基于三維模擬組裝的刀具管理系統(tǒng)及其管理方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種基于三維模擬組裝的刀具管理系統(tǒng)及其管理方法，通過組建刀具管理網(wǎng)絡(luò)，在刀具服務(wù)器上建立數(shù)據(jù)庫，在配刀間和機臺終端安裝功能模塊集成模擬組裝功能，快速自動完成零件加工配刀表所需整體刀具的組件列表、三維模型和二維工程圖，實現(xiàn)整體刀具的快速模擬組裝，自動記錄組件信息，自動生成三維模型及二維工程圖，在配置整體刀具的過程中，完成組件及整體刀具的物流管理，遠程快速查詢機臺刀庫內(nèi)實時已有的整體刀具，能夠有效地減少刀具配置和管理時間，節(jié)約人力資源，減少刀具種類，降低成本，提高生產(chǎn)效率。
【專利說明】基于三維模擬組裝的刀具管理系統(tǒng)及其管理方法【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及工業(yè)自動化領(lǐng)域，具體涉及一種基于三維模擬組裝技術(shù)的動態(tài)刀具管理系統(tǒng)和管理方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著數(shù)控機床的發(fā)展和廣泛應(yīng)用，機床刀具的管理變得更加重要。通常，單個零件在加工中心加工需要數(shù)十把刀具，如果企業(yè)生產(chǎn)的產(chǎn)品零部件屬于多品種小批量類型，加上刀具磨損和損壞等情況，那么需要的更換的刀具種類和數(shù)量龐大，配刀間工作任務(wù)繁重，刀具等待時間長將影響機床利用率。
[0003]刀具的管理包括刀具物流管理、整體刀具組裝、拆卸和對刀、刀具尋位等。傳統(tǒng)的刀具管理主要靠人工登記，存在工作量大、實時性差、機臺實時整體刀具信息無法記錄等問題，導(dǎo)致刀具管理耗費的人力、時間較多，嚴重影響生產(chǎn)效率的提升。國內(nèi)外主流的刀具管理軟件主要采用記錄組件出入庫信息的刀具物流管理，但仍然沒有對直接影響配刀效率的零件加工配刀表、整體刀具組件及其裝配關(guān)系，未對機臺刀庫實時整體刀具進行管理記錄，且在配置新整體刀具時，對配刀員要求較高，刀具拆卸后組件信息隨即丟失，導(dǎo)致再次配刀時需重新選擇組件組裝，無法快速高效地選用并確定整體刀具。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題就是針對目前刀具管理上存在的上述不足，提供一種實時快速動態(tài)的刀具管理系統(tǒng)及其管理方法，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中的問題。
[0005]為實現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本發(fā)明提供一種基于三維模擬組裝的刀具管理系統(tǒng)，所述刀具包括整體刀具，所述整體刀具由多個刀具組件配置構(gòu)成，所述刀具管理系統(tǒng)包括刀具管理服務(wù)器、配刀間終端以及多個機臺終端，所述刀具管理服務(wù)器及配刀間終端接入網(wǎng)絡(luò)交換機，各機臺終端通過聯(lián)網(wǎng)設(shè)備接入網(wǎng)絡(luò)交換機；所述刀具管理服務(wù)器上建立有數(shù)據(jù)庫，用于更改和存儲刀具的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)信息、配刀總表、工程圖信息、三維模型庫信息，刀具的庫存、庫位、出入庫信息以及機臺刀庫整體刀具刀位信息；所述配刀間終端上安裝有刀具配刀模塊，用于向所述數(shù)據(jù)庫輸入信息并進行查詢和更新，并進行刀具模擬組裝；所述機臺終端上安裝有機臺刀庫管理模塊，用于對所述數(shù)據(jù)庫中的機臺刀庫整體刀具刀位信息進行查詢和更新。
[0006]進一步地,所述刀具基礎(chǔ)數(shù)據(jù)信息包括刀具組件參數(shù),所述刀具組件參數(shù)包括物料編碼、名稱、描述、訂貨號、品牌、系統(tǒng)總量、剩余數(shù)量、模型總長、模型至基準長度。
[0007]進一步地,所述刀具基礎(chǔ)數(shù)據(jù)信息包括整體刀具參數(shù),所述整體刀具參數(shù)包括刀名、類型、直徑、長度、是否已有、數(shù)量、刀位、內(nèi)冷狀態(tài)。
[0008]本發(fā)明還提供一種基于三維模擬組裝的刀具管理系統(tǒng)的管理方法，包括以下步驟:1)所述配刀間終端接收配刀申請，根據(jù)配刀信息與所述數(shù)據(jù)庫中的配刀總表匹配，如為有，調(diào)取現(xiàn)有配刀表；如為無，所述刀具配刀模塊根據(jù)配刀信息選擇合適的刀具組件并調(diào)取所述數(shù)據(jù)庫中的三維模型庫信息進行模擬組裝，創(chuàng)建配刀表，更新配刀總表；2)根據(jù)所述配刀表信息，刀具組件出庫組裝，更新刀具組件出庫信息，完成刀具配置；3)刀具使用完畢后，刀具組件入庫，更新整體刀具與刀具組件入庫信息，完成刀具返回。
[0009]進一步地，所述步驟I)中，所述刀具配刀模塊根據(jù)配刀信息、機床接口和組件裝配規(guī)則，選擇合適的刀具組件并調(diào)取所述數(shù)據(jù)庫中的三維模型庫信息進行模擬組裝，確認可用后生成整體刀具裝配工程圖和三維模型文件，完成配刀表，更新配刀總表。
[0010]進一步地，所述步驟2)中，配刀終端根據(jù)配刀表信息查詢所述數(shù)據(jù)庫確認機臺刀庫已有整體刀具，如為有，將所述已有整體刀具裝入機床刀庫，并更新機臺刀庫的刀位信息；如為無，根據(jù)所述配刀表信息，刀具組件出庫組裝，更新刀具組件出庫信息，根據(jù)組裝關(guān)系及工程圖組裝整體刀具，將組裝完成的整體刀具裝入機床刀庫，更新機臺刀庫的刀位信肩、O
[0011]進一步地，刀具組件出庫組裝時，利用對刀儀進行對刀操作，更新數(shù)據(jù)庫刀具基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。
[0012]通過以上技術(shù)方案，本發(fā)明相較于現(xiàn)有技術(shù)具有以下技術(shù)效果:
[0013](I)本發(fā)明設(shè)計集成化的刀具管理系統(tǒng)，通過網(wǎng)絡(luò)交換器，將配刀間終端、機臺終端等通過服務(wù)器實現(xiàn)刀具管理數(shù)據(jù)庫的實時動態(tài)查詢和修改，實現(xiàn)機臺刀庫數(shù)據(jù)與配刀間刀具管理數(shù)據(jù)的共享，保證數(shù)據(jù)一致性，配刀員不需要到機臺查看刀庫已有整體刀具，可在配刀間快速查詢確定在配刀表中機臺已有的整體刀具及其刀位，不需要配置機臺刀庫已有整體刀具，減少重復(fù)勞動；配刀表中整體刀具的可重用性，既可以統(tǒng)一使用滿足加工需求的最優(yōu)整體刀具，有利于減少刀具種類，降低成本，節(jié)省了大量選刀時間以及配置刀具時間，以100個整體刀具組合為例，利用本發(fā)明來輔助配刀的平均每把整體刀具配刀時間由1.5小時縮短至9分鐘，時間消耗縮短了 90%，將極大地提高工作和生產(chǎn)效率。
[0014](2)本發(fā)明通過整體刀具管理模塊的模擬組裝功能，快速模擬組裝整體刀具，自動生成所配整體刀具的三維模型、二維工程圖，在模擬組裝的過程中，記錄整體刀具所需組件列表及組裝參數(shù)，完整的整體刀具信息自動被記錄下來，方便整體刀具信息的再次組裝調(diào)用，提高選刀效率；
[0015](3)本發(fā)明實現(xiàn)配刀間和各機臺的組件、整體刀具等數(shù)據(jù)中央管理，利用配刀表組織管理整體刀具和組件，及時鎖定庫存，并提示刀具采購需求，在組裝和拆卸刀具過程中及時進行刀具物流管理，縮短機床等待刀具的停機時間，為數(shù)控編程人員提供2D+3D整體刀具模型方便編程和碰撞仿真，同時可提高成本透明度和可控性，制造更高生產(chǎn)率的數(shù)字化刀具管理系統(tǒng)，進一步則可與MES，ERP系統(tǒng)融合，為企業(yè)制造的數(shù)字化、精益化、自動化奠定基礎(chǔ)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1為本發(fā)明中基于三維模擬組裝的刀具管理系統(tǒng)的系統(tǒng)架構(gòu)圖；
[0017]圖2為本發(fā)明中刀具管理方法的配刀流程圖；
[0018]圖3為本發(fā)明中刀具管理方法的刀具返回流程圖。
【具體實施方式】[0019]以下由特定的具體實施例說明本發(fā)明的實施方式，熟悉此技術(shù)的人士可由本說明書所揭露的內(nèi)容輕易地了解本發(fā)明的其他優(yōu)點及功效。
[0020]請參閱圖1至圖3。須知，本說明書所附圖式所繪示的結(jié)構(gòu)、比例、大小等，均僅用以配合說明書所揭示的內(nèi)容，以供熟悉此技術(shù)的人士了解與閱讀，并非用以限定本發(fā)明可實施的限定條件，故不具技術(shù)上的實質(zhì)意義，任何結(jié)構(gòu)的修飾、比例關(guān)系的改變或大小的調(diào)整，在不影響本發(fā)明所能產(chǎn)生的功效及所能達成的目的下，均應(yīng)仍落在本發(fā)明所揭示的技術(shù)內(nèi)容得能涵蓋的范圍內(nèi)。同時，本說明書中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中間”及“一”等的用語，亦僅為便于敘述的明了，而非用以限定本發(fā)明可實施的范圍，其相對關(guān)系的改變或調(diào)整，在無實質(zhì)變更技術(shù)內(nèi)容下，當亦視為本發(fā)明可實施的范疇。
[0021]參閱圖1所示，顯示為本發(fā)明中基于三維模擬組裝的刀具管理系統(tǒng)的系統(tǒng)架構(gòu)圖，刀具管理系統(tǒng)包括刀具管理服務(wù)器、配刀間終端以及多個機臺終端，所述刀具管理服務(wù)器及配刀間終端接入網(wǎng)絡(luò)交換機，各機臺終端通過聯(lián)網(wǎng)設(shè)備接入網(wǎng)絡(luò)交換機，各部分通過接入網(wǎng)絡(luò)交換器進行數(shù)據(jù)庫聯(lián)接和交換。在刀具管理服務(wù)器上建立有數(shù)據(jù)庫，用于更改和存儲刀具的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)信息、配刀總表、工程圖信息、三維模型庫信息，刀具的庫存、庫位、出入庫信息以及機臺刀庫整體刀具刀位信息；在配刀間終端上安裝有刀具配刀模塊，用于向所述數(shù)據(jù)庫輸入信息并進行查詢和更新，包括對數(shù)據(jù)庫進行訪問、記錄、更改組件的出入庫、庫存及成本管理，整體刀具總表、配刀總表、配刀表、整體刀具所需組件列表、整體刀具工程圖和三維模型文件的數(shù)據(jù)管理等，并同時進行刀具模擬組裝；機臺終端上安裝有機臺刀庫管理模塊，用于對數(shù)據(jù)庫中的機臺刀庫整體刀具刀位信息(對應(yīng)刀閘號和刀位號)進行查詢和更新。
[0022]上述刀具的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)信息由如下幾個部分構(gòu)成:組件參數(shù)信息包括如下字段:物料編碼、名稱、描述、訂貨號、品牌、系統(tǒng)總量、剩余數(shù)量、模型總長、模型至基準長度、備注；整體刀具總表包括如下字段:機臺、刀名、類型、直徑、長度、L1、L2、L3、L4、L5、是否已有、數(shù)量、刀位、內(nèi)冷狀態(tài)、備注；配刀總表包括如下字段:零件編碼、工序號、機臺、零件名稱、零件材料、備注；配刀表包括如下字段:刀名、數(shù)量、配置時間、配置員、備注；整體刀具組件列表包括如下字段:物料編碼、數(shù)量、備注；
[0023]參閱圖2所示，顯示為本發(fā)明中刀具管理方法的配刀流程圖，配刀間終端接收配刀申請，根據(jù)配刀信息與所述數(shù)據(jù)庫中的配刀總表匹配，如為有，調(diào)取現(xiàn)有配刀表；如為無，即需要加工零件為第一次加工，則需先添加配刀表，查詢已有整體刀具總表，選擇滿足條件的整體刀具添加至配刀表，如總表內(nèi)沒有所需整體刀具，則根據(jù)機床接口和組件裝配規(guī)則，選擇合適的組件進行模擬組裝操作，確認可用后自動生成整體刀具裝配工程圖和三維模型文件，完成組件及整體刀具的物流管理，直至配刀表完成，并更新配刀總表。
[0024]并且針對加工零件為第一次加工的情況，建立配刀表時，從整體刀具總表中選擇可用整體刀具，如仍未滿足要求，須考慮機床接口和防止碰撞等需求，根據(jù)不同機床接口選用與之匹配的刀柄、延長桿、縮徑桿、鏜頭、刀夾、刀頭、刀片等組件，利用基于三維模擬組裝技術(shù)的刀具配刀模塊進行模擬組裝，所選組件將根據(jù)參數(shù)L1、L2、L3、L4、L5自動添加裝配并導(dǎo)出二維工程圖，可微調(diào)組件間的配合關(guān)系直至整體刀具滿足要求，自動生成整體刀具組件列表、工程圖和三維模型，完成單個整體刀具，進一步完成配刀表。
[0025]完成零件加工配刀表需要的所有整體刀具后，通過配刀間終端遠程查詢機臺刀庫數(shù)據(jù)庫實時已有的整體刀具，針對機臺刀具已有的整體刀具，則不需要重新配置，只需再配置其余整體刀具。配刀員繼續(xù)查詢其余整體刀具所需的各組件庫存數(shù)與倉庫庫位，如庫存不足需申請采購，領(lǐng)取所需組件，記錄組件出庫。
[0026]配刀員將領(lǐng)取的組件，按照工程圖進行組裝，利用對刀儀對組裝好的刀具進行對刀操作，更新刀補參數(shù)，并更新整體刀具表字段是否已有為“I” ；機床操作員將配置好的整體刀具裝入機床刀庫，并更新機臺刀庫的刀位數(shù)據(jù)，完成刀具配置流程；如圖3所示，待零件加工完成后，將刀具移除出機臺刀庫刀位，并更新機臺刀庫的刀位數(shù)據(jù)；在配刀間終端，配刀員查詢配刀表進行刀具返回，記錄整體刀具和組件入庫，更新整體刀具表字段是否已有為“O” ；配刀員拆卸整體刀具，安排庫位放回組件，更新組件入庫信息，完成刀具返回流程。
[0027]以下結(jié)合具體實施案例做進一步說明:
[0028](I)以第一次加工的編碼為1BA1100100新零件在第7道加工工序為例，機床為加工中心C40，新建配刀表，以零件編碼+工序號+機床編碼為標識確定該配刀表的唯一性，同時可以添加零件名稱、材料和三維示意圖。
[0029](2)根據(jù)零件加工需求，添加整體刀具至配刀表。首先，系統(tǒng)查詢整體刀具總表，根據(jù)匹配機床接口標準的刀柄類型，篩選出整體刀具列表，列表中輸入刀具類型“精鏜刀”，查詢到滿足直徑3.9mm和Ll>120mm等條件整體刀具T13002，進一步可打開整體刀具信息查看組件、加工參數(shù)、組裝工程圖、三維模型等進一步確認，將可用的整體刀具添加至配刀表。
[0030](3)當?shù)侗涌谄ヅ涞恼w刀具列表無法滿足加工要求時，新建整體刀具，輸入刀名，直徑長度(LI)，技術(shù)要求等參數(shù)，查詢組件總表選擇合適的組件進行組裝，根據(jù)組件模型總長等參數(shù)及組件裝配知識集，確定L2，L3，L4，L5組裝參數(shù)，進入模擬組裝界面進行模擬組裝，所需組件模型將按照模型和組裝參數(shù)，在后臺打開三維軟件自動裝配，組裝好的整體刀具三維裝配體示意圖和組裝工程圖將顯示到前臺程序，如滿足需求點擊“否”無需修改，自動將組裝裝配體和工程圖保存至數(shù)據(jù)庫；如需要進行微調(diào)，可打開后臺三維軟件調(diào)整配合關(guān)系并更新工程圖后，點擊“是”確認修改，自動將微調(diào)后的組裝裝配體和工程圖保存至數(shù)據(jù)庫。至此，完成并確定了新建整體刀具信息。
[0031](4)完成零件加工配刀表需要的所有整體刀具后，配刀員根據(jù)配刀表，可遠程查詢待加工機臺刀庫實時已有的整體刀具，針對機臺刀庫已有整體刀具，則不需要重復(fù)配置；配刀員打開其余整體刀具信息，根據(jù)組件列表，查詢組件所在庫位并領(lǐng)取組件(一鍵更新整體刀具所有組件的出庫數(shù)據(jù))，按照裝配關(guān)系和工程示意圖等進行組裝，至對刀儀對刀，然后將更新刀補參數(shù)和出庫數(shù)據(jù)；
[0032](5)待完成所有整體刀具的配置后，通過工具車送至對應(yīng)機臺，機床操作工裝入設(shè)定的機臺刀庫庫位，更新機臺終端機臺刀庫數(shù)據(jù)，完成刀具準備，開始零件加工操作。
[0033]綜上所述，本發(fā)明提供一種基于三維模擬組裝的刀具管理系統(tǒng)及其管理方法，通過組建刀具管理網(wǎng)絡(luò)，在刀具服務(wù)器上建立數(shù)據(jù)庫，在配刀間和機臺終端安裝功能模塊集成模擬組裝功能，快速自動完成零件加工配刀表所需整體刀具的組件列表、三維模型和二維工程圖，實現(xiàn)整體刀具的快速模擬組裝，自動記錄組件信息，自動生成三維模型及二維工程圖，在配置整體刀具的過程中，完成組件及整體刀具的物流管理，遠程快速查詢機臺刀庫內(nèi)實時已有的整體刀具，能夠有效地減少刀具配置和管理時間，節(jié)約人力資源，減少刀具種類，降低成本，提高生產(chǎn)效率。所以，本發(fā)明有效克服了現(xiàn)有技術(shù)中的種種缺點而具高度產(chǎn)業(yè)利用價值。
[0034]上述實施例僅例示性說明本發(fā)明的原理及其功效，而非用于限制本發(fā)明。任何熟悉此技術(shù)的人士皆可在不違背本發(fā)明的精神及范疇下，對上述實施例進行修飾或改變。因此，舉凡所屬【技術(shù)領(lǐng)域】中具有通常知識者在未脫離本發(fā)明所揭示的精神與技術(shù)思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應(yīng)由本發(fā)明的權(quán)利要求所涵蓋。
【權(quán)利要求】
1.一種基于三維模擬組裝的刀具管理系統(tǒng)，所述刀具包括整體刀具，所述整體刀具由多個刀具組件配置構(gòu)成，其特征在于， 所述刀具管理系統(tǒng)包括刀具管理服務(wù)器、配刀間終端以及多個機臺終端，所述刀具管理服務(wù)器及配刀間終端接入網(wǎng)絡(luò)交換機，各機臺終端通過聯(lián)網(wǎng)設(shè)備接入網(wǎng)絡(luò)交換機； 所述刀具管理服務(wù)器上建立有數(shù)據(jù)庫，用于更改和存儲刀具的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)信息、配刀總表、工程圖信息、三維模型庫信息，刀具的庫存、庫位、出入庫信息以及機臺刀庫整體刀具刀位信息； 所述配刀間終端上安裝有刀具配刀模塊，用于向所述數(shù)據(jù)庫輸入信息并進行查詢和更新，并進行刀具模擬組裝； 所述機臺終端上安裝有機臺刀庫管理模塊，用于對所述數(shù)據(jù)庫中的機臺刀庫整體刀具刀位信息進行查詢和更新。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于三維模擬組裝的刀具管理系統(tǒng)，其特征在于，所述刀具基礎(chǔ)數(shù)據(jù)信息包括刀具組件參數(shù)，所述刀具組件參數(shù)包括物料編碼、名稱、描述、訂貨號、品牌、系統(tǒng)總量、剩余數(shù)量、模型總長、模型至基準長度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于三維模擬組裝的刀具管理系統(tǒng)，其特征在于，所述刀具基礎(chǔ)數(shù)據(jù)信息包括整體刀具參數(shù)，所述整體刀具參數(shù)包括刀名、類型、直徑、長度、是否已有、數(shù)量、刀位、內(nèi)冷狀態(tài)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于三維模擬組裝的刀具管理系統(tǒng)的管理方法，其特征在于，包括以下步驟: 1)所述配刀間終端接收配刀申請，根據(jù)配刀信息與所述數(shù)據(jù)庫中的配刀總表匹配，如為有，調(diào)取現(xiàn)有配刀表；如為無，所述刀具配刀模塊根據(jù)配刀信息選擇合適的刀具組件并調(diào)取所述數(shù)據(jù)庫中的三維模型庫信息進行模擬組裝，創(chuàng)建配刀表，更新配刀總表； 2)根據(jù)所述配刀表信息，刀具組件出庫組裝，更新刀具組件出庫信息，完成刀具配置； 3)刀具使用完畢后，刀具組件入庫，更新整體刀具與刀具組件的入庫信息，完成刀具返回。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于三維模擬組裝的刀具管理系統(tǒng)的管理方法，其特征在于，所述步驟I)中，所述刀具配刀模塊根據(jù)配刀信息、機床接口和組件裝配規(guī)則，選擇合適的刀具組件并調(diào)取所述數(shù)據(jù)庫中的三維模型庫信息進行模擬組裝，確認可用后生成整體刀具裝配工程圖和三維模型文件，完成配刀表，更新配刀總表。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于三維模擬組裝的刀具管理系統(tǒng)的管理方法，其特征在于，所述步驟2)中，配刀終端根據(jù)配刀表信息查詢所述數(shù)據(jù)庫確認機臺刀庫已有整體刀具，如為有，將所述已有整體刀具裝入機床刀庫，并更新機臺刀庫的刀位信息；如為無，根據(jù)所述配刀表信息，刀具組件出庫組裝，更新刀具組件出庫信息，根據(jù)組裝關(guān)系及工程圖組裝整體刀具，將組裝完成的整體刀具裝入機床刀庫，更新機臺刀庫的刀位信息。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于三維模擬組裝的刀具管理系統(tǒng)的管理方法，其特征在于，刀具組件出庫組裝時，利用對刀儀進行對刀操作，更新數(shù)據(jù)庫刀具基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。
【文檔編號】G05B19/418GK103616855SQ201310536239
【公開日】2014年3月5日 申請日期:2013年11月1日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月1日
【發(fā)明者】林齊, 曹勤, 薛曉敏, 忻雄杰, 顧志偉 申請人:上海煙草機械有限責任公司