与生产的要求。技术发达国家早已开始在加工中心、数控机床的刀具设计与生产应用中，采用CAD 技术与数据库技术相结合，实现刀具的虚拟装配、库存资源管理及其使用的监控，并正向智能制造系统、网络化的虚拟制造系统的方向发展。在我国目前应用加工中心、数控机床从事机械加工业的企业数万家，如:机械制造企业、模具制造企业、内燃机、重型机械、发动机生产企业等。采用计算机信息技术与传统的专业技术相结合，用现代设计手段来代替传统设计方法，以缩短设计周期、提高产品设计质量，可为企业带来显著的经济效益、提高企业形象和在行业中的竞争力，因此充分利用计算机信息化技术，根据开发商提供的各类刀具数据，建立数控型加工中心的刀具信息集成技术系统(数据库) ，利用表结构、数结构和图结构，可实现刀具数据库的管理、查询、装配、输出、使用监测等功能，以减少工程技术人员的绘图、查阅资料和计算时间，充分利用企业现有的刀具资源，缩短被加工产品的刀具准备时间，可以大大提高刀具管理的自动化水平和对有限刀具资源的有效利用。2 加工中心刀具信息集成技术构成本文以加工中心机床、数控机床为例，讨论其刀具信息管理系统技术实施方法。技术研究工作的软件开发环境为：Visual C ++ 6.0、AutoCAD2000、Access2000 等，利用数据库ADO 技术，编写自主版权的加工中心(数控机床) 刀具集成系统的技术应用软件。

图1 刀具系统的构成

刀具系统构成如图1 所示，该系统的基本技术框架如图2 所示，由以下几个主要模块组成：

图2 加工中心刀具信息集成管理系统组成框架

1）软件用途 本软件是用在加工中心机床、数控机床上的，用SANDVIK和KOMET的模块式和固定式中的一般孔加工系统和面加工系统的刀具CAD 和刀具管理系统。2）软件数据库内容 SANDVIK孔加工的钻、扩、镗、铣等工具，相应的各类刀片、夹头、Coromant 的模块式和整体式刀柄系统和Varilock 的模块式和整体式刀柄系统的全部元件及组件。KOMET 孔加工的钻、扩、镗、铣等工具，相应的各类刀片、夹头、KOMET 的模块式和整体式刀柄系统的全部元件及组件。国家标准中钻、扩、镗、铣等的一般加工工具。在各种加工材料的条件下，各类刀具(刀片) 的推荐切削用量。3）建立刀具数据库管理模块 该模块可实现对刀柄数据库、刀杆数据库、拉钉数据库、刀片数据库、刀具配套关系数据库的增加、删减、修改，实现刀具的日常管理。4）建立刀具基本元件数据库 该模块包括刀柄数据库、刀杆数据库、拉钉数据库及刀片数据库。5）建立刀具元件配套关系数据库 该模块包括刀柄、刀杆、刀片、拉钉配套关系，系统根据设计人员输入信息，输出相应的刀具配套关系，供设计人员选择。6）常用刀具系统数据库管理 该模块包括已选过的刀具系统，设计人员可以根据需要浏览、增加、修改、删除该数据库，利用现有资源选择刀具系统。7）刀具设计系统 刀具设计师提供的机床型号、被加工零件的材料、加工的内容及切削刀具的总长和切削深度，本系统提供相应各类刀具、刀片及推荐的切削用量，人机交互地选择刀具、刀片的切削用量。软件根据设计师提供的机床型号、刀具(包括刀片) 及刀具的系统(是SANDVIK还是KOMET) 能自动地提供几种刀具组合的可能性(整体式及几种模块式) ，并提示库存情况，由设计师根据库存情况及结构的优化情况确定刀具的组合型式。软件按设计师确定的刀具组合型式，绘制出加工中心刀具说明卡，即加工中心刀具总图。刀具总图应包括:标注主要尺寸的刀具结构图、件号及相应元件的明细表和切削用量。8）系统查询功能 以刀具编码及工艺特征作为检索条件，可检索到元件的信息(元件的定货号、名称、结构尺寸、库存量、使用寿命等) 。9）刀具的虚拟装配 完成给定工艺条件下的模块式组合刀具的虚拟装配过程，在设计阶段完成对刀具的试装配。10）刀具使用预警 可以通过对刀具实际使用时间、加工参数的统计分析，监测所使用刀具的耐用度。该软件系统的技术关键是建立和完善加工中心机床、数控机床的刀具“图形系统”、“数据库系统”、“装配方案系统”、“刀具管理系统”四大组成部分，以实现其刀具资源的合理使用。3 数控型加工中心刀具信息集成系统的运行实例本文所提出的数控型加工中心刀具信息集成管理系统的主要功能如图3 和图4 所示，其配刀结果如图5 所示。

图3 数控型加工中心刀具信息集成管理系统工具栏

图4 刀具数据库系统导航界面

图5 系统自动生成的刀具说明卡

该系统集成了刀具库管理、工艺文件设计、工艺文件自动绘图、刀具数据库管理和查询、系统功能扩展接口等子系统，各个子系统面向统一的数据库，各运行的结果将是其他子系统的输入条件或参考信息。其运行的基本操作包括数据库的初始化、刀具库存情况的清点、刀具工艺文件的设计与输出、刀具的领用等，可以实现多刀具系统中不同厂商刀具组件之间的选用装配，对企业优化选用刀具资源提供实用可行的技术方案。 4 结语数控型加工中心机床刀具信息集成技术系统软件，是当前制造业信息化建设的重要项目之一，不仅能为智能制造技术系统和PDM/ ERP 系统提供有效的技术支持，而且可为机械制造业进行网络化的虚拟制造技术研究与开发奠定技术基础。本文研究工作的技术成果，可增加国内机械加工业的软件产品技术储备，以发挥电子信息技术在改造传统产业中的威力，提高产品的设计与制造水平，增强我国企业的创新能力和产品的竞争能力。(end)

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