刀具管理系统的设计

刀具管理系统的设计
周洪燕，宿文玲，于海宏
（哈尔滨量具刃具集团有限责任公司，哈尔滨150040）
摘要：介绍了一套刀具管理系统，具有完善的刀具数据库管理功能，能够灵活、高效地对不同生产厂家、不同类型的刀具进行库房管理，具有丰富的库存统计功能，可以满足用户对刀具管理的各种需求，显著地提高机床的利用率，提高智能化管理水平。

关键词：刀具；管理；智能化
中图分类号：TP311.52文献标志码：A文章编号：1002-2333（2017）12-0126-04
Design of Tool Manager System
ZHOU Hongyan，杂哉Wenling,YU Haihong
(Harbin Measuring&Cutting Tool Group Co.,Ltd.,Harbin150040,China)
Abstract院This paper introduces a kind of tool manager system.It has perfect tool database manage function.It can manage different type of tools from different manufacturers.It has stock statistics function.It can satisfy user's any requirements for Tool manage,improve use ratio of machine and intelligent manage level.
Keywords:tool;manager;intelligent
0引言
随着现代工业的发展，人工成本的急剧增加，精细化管理越来越引起人们的重视。

据统计，在众多的制造企业的生产过程中，间接的刀具费用占制造成本的30%。

16%的计划作业停止是由于缺乏刀具造成的，30%~60%的刀具库存不在控制之中，20%的机械师时间花在查找刀具上，40%~80%的监督人员时间花费在寻找合适刀具上。

由此可以看出，刀具管理在现代加工企业的生产现场管理工作中所占的比重非常大。

刀具管理部分成了制约企业加工能力的瓶颈，那么刀具管理系统的开发势在必然。

近年来,刀具管理软件已经越来越引起众多大企业的重视,许多大企业也相继开发了自己的刀具管理软件,主要有英国CTMS公司、美国Cincinnati Milacron公司、德国的Zoller公司、瑞典的Sandvik公司。

国外的刀具管理软件功能都很完善，而且各有其优势，但是价格高昂，难以被大多数企业接受。

目前，国内刀具管理系统的研究起步比较晚，现有的刀具管理软件产品，绝大多数由企业和科研院所根据企业的实际需求编制，主要目的是实现刀具信息的计算机管理，功能单一，大部分只是着眼于刀具管理系统的某一方面，主要解决刀具的库存管理以及借入、借出等简单的动态管理。

Kelch公司是哈量的全资子公司，主要生产两大类产品：刀柄和刀调仪，刀柄是用来装卡刀具的，刀调仪是用来测量刀具参数的，应该说Kelch公司的产品和刀具具有完全的相关性。

在销售刀柄和刀调仪的过程中，客户也提出了购买刀具管理软件的需求，甚至于将订单和刀具管理软件进行绑定，因此，开发具有我公司自主知识产权的刀具管理软件也是我公司的重要发展战略。

此套刀具管理系统是一款根据我公司对刀具管理的实际需求自主开发的专业的刀具管理系统，用智能的管理系统来取代传统的落后的人工管理方式，显著提高刀具的管理水平。

本系统着力于刀具的库存管理、刀具的
2D/3D模型管理、造型管理、加工方案制定等功能，集合各家刀具管理软件的优点，其软件的起点是国际先进水平。

此刀具管理软件系统发布版本目前已经完成，是一套比较成熟的刀具管理软件，对刀具的使用、存储进行管理，能够满足生产和使用厂家及经销商目前的迫切需求，打通目前企业中刀具管理制约加工能力的瓶颈，降低刀具管理成本及人工成本，大大增强企业的核心竞争力。

1刀具管理系统的主要功能模块
VS2012是微软公司推出的开发环境。

是目前最流行的Windows应用程序开发环境。

C#是微软为.NET Framework量身订做的程序语言，C#拥有C/C++的强大功能以及Visual Basic简易使用的特性，并且面向对象的设计思想也是最强大的。

是目前可视化和面向对象最强大的开发工具。

本软件采用VS2012作为开发平台，C#作为开发语言，Access作为数据库开发工具，EDrawing2008插件作为
TooIM刀具管理系统
工
具
管
理
制
造
管
理
基
础
数
据
辅
助
功
能
工
具
管
刀
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加
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供
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商
管
仓
库
管
数
据
库
联
组
件
导
打
印
输
基金项目：国家重大科技专项（2015ZX04005-008）
的开发模式，开发出此刀具管理软件。

Microsoft Office Access 是微软发布的一款数据库应用的开发工具软件，
具有强大的数据处理、统计分析能力，其最大的优点是简单易学，低成本地满足了软件开发人员的实际需要。

刀具管理系统将组件信息、刀具信息、加工方案以及其他相关信息存储在Access 数据库中，然后读取此数据库中的内容，对组件、刀具、加工方案等进行显示和管理。

系统共细分为4大模块，包括3个管理功能模块及1个辅助功能模块，如图1所示。

1.1
工具管理模块
工具管理模块包括组件管理和刀具管理。

组件管理模块的主要功能是管理组件的名称、组件描述、符合的
Din4000标准等基本信息；
加、删除DXF 和STL 格式文
件并显示2D 、3D 图形；编辑组件的机器端和切削端符合的规格类型的装配信息；编辑与刀调仪相关联的数据信息。

刀具创建是通过组合两个或多个已建立好的组件来实现。

创建新刀具时，在选择了一个组件后，系统通过过滤只显示能够与之配合的组件，可连接多个组件最终组成一把刀。

刀具管理模块的主要功能是编辑刀具的名称、刀柄类型等基本
信息；显示组成该刀具的所有组件及组件的存储位置、库存量；显示组合后刀具的2D 、3D 图像；编辑与刀调仪相关联的数据信息。

1.2
制造管理模块
制造管理模块包括编制加工方案、使用记录和库存管理。

编制加工方案是指导操作人员选取刀具。

从刀具仓库中选择出加工所需要的刀具，并为每个刀具指定在机床刀库中需要放置的位置，将设计好的方案通过网络发送至刀调仪和机床中，机床操作人员按照方案进行刀具检测、刀具预调和加工。

本系统会实时监督加工状态，加工完成后，技术人员可通过本系统指导操作人员处理刀具，存放在机床刀库中或将整个刀具返回刀具库或废弃，也可拆分成组件返回组件库或废弃。

使用记录可以显示组件、刀具、加工方案的使用记录。

库存管理可以查看、编辑每个组件和刀具的库存信息。

包括查看、编辑工件的存储位置，库存量，订购量，最小剩余量，供应商，所在库房等信息，定义危险库存量。

1.3
基础数据管理模块
基础数据管理模块包括用户管理、设备管理和供应
商管理。

用户管理可添加、修改、删除用户，并对每个用户设置功能权限，实现不同用户可操作不同的功能。

设备管理可以添加、修改、删除机床设备，包括设备的图片、机床主轴、旋转轴等基本信息的管理。

供应商管理就是对供应商资料信息的管理，添加、修改、删除供应商的资料信息。

1.4辅助功能模块
辅助功能模块包括数据库管理、组件导入以及打印输出功能。

本套刀具管理系统中所有的组件信息、刀具信息、加工方案以及其他相关信息都存储在数据库中，使用数据库管理不仅具有备份功能，而且多用户可以通过网络操作同一个数据库，实现了数据共享功能。

组件导入模块针对用户已有的刀具规格资料，
快速导入，无需重新输入，提高了工作效率。

本系统中组件列表、刀具列表、加工方案列表等信息都可以实现打印输出。

所具有的功能以外，还有以下几大关键特点，同时也是本系统的几大亮点，开发人员经过反复研讨实验最终实现了以下功能。

2.1面向对象
软件采用面向对象的开发技术，
团队开发模式，设计代码充分考虑了可维护性、可复用性、可扩展性等原则。

易于日后功能的修改和扩展。

软件界面左侧增加了导航界面，包含三大功能模块及模块中的具体管理功能，从导航栏可以轻松进入用户希望的管理功能中，右侧显示的内容根据左侧选择的功能而改变。

软件界面美观，操作简便，容易学习，如图2所示。

2.2动态管理刀具
本系统管理刀具非常智能、灵活。

组件就类似于积木，规格型号符合Din4000标准。

一把完整刀具通过组合两个或多个规格类型相搭配的组件组合成。

在添加一把新刀具时，当用户选择了第一个组件后，在添加下一个组件时，系统会自动过滤仅显示与此组件相配合的组件，保证组合刀具的正确性和方便性。

无论组合还是拆分刀具，可以从系统中快速查询组件、
刀具变化后的实时库存量，并有危险库存提醒功能，当组件或刀具的库存量低于设
置的最低水平时，系统将不允许再使用该工件。

2.3二维、三维图形显示
针对每个组件，可添加二维DXF格式文件和三维STL 格式文件。

由于刀具是由组件组合而成，形成刀具后，系统读取所选组件的DXF文件和STL文件，根据读取的尺寸自动拼接出刀具的二维和三维图形，使用户可以对组件和刀具的尺寸、形状一目了然，这是本系统优于国内外同类型软件的一个重要功能。

组合后的刀具二维图形如图3
所示，三维图形如图4所示。

2.4编制多个加工方案指导加工
本系统能够单独使用，也可以和刀具预调仪软件联合使用，能够编制加工方案指导操作人员选取刀具进行加工是本系统的一个重要特点。

技术人员在本系统中设计好加工方案，即从刀具仓库中选择出加工所需要的刀具，并自动或手动为每个刀具分配在机床刀库中需要放置的位置，如图5所示。

机床操作人员按照方案进行刀具
检测、刀具预调和加工。

本系统会实时监控刀具当前的状态，并
用不同颜色的方案名称表示方案的不同状态，包括“未发送”,“已发送待处理”，“处理中”，“已完成”4种状态。

当识别到刀具完成加工后，技术人员在本系统中指导操作人员处理使用后的刀具，存放在机床刀库中或将整个刀具返回刀具库或废弃，也可拆分成组件返回组件库或废弃，如图6所示。

技术人员可同时编制多个加工方案，发送至多个刀调仪或机
床中，大大提高效率。

2.5组件导入
针对不同用户所使用刀具不同的情况，为了方便用户输入已有的大量刀具资料，本系统提供了组件导入的功能。

用户在系统中对Din4000标准的相关尺寸一一设置
户已有的所有刀具资料。

3结论
从世界范围来看，无论是在国内还是国外，在实际生产中，大量的刀具需频繁地在库房与机床、刀具库房与刀具刃磨车间及机床之间交换和流动。

能否对刀具进行有效管理，不仅影响机床的使用和生产效率，也会影响加工成本。

传统的靠人工在纸张上记录和管理刀具的借入、借出、归还和使用的刀具管理方式已经不能满足目前企业产品的设计和生产的需要。

因此针对目前刀具管理存在的缺陷，结合计算机技术、数据库管理技术以及网络技术来建立数字化刀具管理系统有着重要的现实意义。

此套刀具管理系统运用数据库技术和网络传输技术，将刀具管理系统数字化，对刀具进行全面管理，有效地改善了刀具管理过程，大大降低了生产（下转第131页）
成本，在制造业具有广泛的应用前景。

目前国外市场人工成本高，管理比较精细，比较认可使用刀具管理软件，目前该软件已经在国外销售。

同时，在以智能制造为市场导向的今天，相信随着国内管理水平的逐步提升以及人工成本的逐步升高，使得智能管理系统成为必然，本系统将会逐步打开国内市场，服务于制造业，全面提升企业的生产、管理与服务的智能化水平，推进信息化和工业化深度结合。

因此该刀具管理系统的研究开发具有较好的应用前景。

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作者简介：周洪燕（1982—），女，硕士，工程师，从事精密仪器测量软件开发工作。

收稿日期：2017-03-06
根据双级隔振系统幅值衰减L2表达式，采用MATLAB 仿真得到双级隔振幅值衰减变化曲线。

图5所示为质量比μ一定，阻尼比ξ不同时，双级隔振幅值衰减随频率比λ的变化曲线。

图6所示为阻尼比ξ一定，质量比μ不同时，幅值衰减随频率比λ的变化曲线。

从仿真变化曲线，可以得到以下结论：
1）阻尼比对双级隔振的幅值衰减影响与单级相同，在共振区域内，能够抑制结构共振幅值，但在隔振频段内，随着阻尼比的增加，幅值衰减减小，隔振效果变差。

2）增大双级隔振的质量比，能够增大系统的幅值衰减，但质量比越大意味着中间质量元件要设计的结构体积变大，不利于实现天线结构小型化，而且会增加舰船的承载，实际工程中质量比参数的选取在0.5~1.0之间能够达到理想的隔振性能要求。

为了比较两种隔振方式的性能差异，假定单级隔振阻尼比ξ=0.2，而双级隔振建立在其基础上，质量比μ=0.8，刚度比s=1+μ=1.8,仿真得到如图7所示两种隔振方式幅值衰减曲线。

隔振频段内，同频率比时双级被动的幅值衰减显著高于单级被动隔振，采用增加隔振级数的方式能够有效提高系统的隔振性能，但同时发生共振时的幅值也较大，因此一般的双级隔振也应选择更大的阻尼比参数。

3结论
通过对某天线两种被动隔振方法的动力学建模、仿真研究以及对比分析，我们得到了以下结论：1）天线实际隔振设计中，频率比λ的选取在2.5~4.5之间，质量比μ的选取在0.5~1.0之间可以获得较好的隔振性能的同时，无需降低结构的柔性或增大装置的体积，保证了系统性能的稳定与高效。

2）隔振系统阻尼比ξ在抑制共振幅值的同时，会降低隔振频段内的幅值衰减效果，合理选取阻尼比参数能够满足结构振幅要求并且获得更佳的隔振性能。

3）双级被动隔振系统性能显著优于单级被动隔振，在单级被动隔振无法满足天线隔振需求时，可在其设计基础上采取双级甚至多级被动隔振方式。

[参考文献]
单级隔振双级隔振。