一种刀具监测管理方法、装置及其系统

技术领域

本发明属于数控加工技术领域，特别是一种刀具监测管理方法、装置及其系统。

背景技术

数控机床的刀具在使用过程中，工作人员只能够凭借经验对刀具判断是否需要替换，很多时候都不能够及时的发现刀具的磨损程度或者刀具的使用时长，导致在后续加工过程中，等到产品表面无法达到预定目标时，才能够发现需要替换刀具，从而导致了工件损坏。

发明内容

本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种刀具监测方法、装置及其系统，具有能够自动监测刀具使用寿命的特点。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：

一种刀具监测管理方法，其特征在于，包括以下步骤：

获取零件任务的刀具清单，其中，所述零件任务的刀具清单包括刀具料号以及刀位号；

将所述刀具料号与数据库匹配，获得相对应的预设基础信息；

根据所述预设基础信息，获取刀具的唯一编码；

根据所述唯一编码，获取刀具信息，其中，所述刀具信息用于供用户确认并取得该对应的刀具；

获取对应刀位号的设备的运转时间；其中，所述设备上需安装有唯一编码的刀具；

根据所述设备的运转时间，获取刀具的已使用时长；

根据所述刀具的已使用时长和刀具的剩余寿命，获得刀具的实时寿命剩余状态。

在上述刀具监测管理方法中，还包括：

在获取零件任务的刀具清单之前；

接收刀具的预存刀具料号以及刀具的实际信息；

根据所述预存刀具料号，生成对应所述预存刀具料号的唯一编码，其中，所述唯一编码用于通过激光装置激光至刀具上；

根据刀具上的唯一编码，将对应的唯一编码的刀具的实际信息入库并形成预设基础信息。

在上述刀具监测管理方法中，获取零件任务的刀具清单，包括：

获取当天多台机床的生产计划，其中，所述生产计划包括以机床为单位，同时间段内某个零件的多个加工时所需要的刀具；

根据所述生产计划，批量生成计划性备刀需求；

根据所述计划性备刀需求，获取零件任务的刀具清单；

或者；

获取生产现场临时状态；其中，所述生产现场临时状态包括断刀状态；

根据所述生产现场临时状态，生成非计划性备刀需求；

根据所述非计划性备刀需求，获取零件任务的刀具清单。

在上述刀具监测管理方法中，所述非计划性备刀需求的优先级高于计划性备刀需求。

在上述刀具监测管理方法中，将所述刀具清单与数据库匹配，获得相对应的预设基础信息，包括：

根据所述刀具清单，获取刀具需求料号；

将所述刀具需求料号与数据库中的预设基础信息比对；

若所述刀具需求料号与预设基础信息中具有相同部分，提取相同部分中的预设基础信息；

若所述刀具需求料号与所述预设第一基础信息具有不相同部分，提取不相同部分中的预设基础信息并输导出失败信息。

在上述刀具监测管理方法中，将所述刀具清单与数据库匹配，获得相对应的预设基础信息，包括：选取系统中已有的预设基础信息。

在上述刀具监测管理方法中，所述刀具的剩余寿命，包括

获取刀具的额定寿命；

根据所述刀具的额定寿命以及刀具的历史使用时长，获取刀具的剩余寿命。

一种刀具监测装置，其特征在于，包括

第一获取模块，获取零件任务的刀具清单；

匹配模块，将所述刀具清单与数据库匹配，获得相对应的预设基础信息；

第一处理模块，根据所述预设基础信息，获取刀具的唯一编码；

第二处理模块，根据所述唯一编码，获取刀具；

第二获取模块，获取设备的运转时间；其中，所述设备上需安装有唯一编码的刀具；

第三处理模块，根据所述设备的运转时间，获取刀具的使用初始时间；

监测模块，根据所述刀具的使用初始时间和刀具的剩余寿命，获得刀具的实时寿命剩余状态。

一种刀具监测系统，其特征在于，包括

存储器，其上存储有程序或指令；

处理器，用于执行所述程序或指令时实现刀具监测管理方法。

附图说明

图1是本发明的流程示意图；

图2是本发明中的刀具处理的流程示意图；

图3是本发明中获取零件任务的刀具清单的第一种实施例流程示意图；

图4是本发明中获取零件任务的刀具清单的第二种实施例流程示意图；

图5是本发明中刀具清单与数据库匹配后的流程示意图；

图6是本发明中的模块示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1至图4所示，在如今，智能化的工厂随处可见，一般在工厂中，存在大量的数控机床进行全自动进行加工，工人只需要将零部件安装在机床上，机床则可以通过预设的程序进行加工，导致工厂中存在的工人数量不多，大量的机床只需要几个人进行操作即可，但是刀具是损耗品，在工作一端时间后，刀具就会损坏，但是一个机床上又存在大量的刀具，工人只能够凭借经验进行判断，刀具的使用时间，无法保证刀具的最大使用时长，在使用过长时间后，导致工件表面质量下降，而使用时间过短时，会导致钻头的浪费，增加成本。

一种刀具监测管理方法，包括以下步骤：

S100、获取零件任务的刀具清单，其中，零件任务的刀具清单包括刀具料号以及刀位号；根据零件任务的刀具清单，零件任务就是当天的机床所需要加工的零部件，同时用于加工零部件所需要的刀具对应的刀具料号以及用于哪个机床的刀位号，每个刀位号对应一个机床，具体包括某个刀具料号对应在某个刀位号上；

S200、将刀具料号与数据库匹配，获得相对应的预设基础信息；

通过将刀具料号与数据库匹配之后，自动获取出数据库中有的对应刀具料号的预设基础信息，每个预设基础信息代表一种存有的刀具；

S300、根据预设基础信息，获取刀具的唯一编码；

在获取到预设基础信息之后，通过给出对应的唯一编码，方便用户通过这个唯一编码去找到对应的刀具；

S400、根据唯一编码，获取刀具信息，其中，刀具信息用于供用户确认并取得该对应的刀具；用户在得到刀具唯一编码之后，可以通过该唯一编码找到对应的刀具在扫描后获取该刀具上唯一编码后得到刀具信息，用户可以通过这个刀具信息和对刀具是否选择正确；

S500、获取对应刀位号的设备的运转时间；其中，设备上需安装有唯一编码的刀具；

在具有唯一编码的刀具在对应刀位号的设备上启动之后，记录启动时间；刀具在安装在设备上之后就会进行绑定，一个设备同一时间内只能够存在一把刀具；

S600、根据设备的运转时间，获取刀具的已使用时长；

在对应刀位号的设备上安装上具有唯一编码的刀具之后，系统可以记录设备的运转时间，从而确定刀具的已使用时长；

需要车间操作工配合的功能主要是刀具的上机。系统以刀具的上机时间结合数据采集功能，计算刀具的已使用时长，该已使用时长会随时增长变化。一个机台的特定刀位在特定时间点，只能有一把刀具是上机状态的。

S700、根据刀具的已使用时长和刀具的剩余寿命，获得刀具的实时寿命剩余状态。

通过刀具的已使用时长与刀具的剩余寿命的实时差值，并通过显示装置直接显示出来刀具的实时寿命剩余状态，用户可以直接看到刀具的状态；

刀具的实时寿命剩余状态。支持用户设定寿命监控阈值，系统提供三种状态：红色，寿命报警；黄色，寿命预警，绿色，寿命正常。当机台有刀具的实时寿命剩余状态有多个颜色状态时，以红色>黄色>绿色，取优先级最高的状态显示。

获取刀具的历史使用时长；

根据刀具的历史使用时长，获取刀具的剩余寿命。

刀具的剩余寿命则是刀具在上次加工下机后计算的剩余寿命，例如刀具的额定寿命为400h，在第一次使用100h之后，还剩余300h的使用时长，第二次使用200h之后，还剩余100h；

使用100h+200h则为历史使用时长，一把刀具可能存在多次使用的情况，为了最大限度的利用，刀具的剩余寿命为额定寿命减去历史使用时长总和，即100+200h，从而可以得到刀具的剩余寿命100h。

根据零件任务的刀具清单，获得刀具的预计实际使用时长；

根据刀具的预计实际使用时长与刀具的剩余寿命相差；

若差值小于0，则获得该刀具的唯一编码；

若差值大于0，则跳过该刀具的唯一编码，选取另一个同类型号的刀具的唯一编码。

刀具在多次使用之后，刀具的剩余寿命无法完成此次加工任务时长时，则自动选取同类型的刀具，并获取另一个刀具的唯一编码。能够有效降低刀具的替换次数，从而有效提高加工效率。

同类信号的刀具，则根据预设基础信息中的规格、名称、类型、类别获取。即在规格、名称、类型、类别均相同的情况下，默认为同类型。

具体地，还包括：

在获取零件任务的刀具清单之前；

S10、接收刀具的预存刀具料号以及刀具的实际信息；

料号是唯一识别的，系统中预存刀具料号不能重复；

预设刀具料号则是用户自己定义的号码，实际信息则是刀具的实际型号、类别、规格、价格、额定寿命、刀具名称得信息，方便用户刀具能够查看，是否准确。例如如下图标信息进行储存：

需要针对每个预存刀具料号的刀具预判【额定寿命】，此值为理想状态下的刀具可用时长，计数单位是时长。每个料号下的刀默认继承标准额定寿命，此值可以单把修改。

S11、根据预存刀具料号，生成对应预存刀具料号的唯一编码，其中，唯一编码用于通过激光装置激光至刀具上；

选中预存刀具料号为它生成刀具的唯一编码，通过激光打码完成刀具端面DM码的雕刻。

激光打码要求：

-点击需要打印的刀具编码，启动激光打印机，将刀柄放在合适位置；

-需要为刀具准备好特殊的夹具，减少每次刀具定位的耗时；

-需要调试激光打印机参数信息，确保打码的识别率；

-客观条件许可的情况下，尽量码大一点，系统自动解析刀具直径，根据直径推荐打码只存，直径识别规则是“TBD”；

S12、根据刀具上的唯一编码，将对应的唯一编码的刀具的实际信息入库并形成预设基础信息。

刀具赋唯一编码后，需要执行扫码入库操作，完成此操作之后，系统将该刀具做为唯一对象开始管理。拿起扫码枪扫码刀具唯一编码，识别成功的刀具会显示到页面上。点击确定按钮，执行识别刀具的入库。

具体地，获取零件任务的刀具清单，包括：

S101、获取当天多台机床的生产计划，其中，生产计划包括以机床为单位，同时间段内某个零件的多个加工时所需要的刀具；

S102、根据生产计划，批量生成计划性备刀需求；

S103、根据计划性备刀需求，获取零件任务的刀具清单；

或者；

S104、获取生产现场临时状态；其中，生产现场临时状态包括断刀状态；

S105、根据生产现场临时状态，生成非计划性备刀需求；

S106、根据非计划性备刀需求，获取零件任务的刀具清单。

零件任务的刀具清单有两种类型，一种是计划性备刀需求，是按照生产计划需要准备的刀具，特指计划员添加完工单之后，从【工单管理】页面，点击「添加备刀」按钮生成的批量备刀计划，此操作允许按天生产多机台多零件的生产计划；另一种是临时性备刀需求，是生产现场临时状态，比如断刀引起的非计划性需求，指用户在【设备详情】页面或者【备刀管理】页面点击「添加备刀」所创建的被动需求，默认临时性备刀需求的优先级高于计划性备刀需求。

具体地，将刀具清单与数据库匹配，获得相对应的预设基础信息，包括：选取系统中已有的预设基础信息。

可通过用户手动选择相对应的预设基础信息。通过这种形式可以应付非计划性备刀需求，可以在刀具突发性损坏，例如断刀的情况下，进行加入。

具体地，将所述刀具清单与数据库匹配，获得相对应的预设基础信息，包括：

S201、根据刀具清单，获取刀具需求料号；

S202、将刀具需求料号与数据库中的预设基础信息比对，是否有相同部分；

S203、若刀具需求料号与预设基础信息中具有相同部分，提取相同部分中的预设基础信息；相同部分就是指刀具需求料号与预设基础信息完全相同；

S204、若刀具需求料号与预设第一基础信息具有不相同部分，提取不相同部分中的预设基础信息并输导出失败信息。

系统提供两种刀具清单的录入方式，一是按刀位单行录入，另外是批量导入；

单行导入模式下，刀具清单只能选择系统中已有的预存刀具料号；

批量导入模式下，如果导入数据文件中存在未录入系统的刀具料号，对应刀位数据写入失败，需要手动选择已存在的预存刀具料号。

具体地，刀具的剩余寿命，包括

获取刀具的额定寿命；

刀具的额定寿命是用于对刀具的使用时长的预判，可以根据实际进行调整；

根据刀具的额定寿命以及刀具的历史使用时长，获取刀具的剩余寿命。

刀具可能会发出多少使用的情况，通过该设计，能够保证刀具的最长使用时长。

一种刀具监测装置，其特征在于，包括

第一获取模块10，获取零件任务的刀具清单；

获取零件任务的清单，是通过用户手动输入实际需求的刀具料号信息以及刀位号信息，或者是通过批量导入的形式，例如采用EXCEL表格的形式导入，通过系统自动识别出表格中需要的料号；

根据零件任务的刀具清单，零件任务就是当天的机床所需要加工的零部件，同时用于加工零部件所需要的刀具对应的刀具料号以及用于哪个机床的刀位号，每个刀位号对应一个机床；匹配模块20，将刀具清单与数据库匹配，获得相对应的预设基础信息；

通过将刀具料号与数据库匹配之后，自动获取出数据库中有的对应刀具料号的预设基础信息，每个预设基础信息代表一种存有的刀具信息；

第一处理模块30，根据预设基础信息，获取刀具的唯一编码；

在获取到预设基础信息之后，通过给出对应的唯一编码，方便用户通过这个唯一编码去找到对应的刀具；

第二处理模块40，根据唯一编码，获取刀具；

用户在得到刀具唯一编码之后，并找到对应的刀具信息，然后通过用户寻找到对应唯一编码的刀具；

第二获取模块50，获取设备的运转时间；其中，设备上需安装有唯一编码的刀具；

第三处理模块60，根据设备的运转时间，获取刀具的使用初始时间；

在对应刀位号的设备上安装上具有唯一编码的刀具之后，系统可以记录设备的运转时间，从而确定刀具的初步使用时间；

需要车间操作工配合的功能主要是刀具的上机。系统以刀具的上机时间结合数据采集功能，计算刀具的实际工作时间。一个机台的特定刀位在特定时间点，只能有一把刀具是上机状态的。

监测模块70，根据刀具的使用初始时间和刀具的剩余寿命，获得刀具的实时寿命剩余状态。

通过刀具的使用初始时间与刀具剩余寿命的实时差值，并通过显示装置直接显示出来刀具的实时寿命剩余状态，机台上工作状态刀具的实时寿命剩余状态。支持用户设定寿命监控阈值，系统提供三种状态：红色，寿命报警；黄色，寿命预警，绿色，寿命正常。当机台有刀具的剩余寿命有多个颜色状态时，以红色>黄色>绿色，取优先级最高的状态显示。

一种刀具监测系统，其特征在于，包括

存储器，其上存储有程序或指令；

处理器，用于执行程序或指令时实现刀具监测管理方法。

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。同时，全文中出现的“和/或”的含义为，包括三个方案，以“A和/或B”为例，包括A方案，或B方案，或A和B同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

以上部件均为通用标准件或本技术领域人员知晓的部件，其结构和原理都为本技术人员均可通过技术手册得知或通过常规实验方法获知。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。