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数控加工刀具BOM清单管理方案探讨

2017/11/24    来源:e-works    作者:张世君      
关键字:数控加工刀具  BOM  
在数控加工工厂,刀具的管理是诸多管理环节中重要的一环,刀具成本在总成本中占有重要的位置。特别是在多品种小批量的工厂,由于没有科学的管理,导致刀具成本高居不下。因此,刀具管理即刀具BOM管理,被企业提上了议事议程。
    0引言
 
    在数控加工工厂,刀具的管理是诸多管理环节中重要的一环,刀具成本在总成本中占有重要的位置。特别是在多品种小批量的工厂,由于没有科学的管理,导致刀具成本高居不下。因此,刀具管理即刀具BOM管理,被企业提上了议事议程。
 
    编者在20多年的数控加工实践中,从事技术及管理工作,总结了一整套刀具管理方案,可以有效的控制刀具成本,提高生产效率。
 
    建立刀具管理系统的流程节点包括以下6个步骤,如图1,本文将从以下6个方面分别介绍。
 
建立刀具BOM管理方案流程图
    图1.建立刀具BOM管理方案流程图
 
    1刀具系统性编码
 
    刀具系统性编码是建立统一的编码工步刀具编码,目的是采取统一的编码,来识别工步及刀具和刀片,制定工艺刀具清单,为刀具准备、配送、寿命管理做好前期准备。
 
    刀具系统性编码(这里包括数控车床刀具及加工中心旋转刀具)可以采取拼音或国际英文简称的方法编制,编制原则如下:
 
    1.1车床刀具编码规则
 
  • 工步+加工状态+刀杆情况+刀片及编号+刀片材质;

  • ODR+25+CNMG120408-MS-VP15TF。
 
表1.车刀编码原则
 

 
车刀编码原则
 
    1.2 数控车工步编码
 
    数控车工步编码包括:外圆车加工、内孔车加工、端面车加工、端面孔方案、数控车孔加工方案刀具钻头、丝锥、U钻、铰刀等按照加工中心旋转刀具编码方案执行。
 
 
数控车工步汇总
图2.数控车工步汇总
  
  工步分解图示
图3.工步分解图示
 
工步中英文对照及简码
图4.工步中英文对照及简码
 
    1.3 加工中心工步刀具编码
 
    加工中心工步较多,可采取:刀具编码进行工步识别的办法(刀具即是工步的标识法),如:FA(FACE MILL)面铣刀即是铣面工步;英文中文结合简码的办法;当然可以采取拼音简码的原则。
 
    加工中心旋转刀具图册如下:
 
 
加工中心旋转刀具英文名称
图5.加工中心旋转刀具英文名称
 
 
加工中心旋转刀具中文名称
图6.加工中心旋转刀具中文名称
 
    加工中心孔刀具图册如下:
 
 
孔加工刀具英文图册
图7.孔加工刀具英文图册
 
 
孔加工刀具中文图册
图8.孔加工刀具中文图册
 
 
孔加工方案刀具简码及中文对照表
图9.孔加工方案刀具简码及中文对照表
 
    1.4 加工中心工步刀具简码
 
    不同的刀具有不同的编码规则,本节将列举各类刀具编码规则表,可以比照以下表单制定自己公司额编码规则。
 
表2.加工中心编码规则

加工中心编码规则

 
面铣刀编码规则
图10.面铣刀编码规则
 
平底铣刀编码规则
图11.平底铣刀编码规则
 
方肩铣刀编码规则
图12.方肩铣刀编码规则
 
    根据这些原则,还包括圆鼻刀编码规则、球头铣刀编码规则、钻头编码原则、定点钻编码原则、丝锥编码原则等,因为篇幅有限,在这里不再獒叙。
 
    2 程序编制标准化
 
    程序名称编码标准化即要求:程序名称需要符合规则;程序注释添加工步刀具信息齐全;程序格式符合规范要求;程序刀具注释可以添加节拍时间,可以添加刀具寿命等;切削参数标准化,编制切削参数参考表;各自公司可以根据实际情况编制程序命名规范规则;工序编码可以使用全拼和英文简码都可以;好记容易上手为原则。
 
    程序编制具体的流程为:
 
    1)出台编制规范、名称规范、注释规范等等,举例:名称规范如下表3。
 
表3.程序名称规范

方肩铣刀编码规则

 
    2)组织培训宣贯学习、练习、达到熟记编码规则的目的。
 
    表4.程序标准化
程序标准化
 
    3)实施程序编制标准化。
 
    3 建立程序编制的EBOM、PBOM
 
    3.1 Mastercam导出EBOM的方法
 
    CAM工程师在软件程序编制时,采取刀具名称的办法,及第二章提及的工步刀具编码,在程序段前面添加工步刀具注释,便于识别程序的工步及刀具,导出清单,建立起了刀具的EBOM、PBOM表单。
 
    当然使用MASTERCAM软件及CIMCO EDIT软件结合都是可以导出刀具清单,MASTERCAM软件导出清单有2种办法:
 
    在程序编制时,在注释栏添加第二章规定的工步刀具编码,生成程序时会自动生成带有注释的工步刀具,再使用CIMCO EDIT软件导出刀具清单即:EBOM、PBOM
 
    使用MASTERCAM软件Setup插件导出刀具清单及工艺列表,可以选择EXCEL 或浏览器文件,便于查看及编辑;具体方法可以参考网络介绍,以后会专门介绍插件的安装及使用,这里不再獒叙。 
 
    这里通过抓图,介绍一下Mastercam软件在注释栏里添加工步及刀具的事宜(如图13、14)。
 
Mastercam X9刀具设置,刀具简码填写处
图13.Mastercam X9刀具设置,刀具简码填写处
 
刀具设置红框内填写刀具注释即刀具简码
图14.刀具设置红框内填写刀具注释即刀具简码
 
    3.2 软件生成含有EBOM的G代码加工程序
 
    软件生成含有EBOM的G代码加工程序的步骤为:
 
    1)编制好程序以后(这里不叙述过多的Mastercam软件编程过程)生成H含有EBOM的G代码,命名为:MBA-E-LH-F-01;
 
    2)使用CIMCO EDIT (软件有试用单机版目前市面上都使用单机版本)打开G代码;
 
    3)点击打开MBA-E-LH-F-01程序文件
 
    4)点数控功能MAKE TOOL LIST (提取刀具清单)如图16红色方框所示,点另存为:MBA-B-LH1-F-01-TOOL 
 
    MBA-B-LH1-F-01-TOOL文件即是本程序的刀具清单EBOM。
 
CIMCO Edit v8.0版本所示带有刀具简码注释的程序
图15. CIMCO Edit v8.0版本所示带有刀具简码注释的程序
 
    3.3 使用Mastercamx9.0插件SetupX 导出工艺清单(PBOM)及刀具列表的方法
 
    Mastercamx9.0刀路编制完毕,模拟检查以后,使用组合键ALT+C 导出SetupSheet (工艺清单) 及 ToolList (刀具清单EBOM)。
 
    刀具EBOM、PBOM作为产品工序加工的使用基础,是产前准备的必备清单。
 
提取的刀具清单-EBOM
图16.提取的刀具清单-EBOM
 
Setup插件导出的工艺列表
图17.Setup插件导出的工艺列表
 
    4 刀具寿命监控统计
 
    有了刀具EBOM 、PBOM 后,也为刀具MBOM进行寿命监控奠定了基础,可以对刀具寿命进行SPC统计和监控。
 
    通过专业人员(技术员 工艺师 技师等),对EBOM、PBOM 进行刀具寿命监控统计,并产生MBOM(物料消耗清单)。MBOM是真正意义的刀具物料清单,根据产品生产计划对刀具刀片进行计算,根据计算的结果结合库存情况,制定请购单,要求采购部门进行采购,这是生产需求分析所需要的MBOM清单。
 
    对于企业资源规划环节,在EBOM、PBOM 产生的同时,有技术人员对刀具的寿命统计的定额就是刀具清单对应的产品的MBOM,刀具损耗MBOM,是保证及时准确的生产的物资材料之一,也是必备BOM清单之一。
 
    刀具寿命清单统计表需要根据EBOM、PBOM进行制定,每种刀具需要进行统计监控跟踪,直至统计出合理的寿命为准。寿命有时间统计或加工件数统计两种,推荐依件数为准。
 
    大批量的产品在统计寿命时,特别是汽车配件加工,请依最高标准即在加工产品公差接近上下极限公差时,必须更换刀具,当然修正刀补也是可以的。当关键尺寸,公差较为严格,精度较高时可以强制换刀,更换下来的刀具可以作为粗加工的刀具使用。
 
刀具使用寿命监控的产品SPC监控图
图18.刀具使用寿命监控的产品SPC监控图
 
    5 刀具配送的介绍
 
    有了刀具EBOM、PBOM刀具工艺列表,在生产排产机台计划发出时,刀具管理员应及时的对刀具进行准备,做到第一时间送到工位,杜绝准备刀具带来的机内浪费,这也是精益生产的策略之一。
 
    根据MBOM对生产线的刀具刀片发放进行监控,做到发放数量与MBOM对应,一旦有异常,操作工通知技术人员或班长进行技术分析,对毛坯和刀具技术性分析,防患于未然,刀具刀片有质量问题,技术员或刀具管理员可以及时通知供应商进行跟踪。
 
    产生MBOM后,就可以对生产线上的刀具定额进行成本监控,成本分析,成本管控,为降低刀具成本打下基础。
 
    6 刀具寿命管理的方法
 
    6.1刀具寿命监控及产品SPC统计
 
    在大批量汽车配件加工时,需要对产品进行SPC统计,并通过对刀具进行强制更换的方法,保证产品尺寸的过程能力中的CPK,CPK是"Process Capability Index" 的缩写。CPK的中文定义为:制程能力指数,是现代企业用于表示制程能力的指标,即某个工程或制程水准的量化反应,也是工程评估的一类指标。
 
    影响制程水平的主要是刀具寿命即刀具磨损情况,也是影响制程的因素之一,所以必须对刀具寿命进行监控并及时强制更换。
 
    6.2三种监控方法介绍
 
    1)数控系统设置报警法,由机床原厂家技术工程师设置就可以,这里篇幅有限不再獒叙;
 
    2)刀具管理看板法;
 
    3)宏程序执行法。
 
    6.3刀具寿命看板管理法
 
    刀具名称、材质、监控标尺是根据统计好的刀具寿命制作管控看板,在生产过程中对每个刀片记性寿命管理,看板制作如图19所示。
 
    看板由专业技术人员制作,磁性卡K士张贴到机床前面现场进行管控,如图20。
 
    7 结论
 
    通过以上对程序刀具工步进行标准化、规范化,工艺、程序、刀具BOM集成化,刀具寿命的监控等的管理,可以实现MBOM表请购、采购、入库、产前准备流程顺畅,OEE显著提高(降低产前刀具准备导致计划外停机的时间),刀具MBOM数据准确性大大提高,降低刀具库存,以及刀具费用及成本显著下降。
 
刀具寿命监控看板制作说明书
图19.刀具寿命监控看板制作说明书
 
刀具寿命监控看板
图20.刀具寿命监控看板
 
责任编辑:李欢
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