楊守帥

摘 要：為適應(yīng)數(shù)控設(shè)備利用率不斷提高的發(fā)展趨勢(shì)，滿足新型刀具的高效應(yīng)用，本文針對(duì)刀具使用及管理情況，規(guī)劃設(shè)計(jì)了新型刀具庫(kù)，全面闡述了新型刀具庫(kù)的總體設(shè)計(jì)以及庫(kù)體、貨區(qū)/貨位碼、工人借/還卡、刀柄/刀盤標(biāo)識(shí)卡牌、條形碼內(nèi)容、物料結(jié)構(gòu)等的設(shè)計(jì)。實(shí)踐證明，新型刀具庫(kù)實(shí)現(xiàn)了對(duì)刀具的查詢、存放、借用、歸還等信息化管理。

關(guān)鍵詞：刀具庫(kù);規(guī)劃設(shè)計(jì);數(shù)控垂直回轉(zhuǎn)庫(kù)

中圖分類號(hào)：TG71 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-5168（2019）04-0072-04

Planning Design and Application of New Tool Library

YANG Shoushuai

（Technical Department of Zhengzhou Textile Machine Engineering Technology Co.， Ltd.，Zhengzhou Henan 450000）

Abstract： In order to adapt to the development trend of increasing utilization rate of CNC equipment and satisfy the high effect of new cutting tools， this paper planned and designed a new cutting tool library according to the use and management of cutting tools， and comprehensively expounded the overall design of the new cutting tool library， as well as the design of warehouse body， cargo area/cargo location code， worker's borrowing/returning card， tool handle/cutter disc identification card， bar code content， material structure， etc. Practice has proved that the new tool library realizes the information management of tool inquiry， storage， borrowing and returning.

Keywords： tool library;planning and design;NC vertical rotation library

1 研究背景

近年來(lái)，鄭州紡機(jī)工程技術(shù)有限公司積極開發(fā)和大力推進(jìn)新刀具技術(shù)的應(yīng)用，切削效率得到大幅度提升，降本增效成效顯著，數(shù)控設(shè)備利用率得到較大提高。數(shù)控設(shè)備功能的發(fā)揮通過(guò)刀具得以實(shí)現(xiàn)。刀具在使用中處于一個(gè)動(dòng)態(tài)變化的過(guò)程。及時(shí)、準(zhǔn)確及靈活地提供合適的刀具，能夠充分發(fā)揮刀具和數(shù)控設(shè)備的作用，提高生產(chǎn)效率，為零部件的高質(zhì)量生產(chǎn)提供必要保障。因此，加強(qiáng)刀具管理就顯得十分必要。

刀具的管理方式多種多樣，不同的管理方式和管理辦法適應(yīng)于不同企業(yè)的經(jīng)營(yíng)模式。公司數(shù)控設(shè)備類型多，性能各異，并且大部分重型設(shè)備本身沒有刀具庫(kù)存儲(chǔ)刀具。此外，公司刀具的品種和數(shù)量非常多，且部分刀具價(jià)格昂貴。所以，各個(gè)公司要加強(qiáng)新型刀具庫(kù)的規(guī)劃設(shè)計(jì)。新型刀具庫(kù)要能實(shí)現(xiàn)刀具信息的存儲(chǔ)、查找、申購(gòu)、報(bào)廢等流程的信息化管理，實(shí)現(xiàn)公司貴重刀具、刀具信息的資源共享。

2 刀具管理存在的問題

①鄭州紡機(jī)工程技術(shù)有限公司傳統(tǒng)的工具室刀具柜為20世紀(jì)五六十年代的老式方格柜，存取、查找等效率低下。

②工具借、還采用紙質(zhì)登記，不利于后期的精確查詢和備貨。

③某些刀具、刀柄、接桿、夾頭等被長(zhǎng)時(shí)間存放在部分工人的工具柜中或機(jī)床旁，造成刀具資源的大量浪費(fèi)。

④工人尋找刀具花費(fèi)時(shí)間較長(zhǎng)，甚至找不到，從而導(dǎo)致設(shè)備由于等待刀具而造成停工現(xiàn)象。

⑤公司購(gòu)買的部分貴重刀具沒有實(shí)現(xiàn)共享（防振刀具，精鏜刀具、非標(biāo)刀具等），利用率低。

⑥刀具選型錯(cuò)誤，又無(wú)成功切削的數(shù)據(jù)信息可供查詢，導(dǎo)致部分刀具使用時(shí)磨損極快，另有一些刀具大材小用，造成資源浪費(fèi)[1]。

3 刀具庫(kù)的選型

目前，加工制造企業(yè)用于刀具管理的刀具庫(kù)類型各不相同。有些公司雖然硬件系統(tǒng)相同，但管理方法和流程差別較大。鄭州紡機(jī)工程技術(shù)有限公司對(duì)新型刀具庫(kù)的應(yīng)用了解甚少，沒有成熟的方案可供參考。該公司經(jīng)過(guò)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)刀具、設(shè)備和場(chǎng)地等要素進(jìn)行綜合分析研究，對(duì)市場(chǎng)上可用于刀具存儲(chǔ)的庫(kù)體類型進(jìn)行了大量資料查詢與調(diào)研，認(rèn)為數(shù)控垂直回轉(zhuǎn)庫(kù)比較適合自身的運(yùn)營(yíng)模式。同時(shí)，對(duì)垂直回轉(zhuǎn)庫(kù)進(jìn)行了技術(shù)方案的探索、策劃、研究與設(shè)計(jì)。該公司經(jīng)過(guò)招投標(biāo)，最終確定采用沈飛集團(tuán)公司生產(chǎn)的數(shù)控垂直回轉(zhuǎn)庫(kù)。數(shù)控垂直回轉(zhuǎn)庫(kù)具有以下幾方面的優(yōu)勢(shì)。

第一，節(jié)約性。數(shù)控垂直回轉(zhuǎn)庫(kù)占地面積小，充分利用垂直方向的空間。

第二，便捷性。取送刀具無(wú)需人力搬運(yùn)，箱斗通過(guò)自動(dòng)認(rèn)址存取刀具，最大限度地節(jié)省了人力資源。

第三，安全性。入口處的光電保護(hù)系統(tǒng)能在庫(kù)體處于運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)時(shí)有效保證操作者和刀具的安全;具有過(guò)載保護(hù)的功能;全封閉的庫(kù)體外觀，使庫(kù)內(nèi)刀具有效防塵、防盜。

第四，智能性。箱斗通過(guò)最優(yōu)路徑的選取，快速將刀具送至操作者手中，最大限度地節(jié)省送刀時(shí)間。

第五，高效性?？蛇M(jìn)行上位機(jī)管理，實(shí)現(xiàn)多臺(tái)回轉(zhuǎn)庫(kù)聯(lián)網(wǎng)操作，同時(shí)進(jìn)行物品的存取、查找等操作，使刀具更易于管理。

第六，靈活性。根據(jù)庫(kù)房垂直方向的空間設(shè)計(jì)庫(kù)體高度，更好地利用現(xiàn)有的庫(kù)房環(huán)境[2]。

4 刀具庫(kù)的規(guī)劃設(shè)計(jì)

4.1 總體布局

鄭州紡機(jī)工程技術(shù)有限公司在加工事業(yè)部原油品庫(kù)[11.0m（長(zhǎng)）×6.2m（寬）×4.3m（高）]南側(cè)放置SFSHK-5420-14-406回轉(zhuǎn)庫(kù)2臺(tái)，單臺(tái)各有14個(gè)箱斗，單箱斗承載500kg，同時(shí)配置計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)1套，對(duì)庫(kù)內(nèi)的物品進(jìn)行統(tǒng)一管理，采用條形碼技術(shù)進(jìn)行入/出庫(kù)管理，實(shí)現(xiàn)刀具管理的自動(dòng)化、信息化、規(guī)范化。

4.2 庫(kù)體及貨區(qū)、貨位碼設(shè)計(jì)

刀具庫(kù)分為1號(hào)回轉(zhuǎn)庫(kù)和2號(hào)回轉(zhuǎn)庫(kù)，如圖1和圖2所示。

1號(hào)回轉(zhuǎn)庫(kù)共14個(gè)箱斗，每個(gè)箱斗分二層配置塑料盒，用于存放各類刀片、刀具等。每層存放塑料盒（234mm×500mm×140mm）8個(gè)，每個(gè)箱斗可存放塑料盒16個(gè)。1號(hào)回轉(zhuǎn)庫(kù)共可存放塑料盒224個(gè)。目前，每個(gè)塑料盒配2個(gè)插片，將塑料盒分為3格，1號(hào)回轉(zhuǎn)庫(kù)共有672個(gè)格。如圖3至圖5所示。

2號(hào)回轉(zhuǎn)庫(kù)共14個(gè)箱斗。其中，8個(gè)箱斗配置刀柄抽屜，每個(gè)箱斗3個(gè)刀柄抽屜，每個(gè)抽屜配置16個(gè)刀柄座，8個(gè)箱斗共可存放刀柄384（8×3×16）把。另外，6個(gè)箱斗配置斜插刀柄座，用于存放各類大型長(zhǎng)刀柄。每個(gè)箱斗可斜插17把刀柄，6個(gè)箱斗可存放102（17×6）個(gè)刀柄。2號(hào)回轉(zhuǎn)庫(kù)總計(jì)可存放刀柄486把。如圖6和圖7所示。

4.3 工人借、還卡的設(shè)計(jì)

新設(shè)計(jì)的工人借、還卡具有創(chuàng)新、實(shí)用的特點(diǎn)?？ㄆ笮?6mm×55mm，整體白色+雙面背景鄭紡機(jī)LOGO。正面主要信息除公司名稱和“刀具中心”外，還設(shè)計(jì)有員工姓名和員工號(hào)（與公司出勤卡、餐卡號(hào)碼相同），并且生成唯一條形識(shí)別碼。背面主要信息有先進(jìn)刀具圖片環(huán)繞的公司應(yīng)用新技術(shù)口號(hào)“應(yīng)用刀具新技術(shù)，提質(zhì)增效降成本”。共為加工事業(yè)部六、七工部全體工人制作卡片83張。如圖8所示。

4.4 刀柄、刀盤標(biāo)識(shí)卡牌的設(shè)計(jì)

鄭州紡機(jī)工程技術(shù)有限公司設(shè)計(jì)完成了BT50和JT50刀柄快插快取式標(biāo)識(shí)卡牌（125mm×100mm）、刀盤用磁性吸附標(biāo)識(shí)卡牌（55mm×42mm），如圖9至圖11所示。各類卡牌在合適的位置留有條形碼空間，便于刀具的精準(zhǔn)掃描與查取。

4.5 條形碼的設(shè)計(jì)

新設(shè)計(jì)的條形碼尺寸為30mm×19mm，適用于各類刀具、刀盒和標(biāo)示卡牌。條形碼信息包括三部分：條形碼圖形，用于快速、準(zhǔn)確的入出庫(kù)掃描;條形碼編號(hào)，條形碼的唯一號(hào)碼，用于大數(shù)據(jù)的匯總、報(bào)表等信息化管理;刀具簡(jiǎn)要名稱及型號(hào)，用于描述刀具主體信息，便于工人快速識(shí)別。如圖12和圖13所示。

4.6 物料結(jié)構(gòu)樹的規(guī)劃設(shè)計(jì)

鄭州紡機(jī)工程技術(shù)有限公司設(shè)計(jì)的物料結(jié)構(gòu)樹符合國(guó)內(nèi)外大多數(shù)刀具樣本查詢習(xí)慣，可快速高效地對(duì)各類刀具進(jìn)行單個(gè)或批量的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)輸入、輸出與維護(hù)。對(duì)下一步PLM二期、SAP項(xiàng)目的實(shí)施，適應(yīng)公司未來(lái)信息化、智能制造的發(fā)展需求，在數(shù)據(jù)連接和提取方面具有重要作用。如圖14所示。

5 刀具庫(kù)的應(yīng)用

加工事業(yè)部原庫(kù)房新刀具、刀柄及現(xiàn)場(chǎng)大部分?jǐn)?shù)控加工用刀具已使用條形碼進(jìn)行入/出庫(kù)，所入庫(kù)存刀具類型及數(shù)量一目了然，借出去的刀具賬單清晰，大幅度提高了備刀時(shí)間。應(yīng)用效果如圖15至圖20所示。

6 結(jié)語(yǔ)

經(jīng)過(guò)一年來(lái)對(duì)新型刀具庫(kù)的摸索、研究、規(guī)劃設(shè)計(jì)、推進(jìn)與實(shí)施，已實(shí)現(xiàn)對(duì)庫(kù)內(nèi)刀具采用條形碼技術(shù)進(jìn)行入/出庫(kù)、借/還賬等信息化管理，逐步實(shí)現(xiàn)刀具管理的規(guī)范化，從而提升零部件的加工質(zhì)量和效率，降低生產(chǎn)成本。

新型刀具庫(kù)的建立，是鄭州紡機(jī)工程技術(shù)有限公司對(duì)刀具信息化全生命周期管理流程的初步探索，對(duì)實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展具有重要的推動(dòng)作用，是全面信息化戰(zhàn)略規(guī)劃的重要部分，必將為其下一步智能制造發(fā)揮重要作用。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳佳，谷銳，徐斌.信息系統(tǒng)開發(fā)方法[M].北京：清華大學(xué)出版社，2019.

[2]中華人民共和國(guó)國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局.數(shù)碼倉(cāng)庫(kù)應(yīng)用系統(tǒng)規(guī)范：GB/T 18768—2002[S].北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2002.