工具确定

您可以在圣路易斯，密苏里州圣路易斯GKN航空航天的生产楼层上方站立，看看该设施中重建多主轴铣床的进展。重新制造的机器都是蓝色的。

这些巨大的机器生产大型飞机零件，其三个主轴龙门龙头在铝或钛的时间铣削三个部分。其中一台机器的典型床尺寸为13英尺宽90英尺长。这些机器正在系统地重建，硬件翻新和控件更换 - 这些重建中的每一个的最后一步是重新粉刷机器丰富的蓝色。现在，在这种方式重建了54个龙门机中的27台，投资足够长，即深蓝色开始主导设施。

这项投资持续的时间足够长，也会在另一个方面对该设施产生重大影响。GKN得出的结论强调了所有这些工作的价值。具体来说，工厂意识到机器改造投资的全部潜在效益只有在工厂控制了工具管理之后才能获得。

现在，即使是在龙门架重建工作继续进行的同时，GKN已经建立了一个新的工具管理系统，极大地改变了设备分配、组织甚至装载这些机器的工具的方式。

到达这一点并不容易。与工具相关的错误似乎似乎是加工龙门机最复杂的零件的过程的必然部分。这些部件中的任何一个可能需要数百个工具，刀具错误可能是不仅仅是故障的工具设置的结果，还可能出现故障的工具制造（更详细信息）。当这种刀具错误很小时，它们可能会产生稍后纠正的缺陷。当错误很大时，他们通常会在他们可能损坏部分 - 但不够频繁之前被抓住。在一个重要的场合，一种工具错误导致了一个超挑，导致价值数十万美元的钛锻件。

在此活动之后，GKN的企业管理询问：确保这一切再也不会发生了什么？

“自动预设”是工厂员工的最初答案。也就是说，工厂需要复杂的刀具测量，以便快速执行每个工具的详细检查。

但是没有。圣路易斯的工作人员进行了进一步的思考和讨论，发现仅仅预先设定是不够的。由预矫机测得错误的工具仍可投入生产。由预设定器测量正确的工具仍可能在使用错误的偏移量或程序时使用。工厂真正需要的是一个系统，它不仅能检测到工具相关的错误，还能阻止它们。简而言之，工厂需要的是一个系统，以确保正确的工具和正确的偏移量装载在正确的加工操作的每一次。

在圣路易斯的一支球队中包含工程师，程序员和机械师开始定期见面，朝着一个完全实现这一目标的系统。

最终，解决方案需要的不仅仅是预设器。它需要在一个连锁战略中使用硬件、软件和新的程序。以下是新系统的一些细节。

不过，总的来说，这个系统在今天的运行中最引人注目的一个方面是它捕获和纠正许多商店甚至不认为是变量的变量的方式。在工具制造、安装或装载的过程中，看不见的人为错误每天都会影响被加工零件的精度。这些变化通常被简单地视为商店不准确的“背景”的一部分。虽然由于GKN部件的尺寸和费用，这些变化的危险可能会被放大，但至少包含以下一些要素的工具管理系统可能会使几乎所有的生产加工设备受益。

事实上，有效的工具管理实际上在GKN最初认为重要的工具预设之前就已经开始了。相反，它是从工程部门开始的，在那里首先指定了工具。

然而，要描述这个系统，首先从装配好的工具到达机器并准备使用的那一刻开始是很有帮助的。

匹配的工具

多主轴龙门机对其工具有一个特别引人注目的需求。它要求所有三个主轴具有相同的工具。

在更典型的铣削过程中，只涉及一个主轴，刀具的尺寸是自由变化的。刀具偏置可以使单轴机床考虑到刀具的任何尺寸。但对于三轴机床就不是这样了。为了运行三个相同的部件，所有三个工具需要在一个狭窄的一致性范围内具有相同的尺寸。因此，三轴机床的工装设置为特定的偏移尺寸，而不是相反。

复杂性甚至超出了这一点，因为一个工具在其使用寿命中可能具有不同的尺寸。对于铣削工具，重新研磨会影响直径。GKN以前通过运行不同的NC程序来适应工具的不同重拍增量来处理此变量。不同的程序对于五轴加工尤其重要，其中 - 由于刀具尺寸的角度和三角变化的影响，可以对刀具路径具有复杂的影响。为了使用基于不同重磨的这些程序，磨损的工具被接地，以符合程序的重新拍摄，无论是否需要这种工具都需要磨损。

最后一个变量是时间。这三种工具至少都需要足够的剩余寿命才能一起通过切割。因此，工具不仅要在它们的维度上匹配，还要在它们的持续时间上匹配。

因此，潜在误差源的范围确实很大。对于每个特定的削减，人类必须确保使用足够的剩余寿命来运行一组匹配的工具，使用为这些工具的重新研磨状态编写的程序。

最好的机器师很好地导航这些变量。

但现在的体系要好得多。它能自动预防所有潜在的错误，而且速度和效率对任何操作人员都是一样的，无论操作机器的是新员工还是老机械师。

数据标签

到达机器的工具现在带着它自己的工具数据。每个工具组件都包括一个标签，用于将电子数据存储在由Balluff提供的工具识别系统的刀柄部分。当在三个主轴上装载一套新的工具时，操作员现在只需用一个小扫描仪触摸每一个标签，让机器的CNC确认每一个工具是正确的工作，并与组中的其他两个工具相匹配。

龙门机的重建工作的一部分是在每个人上安装相同的CNC。通过KRC机床服务进行这些许多控制改造。在过去，该工厂没有这种控制性，但现在，由于KRC，所有重建机器都有相同的，现代的FANUC CNC。这些新控件运行由GKN-ON自定义的各种软件工具是一个图形显示，使工具扫描结果立即清除操作员。只有当此显示屏显示所有三个主轴的绿灯时，才能继续进行。

发布计划

使用不同的数控程序对不同的再磨增量现在是没有必要的，感谢数控软件解决方案开发的软件。这个软件——“NCTC”，用于数控刀具补偿——在其后处理状态下对五轴加工程序进行处理，并为该代码编写适合于实际刀具尺寸的偏移量。软件中的逻辑会查看已发布文件的现有动作，以确定每一步动作的意图。然后offset使用实际的，更小的，reground工具来实现这个意图。

就在机器上加载工具集之后，GKN应用此软件仅偏移仅与该特定工具编号相关联的代码段。然后，剪切运行后将受影响的代码立即删除。通过这种方式，每个特定的工具集都是独特的运动，该运动仅适用于这些工具，仅适用于那些特定的时刻。

这部小说软件是新GKN系统的看似神奇的方面之一。能够诊断后处理代码的“意图”的算法需要显着的开发时间，但该工作的结果是能够准确，自动更改工具的移动的软件。一个简单的例子是在工具不再具有该半径本身时修改90度的转弯以维持预期的半径。在刀具直径太小的情况下，NCTC软件通过弧形填充偏移来重复标称切割器的角落半径，从而产生沿着曲线而不是直角转向的工具运动。在五轴加工中，由刀具直径变化产生的三角形可以要求以类似复杂的方式应用偏移 - 再次是为了保持完全相同的加工结果，该加工结果将实现全尺寸工具的实现。

以这种方式解释该工具重新研制状态的能力消除了先前使用的商店的不同程序之间的混淆。它还节省了相当大的工具成本。切割工具仍然以增量为增量，但仅用于生产匹配的重新设计。不再是工具接地到0.020英寸，0.040英寸等增量的较大增量，曾经为不同的数控程序进行了特征。因此，在龙门架上定期使用的许多工具现在看到了众多更长的生活。

预设

GKN设施的工具婴儿床是工厂的两个新的ZOLLER PREARETERS。在将任何工具组件发送到车间之前，它在为该特定工具编号创建的自动例程中快速检查。工具将其测量数据写入数据标记，但仅在该工具通过检查时。

由于各种原因，工具组件可能无法通过这种检查，但实施该系统的一个惊喜是，发现由于与工具制造相关的错误而导致新工具失败的频率有多高。错误的切削刃半径是这种故障最常见的原因，但也发现了其他各种几何错误。在一个极端的情况下，一个新的固体体立铣刀，刚从包装，有一个地面跳动误差为0.015英寸。

这些有缺陷工具的百分比很小，但龙门机每天占400到500工具设置，甚至一小部分工具也可以达到相当大的数量。收集拒绝返回供应商的工具也是新的常规部分
过程。

避免错误

然而，对于被提盖者捕获的所有潜在问题，现在在组装工具之前发现了更多潜在的问题并避免了。整合数据库在整个设施中统一刀具数据，工厂的工程部门现在以缺陷的零件常见的方式利用数据。事实上，即使是第一条零件仍然往往没有缺陷。

TDM系统的软件捕获了所有车间的工具信息。在这个软件之上，工厂开发了各种实用程序，既简化编程，又保护加工过程。

例如，自定义搜索实用程序允许程序员通过工具类型，机器类型，工件材料，刀具几何和各种其他参数搜索商店的1,600标准工具组件。这可确保可以快速发现任何作业的正确标准工具。该系统避免了指定为植物已有库存的现有工具指定剪切新工具的低效率。事实上，只有少数工程师可以进入商店系统的新标准工具，因为它现在存在 - 这意味着其中一个必须被说服在添加任何新工具之前需要新工具。

另一个GKN开发的实用程序将完整的工具装配数据绘制到商店的CAD / CAM软件中，因此可以将工具和刀具持有者建模在一起，而不是模拟工具。这允许在CGTech的Vericut软件中发布以进行全面验证之前的可靠初始验证。在Vericut中，NC程序不仅在刀具的标称值处运行，而且是它最极端的重拍价值。如果极端重新研磨产生干扰，则在商店系统中修改最小刀具直径，因此工具永远不会以低于该直径的尺寸进行生产。

缺陷免费

一个例子说明了所有这些新的工具控制的结果涉及一个飞机舱壁部分。当工厂获得客户的许可重新设计机加工工艺时，这个现有的零件又变成了新的。改进了长期建立的工艺，使得GKN可以在更短的时间内粗制和完成零件，而不是只需要完成。同样重要的是，新编程的部件在第一次尝试新工艺时没有任何缺陷。

零缺陷的加工在全面生产中具有足够的挑战性。运行一个大型且复杂的、没有缺陷的第一篇文章部分是值得注意的。这一成就说明了所有这些小缺陷的本质，这些缺陷长期以来一直被接受并作为过程的常规部分加以纠正。

具体而言，今天运行缺陷的能力 - 与新的工具管理系统在位置 - 显示中有多少长期变化源与所有这些变化源直接相关。