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加工是金屬切削行業的核心。數字化技術的發展使得加工行業獲得了高效益。但是，加工行業目前正處于數字化轉型時期。“在我們這里，工業4.0的要求已經屬于我們的日常生活�！盩übinger刀具數據管理軟件開發廠商即TDM Systems公司的銷售主管Eugen Bollinger強調說。發展趨勢便是對參與加工層面的所有系統繼續進行集成。其前提條件是各企業必須擁有一個共同的數據庫。

Tool Data Management(TDM)作為存儲、管理和刀具數據配備的中心站，可以提供最佳的前提條件�！袄�如，如果我們在TDM上對加工數據進行集中收集和測評的話，我們就可以知道，采用何種刀具可以與何種NC程序和何種切割數值實現最佳匹配。對于我們用戶來說，這其中隱藏著巨大的潛力。”Bollinger說道。刀具數據管理逐步發展成為數字控制生產流程中的關鍵環節。

圖1 TDM被用作對最重要的刀具數據進行管理和配備的中央存儲系統。圖中所示為帶有四刃轉位刀片的角銑刀

對生產成本的直接影響

如果每把刀具可重復生成的切削數據都可以被存放在TDM上面，那么NC編程人員也可以通過鼠標點擊來獲得這些數據。這樣的話，他們在設計階段也可探尋可以節省費用的可替代技術方案。

Bollinger以一個簡單而典型的例子來描述：設計人員設計一個直徑為9.8?mm的孔。由于有了TDM系統，他可以看到，目前庫存里只有10?mm直徑的鉆頭。如果他仍然堅持9.8?mm直徑的話，就需重新訂購新的刀具。而這樣做就會耗費時間和金錢。

此外，設計人員還可以從數據庫中獲取數據，查明在切削何種材料時何種刀具可以達到最長的使用壽命。由此，可以在刀具數據管理系統中找到最佳的方案，并可節省可觀的生產成本。

所存儲的各項工藝數據構成了一個基礎。在把設計工作與生產流程相對接時，還有其他的潛力。正如銷售主管Bollinger所解釋的：“一方面可以對設備的利用率和作業器具的準備進行優化，另一方面可以通過設計系統與生產系統的溝通，大幅縮短一個產品的生產流程時間�！�

在此期間，TDM系統其實已經打破單純的刀具數據管理的界限。Bollinger說道：“我們整個企業都已經向刀具壽命管理體系看齊。這就是說我們觀察整個生產流程，這要從刀具定義開始，經過規劃一直到無縫傳遞和數據在加工過程中的應用。新的做法是我們把從各個工藝步驟中得來的信息重新返回到每個工藝步驟中去，由此來實現可持續的改進。”

圖2 一套先進的刀具管理軟件構成了刀具數據的關鍵環節

設備連接裝置對所需的設備數據和加工數據進行記錄，并把TDM傳送給規劃系統。Bollinger相信在這個領域里肯定會有一個快速的發展，從而可以對設備的實時數據進行廣泛的測評，實現新的利用�！半m然今天已經常常顧及到經驗數據，但這都只是在人工層面上的舉措。將來我們可以針對各個刀具而相應地自動保存工藝數據。”Bollinger說道。

從工業4.0角度上看，各個領域里的有效和可通信的接口已經無法由單個市場參與者來完成。因此，TDM系統必須建立在主導企業緊密合作的基礎之上。Bollinger舉例說：“作為制造執行系統的使用單位，我們可以獲得Forcam及其System Factory Framework系統。由此我們可以在Factory Framework和TDM系統之間交換訂單數據、NC程序、刀具的不同狀態、切削數值和加工時間等信息�！�

圖3 把TDM整合到規劃流程和加工流程中去，這是面向工業4.0的重要一步。流程圖所示為在顧及整個生產訂單的前提下對加工訂單的規劃情況

貫通性的技術方案需要很高的系統合作程度

對制造資源規劃得越精細，生產過程的經濟性就會越高。因此，TDM可以從消耗和訂單要求的角度去支持刀具配置，提供所需的NC程序并為每把刀具配備好刀具實際數值。

眾所周知，生產規劃可以確定出大約70%的生產費用。“從傳統意義上說，在規劃與生產的溝通之間往往存在著一些漏洞，它可能會無謂地推高生產成本。”Bollinger解釋說，“通過采用TDM系統，我們可以堵住這些漏洞，例如通過每把刀具所保存的實時接口數值，在NC規劃中即可對加工流程進行優化。”

CAD/CAM系統可以利用此類數據并把這些數據納入到加工規劃中去，以便快速而簡便地找到生產所需的刀具和在必要時的替換刀具。但是，接口技術需要用到機床設備和很多CAD/CAM系統。由于很多企業往往擁有多個CAM或模擬系統，因此TDM可以提供范圍很廣的接口。“重要的一點便是，采用CAM系統不僅可以獲得刀具數據，而且也可以針對每個NC程序而反饋刀具清單，以便在加工層面上去準備刀具�！� Bollinger強調說。

Bollinger認為，在生產經濟性和工藝技術的數據密切交換方面，在未來還有很多潛力可以挖掘�！巴ㄟ^圍繞著工業4.0的思維創新，將來可以實現機床設備與規劃系統之間的簡單、快捷和費用更低的網絡化體系。這些都有助于鞏固用戶的企業競爭力并確保工作崗位�！�