2020年5月12日
工具管理——它是什么，为什么相关，如何改进?
良好的工具管理是高效工作车间的重要组成部分。但是“好”到底是什么意思呢?在这篇博文中，我总结了我们的两位自动化专家，产品经理Teemu-Pekka Ahonen和解决方案架构师Seppo Pyykkö之间的讨论。在这之后，你会知道:
什么是工具自动化?
为什么(好的)工具管理是相关的
以及制造商如何在这一领域轻松取得进展
这篇博文是FasTALKS第三期的总结，FasTALKS是我们讨论金属加工行业工厂自动化相关话题的播客。这意味着这篇文章中的所有内容都可以收听Spotify并且可以观看Fastems YouTube频道．
FasTALKS第1集:五大工厂自动化神话快速对话第2集:生产经理的日常生活(或地狱)
什么是工具管理?
工具管理是一个非常广泛的话题，但在本博客(和播客)中，我们将重点关注处理物理工具和管理它们周围的数据。例如，我们不讨论物料清单或组装工具的方法，这些通常是TDM系统的领域。要始终牢记的一个基本要点是，工具是产品质量的一个重要因素。这是因为在一天结束的时候，是工具做了增值的切屑切割。
为什么(好的)工具管理是相关的?
因为你需要在正确的时间、正确的地点使用正确的工具
机器在车间停机的最常见原因之一是缺少所需的刀具。这是一个生产计划的挑战。您不可能总是提前知道何时何地需要什么工具。更不用说即将到来的情况在工具数量方面是否可行。最重要的是，当机器意外停机时，匆忙加上糟糕的数据(如目录、磨损或位置信息)意味着相当忙碌的几分钟。结果，生产经理就会面临不必要的问题和压力。提姆-佩卡总结得很好:“哦!现在工具出来了——那么谁来做什么呢?”所有这些都导致了严重的效率低下，这可能是不言自明的。幸运的是，这是可以通过良好的工具管理显著减少的。
工具磨损和寿命数据
在制造精密零件时，需要考虑刀具的磨损。这是因为您需要能够以所需的质量生产，这使得磨损变得越来越重要。最传统的方法是先加工一个零件，然后测量工具。这样，磨损信息就可以包含在nc程序本身中，或者更好的是，偏差数据可以输入到机床控制中，这是它所属的位置。
那么如何使这个过程更有效率呢?通过在加工前测量刀具并在进给过程中对机床进行一次校正控制。
毕竟，在nc程序中包含偏移数据的问题是效率非常低。这是因为您首先必须运行单个项目，然后在测量工具时停止生产。因此，你可能会犯很多简单的错误，导致代价高昂的后果。此外，如果没有适当的刀具管理，批量生产中的刀具寿命就无法处理。这导致工具在批处理过程中磨损。因此，这很可能意味着废料、低效率和生产经理不必要的头痛。在最坏的情况下，您甚至可能没有注意到由于不存在的工具寿命而超出公差的项目，从而导致有缺陷的部件交付给客户。
特殊情况需要工具自动化
有三个主要的场景，仅仅是工具管理是不够的。在这里,工具自动化是必要的:
- 困难的材料
- 大量的工具
- 昂贵的工具
硬材料意味着高刀具消耗，需要大量的姊妹刀具。这是因为单个工具的使用寿命可能只有几分钟。这意味着，如果要制造一个无人值夜的机器，你必须能够给机器提供新的工具。工具杂志根本无法处理这些目的的足够大的数量。
说到工具共享，在单个工具数量大或价格非常昂贵的情况下，让我们首先看看柔性制造的基本原则之一:
在任何机器上生产任何产品的可能性(通常也指动态地将生产重新路由到另一台机器上的能力)
自然地，这为工具管理创造了许多需求，并需要物理设备工具自动化解决方案．然而，它所支持的是在多台机器上共享数千个工具(或更少的非常昂贵的工具)的能力。在适当的帮助下生产计划软件，生产可以结合高灵活性和高利用率，因为工具总是在正确的时间交付给机器。除了灵活性之外，这意味着在单独的工具库中更少的空转工具和更多的节省回报。我们意识到这是一个相当大的兔子洞，所以它可能有助于看到我们的客户故事Kempf为了更好地理解这个概念。
Kempf Case: 1个中央工具库，2条生产线，3个机器人。Fastems CTS中的一个机器人(中)将工具传递给两个龙门机器人。前景是为MLS提供机器的机器人。在后台是另一个机器人，它将刀具转移到其他五个加工中心。
更好的工具管理步骤
实现更好的工具管理的正确步骤取决于当前的操作水平。如果制造商仍在运行第一个测试项目并随后纠正NC程序，那么最简单的步骤是获得预设设备。这将允许管理机床外的预置。下一步将是找到能够预先计算估计工具需求的软件，从而实现受控和主动的工具管理。该软件可以与自动化硬件一起使用，也可以不使用。
为了更进一步，下一步将是投资于集中的工具处理系统。这些都连接到控制机床的自动化系统上。因此，所有机床上的所有工具都可以通过由机器人和优化工具使用的软件组成的中央工具存储共享。
协调生产流程和工具使用
Fastems集中工具存储的典型容量是几千个工具。正如你所想象的，为了确保事情顺利运行，软件必须做很多事情。首先，它需要能够将工具与特定的工件和NC程序(以及偏移数据)连接起来。这允许软件相应地编排生产流程和工具消耗。对于每一步，机器都需要最大限度地利用，并始终根据最终客户的订单优先级生产最重要的订单。从工具的角度来看，这需要工具自动化系统及时交付给机床。
在非常实际的层面上，自动化工具意味着更少的手动工具转移由操作员从杂志到预设室和返回。在最好的情况下，一个车间可以有一个访问点到紧挨着工具室的中央工具存储，从而实现对整个系统的工具输入和输出的单点。
这意味着减少不必要的移动、混乱和错误。
总结:改进工具管理的四个步骤
让我们把所有的事情总结成四个步骤。这些将使您能够从良好的工具管理中获益:
- 建立一个系统的方法来处理工具，包括你想要实现的愿景
- 使用预设装置可以提高效率和质量，并消除人为错误
- 投资机器自动化工具它能够处理工具数据
- 如果需要，以集中工具存储的形式投资于物理工具自动化是最后一步
- 当您有很多工具或工具非常昂贵时，这将获得工具的高灵活性和高利用率的好处
- 这种情况通常涉及至少4-5台机床
需要使用快车道吗?
在工具管理方面取得进步的最灵活的方法之一是将预设定器与生产计划和执行软件(如我们的)结合使用工作单元操作．WCO连接到没有自动化硬件的单机，可以存储基本和几何刀具数据。有了这个工具，作业者就知道何时何地需要使用什么工具。此外，在精细调度和自动更新的帮助下，生产经理保持在生产计划和工具管理的顶端。
减少匆忙、意外错误、人为错误、效率低下……取而代之的是最大限度地利用和带来金钱的生产流程。
有兴趣了解更先进的工具自动化和管理场景吗?Kempf的这段视频展示了一个最好的例子:
