Управление инструментами

Эта статья включает в себя список общих ссылок , но он остается в значительной степени непроверенным, поскольку в нем отсутствует достаточное количество соответствующих встроенных ссылок . Пожалуйста, помогите улучшить эту статью, добавив более точные цитаты. ( Июль 2013 г. ) ( Узнайте, как и когда удалить этот шаблон сообщения )

Управление инструментами необходимо в металлообработке, чтобы информация о доступных инструментах могла быть единообразно организована и интегрирована. Информация хранится в базе данных, регистрируется и применяется с помощью инструментов управления. Управление данными инструмента состоит из определенных полей данных, графиков и параметров, которые необходимы в производстве, в отличие от управления общим производственным оборудованием.

В отличие от ручных инструментов , инструмент в станках с числовым (цифровым) управлением состоит из нескольких частей, таких как режущий инструмент (который может состоять из одной детали или содержать корпус с индексируемыми пластинами ), цангу и оправку с конусом станка . Для безошибочного производства требуется точное соединение деталей в сборку.

Обработка детали с помощью операции обработки с ЧПУ (числовым программным управлением) требует нескольких сборок инструментов, которые задокументированы в списке. Каждый компонент, каждая сборка и каждый список имеют идентификатор, под которым находятся спецификации. Управление инструментами делится на документацию ( основные данные ) и логистику ( данные транзакции ). Документация включает информацию, необходимую для бесперебойного и понятного производственного процесса. Запасные части, опыт производства и соответствующие данные можно контролировать. Доступны несколько функций для управления, обработки, печати и объединения с другими приложениями.

Логистика занимается планированием спроса, поставками и размещением инструментов. Это включает, с одной стороны, местонахождение на складе и закупку отдельных деталей с соответствующим отчетом о потреблении. Это также позволяет планировать и координировать движения сборок в цехе.

В десятилетия 2000-х и 2010-х годов управление инструментами все больше приближалось к универсальному промышленному стандарту, машиночитаемому формату для кодирования информации об инструментах, что делает возможным лучшее программное обеспечение, большую автоматизацию и лучшее моделирование. ISO 13399 (представление и обмен данными о режущем инструменте) «является международным стандартом, призванным дать отрасли единый язык для описания продуктов режущего инструмента в цифровом формате». ^[1]

Основные данные [ править ]

Основные данные описывают геометрические характеристики, состав и использование инструментов. Информация разделена на технические характеристики и инструкции по использованию. Основные данные описывают инструмент в его качественных аспектах, но не содержат информации о количестве и местонахождении.

Компоненты [ править ]

Компоненты - это отдельные элементы, которые можно объединить в сборку. Компоненты приобретаются как единое целое и хранятся в инструментальной комнате. Режущие компоненты (например, вставки ) изнашиваются во время использования, поэтому их необходимо периодически покупать и заменять. Количество необрезных компонентов (например, цанг ) практически не ограничено. Их часто приобретают вместе с новой машиной. (С зажимным оборудованием обращаются как с неотрезными деталями.)

• Данные заголовка имеют единообразную структуру и содержат такую ​​информацию, как имя, код продукта поставщика и уникальный номер позиции. Каждому компоненту назначается определенный тип инструмента, который определяет количество и описание необходимых полей данных. Каждый компонент также связан с категорией инструментов, которая принадлежит пользовательской древовидной структуре, которая служит для поиска инструментов в соответствии с их техническими критериями без указания номера.
• Описательные данные (геометрическое значение) различаются в зависимости от типа инструмента. Поля данных указываются в списке характеристик класса. Значение полей геометрических данных поясняется схемами и рисунками. DIN 4000 рекомендует схемы и изображения для их объяснения. Различная графика для различных функций хранится либо в базе данных, либо вместе с компонентами через связи с данными.

Обычно используются четыре типа графических иллюстраций :

1. 2D-чертежи, например, в формате DXF в соответствии со стандартом ISG / BMG для геометрической информации,
2. Данные производителя инструмента в формате PDF в виде листа данных с покомпонентным изображением ,
3. 3D-данные (например: STEP или STL ) для использования в CAM-системах,
4. Фотографии (например: JPG ) в виде графической информации

• Данные резания ( скорость и подача ) сохраняются для режущих компонентов для оптимальной эффективности измельчения. Различные данные для различных материалов и методов обработки, количества оборотов, прогрессивной подачи, охлаждения и способа производства.

Сборки инструментов [ править ]

Сборка инструмента состоит из нескольких компонентов. Компонент на заднем конце должен подключать станок , а режущий компонент находится на другом конце (например, сверло или пластина ). Промежуточно используются различные компоненты (например, удлинители, цанги) для достижения желаемой геометрии. В документации по сборке описывается, как собираются компоненты, чтобы гарантировать, что геометрия, применяемая в системе CAM , совпадает с геометрией реальных инструментов на станке с ЧПУ.

• Данные заголовка содержат такую ​​информацию, как идентификация, конкретный номер и назначенный класс инструмента.
• Геометрические поля вычисляются напрямую через данные применяемых компонентов. Регулируемые инструменты (например: инструменты для точного сверления с регулируемым диаметром) сохраняются в дополнение к данным сборки.
• Инструкции по сборке содержат перечень материалов, а также данные по сборке деталей, которые важны для конкретной сборки (например: допуск регулировки + 0,03 / -0,01 мм).
• Номинальные значения для предварительной настройки используются по умолчанию в процессе измерения с помощью машины для предварительной настройки инструмента. В дополнение к номинальным значениям геометрии можно указать точное положение инструмента и метод измерения, так что, например, для инструмента для обработки канавок необходимо измерить левый или правый угол.
• Данные резки обычно используются в качестве рекомендации для сборки и корректируются с учетом конкретной ситуации для сборки. Спецификации улучшаются с помощью практического опыта и автоматически становятся доступными для программирования ЧПУ в системе CAM.

Списки инструментов / производственные операции [ править ]

Список инструментов включает все сборки инструментов, необходимые для обработки . Он напечатан как список выбора и используется для ввода в эксплуатацию и предоставления рекомендаций по настройке сборки. Часто инструкции и информация не имеют прямого отношения к инструментам (например, зажимы, зажимные приспособления, название программы ЧПУ и т. Д.), Чтобы гарантировать, что все документы для операции можно просматривать вместе.

• Данные заголовка включают такую ​​информацию, как имя, уникальный идентификатор и назначение нужным машинам. Может использоваться комбинация «номер детали + операция», «номер чертежа + операция».
• Список сборок содержит все узлы, необходимые для работы, а также обозначенное гнездо в станке (номер T, револьверная головка). Этот список включает те требования к сборке, которые действительны только для этой конкретной операции (например, минимальная длина резки). Сборки перечислены в том порядке, в котором они используются в программе ЧПУ.
• Печатная версия (список для комплектации) используется для комплектации компонентов и сборки полных инструментов на выходе инструмента. Он включает в себя необходимые компоненты и места их хранения, а также важные геометрические детали и допуски всего инструмента.

Вспомогательные таблицы [ править ]

В дополнение к основным данным инструмента таблицы вспомогательных данных упрощают сбор данных, используя значения, выбранные из таблицы. По сравнению с ручным вводом это обеспечивает более удобный и последовательный сбор данных.

• На обеих сторонах компонента условия совпадения указывают на геометрическое условие, которому должен соответствовать другой компонент для соединения. Если компонент имеет на правой стороне условия соответствия, такие как следующий компонент на левой стороне, эти два компонента можно собрать. Использование условий соответствия делает поиск подходящих компонентов более простым и безопасным. При вводе компонента в базу данных для обеих сторон из таблицы выбираются правильные условия совпадения.
• Список рабочих материалов необходим для задания режимов резания. Различные качества и дополнительные термины для материалов содержатся в списке и расширены отдельными обозначениями, используемыми на соответствующем предприятии.
• Классификация инструментов используется для организации инструментов с технической точки зрения. Все инструменты, относящиеся к одному классу инструментов, подходят для одной и той же задачи, но имеют разные размеры. Классы инструментов организованы в виде дерева, которое адаптируется и расширяется пользователем.
• Эти типы инструментов с соответствующими изображениями описывают требуемые геометрические значения и где они измеряются. Каждому типу инструмента присваивается список классов характеристик, которые определяют поля данных компонентов.
• Эти местоположения используются для указания местоположения сборок и компонентов в логистике. Они отражают производственную среду и включают в себя все стенды, на которых можно разместить инструменты и оборудование. Они разделены на места хранения, промежуточные участки, подготовительные и производственные единицы (машины). Несколько локаций сгруппированы по отделам. Сами локации можно разделить на отдельные места. Уровень детализации и глубина структуры определяется только в той мере, в какой действительно необходимы логистические аспекты .
• В МВЗЕ используется в логистике для оценки использования инструментов в различных отделах (например , токарные). При снятии компонента со склада указание указывается на его МВЗ. В МВЗ управления инструментом должны быть скорректированы с тем , в системе PPS.

Данные транзакции (логистика) [ править ]

Логистика занимается инвентаризацией, складскими площадями и закупками. В рамках логистики компоненты и сборки разделены. Компоненты различают внутренний материальный поток и закупку товаров у внешних поставщиков ( управление запасами ).

Складской контроль компонентов [ править ]

Логистика компонентов включает в себя, прежде всего, управление запасами , планирование требований, мониторинг минимального уровня запасов. При достижении минимального уровня управление инструментами запускает процесс закупки. Логистика управления инструментами использует настраиваемый на рабочем месте пользовательский интерфейс и интерфейсы к системам хранения и другим объектам в цехе. Требование скоординированной инвентаризации компонентов - это централизованная инструментальная организация, в которой все компоненты производственной единицы хранятся в одном месте, и каждый вывод надежно регистрируется.

Собственная логистика компонентов [ править ]

Внутренняя логистика в основном заинтересована в том, где в настоящее время находится требуемый компонент и в каком центре затрат он потребляется. В этом методе расходуются только изнашиваемые детали (резка), остальные компоненты (держатели, зажимные приспособления) перемещаются между инструментальным цехом, складскими помещениями и станком. Резервирование компонентов в отдельных центрах затрат и местоположениях происходит одновременно, когда они извлекаются / восстанавливаются в инструментальном цехе . Подготовка инструментов и ресурсов запускается производственным заказом. Это относится к списку инструментов в основных данных, в котором перечислены необходимые компоненты. Перед использованием в станке компоненты собираются в соответствии со спецификациями и рабочими инструкциями в списке инструментов. При составлении графика производственных заказов будет проверяться запас каждого компонента.

Собственная логистика сборок [ править ]

Сборки строятся из компонентов, и после использования обычно разбираются на компоненты и снова восстанавливаются. Из одной сборки можно собрать несколько экземпляров одновременно, если комплектующих имеется в достаточном количестве. Под логистикой сборок понимается состояние и местонахождение этих копий.

Каждая копия сборки обычно может находиться в одном из трех состояний:

• Еще не собран (компоненты доступны как отдельные части)
• Собран на промежуточном складе (например, на полке)
• Собран на станке с ЧПУ

При планировании производственного заказа соответствующие инструменты для работы известны на основе списка инструментов. Также известно, какие узлы, необходимые для процесса обработки, уже находятся на станке. Необходимые, но еще не доступные сборки рассчитываются и печатаются в списке загрузки нетто. Их либо нужно собрать, либо вывести из промежуточного хранилища. Благодаря скоординированной логистике узлов можно сократить время, необходимое для предоставления и замены узлов на станке.

Интеграция данных инструмента [ править ]

Управление инструментами гарантирует оперативную и безупречную обработку заказов. Существующие знания становятся общедоступными, а рекомендации, изложенные в основных данных, учитываются. Интеграция данных инструмента позволяет другим приложениям использовать данные инструмента, которые поддерживаются с помощью управления инструментами. Приложения либо прибегают к базе данных управления инструментами, либо данные заменяются интерфейсами. Интеграция позволяет избежать ошибок, задержек и дублирования записи данных, особенно в производстве с ЧПУ, где в производственный процесс вовлечено несколько человек.

PDM (документация) [ править ]

В системах управления данными о продукте (PDM) сохраняется рабочий план каждого продукта, который включает модели CAD, описание рабочих шагов и список необходимого оборудования. Подробное описание оборудования происходит в управлении инструментом, поскольку система PDM не предлагает функций, а поля данных содержат их подробное описание. Обычно он предлагает ссылки на внешние данные. Производственные заказы создаются с помощью системы ERP, которая связана с планом работы в системе PDM. Необходимые ресурсы, такие как программы ЧПУ, инструменты и инструкции, запрашиваются при производстве у управления инструментами. Интеграция гарантирует доступность информации в управлении инструментом. Основная цель интеграции - систематическая нумерация документов и ресурсов.

ERP (закупка) [ править ]

Система ERP планирует сырье, расходные материалы и другие ресурсы. Он тесно связан с PDM и берет на себя задачи по управлению материальными потоками и логистике. Что касается инструментов, это касается расходных материалов. Если инвентаризация компонентов выполняется с помощью управления инструментами, заказы на поставку будут передаваться как заявки на закупку в систему ERP, которая выдает фактический заказ. Для этого необходимо, чтобы продукты были зарегистрированы в обеих системах под одним и тем же номером. Кроме того, все внутренние движения запаса компонентов инструмента для калькуляции могут быть переданы в систему ERP с помощью интеграции.

CAM [ править ]

Системы CAM генерируют команды G-кода (программу ЧПУ) для станка с ЧПУ . Геометрия, описание и условия резания выбираются и получаются непосредственно из управления инструментами. Это гарантирует, что все используемые инструменты задокументированы и соответствуют действительности в мастерской. В системе CAM все инструменты, используемые в программе ЧПУ, автоматически сохраняются в виде списков инструментов в управлении инструментами. Это обеспечивает правильное использование инструментов при подготовке рабочего процесса.

Системы хранения [ править ]

Помимо обычных шкафов для инструментов, часто используются системы хранения, которые предоставляют оператору полку с желаемым продуктом. Связь между номером позиции и местом хранения сохраняется в управлении инструментами. При бронировании вывоза инструмента в области логистики управления инструментами система хранения работает автоматически. В качестве альтернативы назначение мест хранения можно настроить в системе хранения. Затем удаление выполняется в системе хранения, и изменение инвентаря передается в управление инструментами.

Предварительная настройка [ править ]

При обработке к позиционированию инструментов станку с ЧПУ необходимы их точные измерения. Следовательно, длина и диаметр инструментов в сборе должны быть введены при подключении их к станку. Эти настройки инструментов можно измерить с помощью внешнего устройства предварительной настройки. Удобные устройства предварительной настройки принимают номинальные значения, допуски и обозначения из системы управления инструментами и передают измеренные значения непосредственно на станок с ЧПУ. Интеграция управления инструментом с устройствами предварительной настройки происходит в формате обмена соответствующими производителями оборудования и включает графики и информацию о методе измерения.

Каталоги инструментов [ править ]

Чтобы снизить стоимость начального сбора данных компонентов в управлении инструментом, производители инструментов предоставляют данные и графику в надлежащим образом подготовленном виде. Для технических данных в настоящее время используются форматы обмена DIN 4000 и ISO 13399. При необходимости предоставляется двухмерная графика в соответствии со стандартом ISG / BMG DXF. Для трехмерной графики не определен стандарт. Обычно предлагаются форматы STL и STEP , а положение оси выбирается в соответствии с приложением на станке.

Мотивация к управлению инструментами [ править ]

Повышенная рентабельность инвестиций [ править ]

Основным стимулом для управления инструментами, как и для всех производственных технологий, является большая отдача от инвестиций за счет более высокой эффективности . Это достигается следующим образом:

Использование новых технологий [ править ]

Растущие требования к дизайну и качеству в сочетании с нехваткой времени и затрат вынуждают компании регулярно инвестировать в более эффективное оборудование и процедуры. Современные станки с ЧПУ (например, токарно-фрезерные станки) высокопроизводительны, однако они требуют тщательной подготовки и применения. Таким образом, предпосылкой для их успешного использования является одновременная адаптация организации вместе с управлением необходимой оперативной информацией. Эти знания впоследствии могут быть включены в рабочие процедуры и доступны для каждой необходимой задачи. Это позволяет избежать ошибочной или неполной информации, которая может прервать производство.

Предоставление правильной информации [ править ]

Новое приобретенное оборудование поставляется с конкретной информацией об использовании (например, с данными о резке с инструментами). Эта информация находится в специальной документации поставщика (т. Е. Максимально допустимый диаметр инструмента для чистового растачивания). Прежде чем можно будет использовать новое приобретение, данные должны быть интегрированы в формат задачи для конкретной компании. (т.е. точные установочные значения для требуемого инструмента для чистового растачивания). Кроме того, эта информация должна быть доступна для всех участвующих областей работы. (т.е. точный установленный диаметр должен быть известен отделам программирования ЧПУ и инструментального магазина). Обработанная информация о компании затем становится доступной в виде инструкций по частям (т. Е. Соответствующие параметры резания для конкретного использования инструмента с определенным материалом), и ее необходимо обрабатывать и интегрировать в рабочие процессы, чтобы предотвратить потерю производственных мощностей или сокращение срока службы инструмента.

Сделайте информацию более доступной [ править ]

Данные об инструментах и ​​производстве хранятся в базе данных компании в определенном формате. С этой целью программное приложение обеспечивает доступ для всех отделов и использование без регистрации дублирующихся данных. Такие данные могут использоваться другими программными приложениями (например, CAM-системами, устройствами предварительной настройки инструментов, производственной логистикой). Подходящие интерфейсы интегрированы для обеспечения бесперебойной работы рабочих процессов. Централизованное управление данными сокращает количество ошибок и простоев производства.

Значение [ изменить ]

Важность обмена информацией между операционными областями зависит от типа компании. В целом можно сказать, что недостающая или нечеткая информация является источником ошибок, которые приводят к снижению производительности и вызывают задержки и неэффективный рабочий процесс. Ручные интерфейсы и информация, передаваемая из уст в уста, являются потенциальными источниками ошибок и препятствиями. Особенно важны обязательные спецификации, которые используются в сложных рабочих ситуациях, чтобы снизить вероятность повреждения машины, а также риски, связанные с дефектными поставками.

Ссылки [ править ]

• Ханс Б. Киф, Хельмут А. Рошиваль: Руководство по ЧПУ / ЧПУ 2007/2008. Hanser, München 2007, ISBN 978-3-446-40943-9 . Leseprobe 
• Д-р Штеффен Ланг: Управление инструментами: Intelligente Konzepte zur Kostenreduzierung rund um die Werkzeugverwaltung. VDI-Z 147