0引言
在數控加工工廠，刀具的管理是諸多管理環節中重要的一環，刀具成本在總成本中占有重要的位置。特別是在多品種小批量的工廠，由于沒有科學的管理，導致刀具成本高居不下。因此，刀具管理即刀具BOM管理，被企業提上了議事議程。
編者在20多年的數控加工實踐中，從事技術及管理工作，總結了一整套刀具管理方案，可以有效的控制刀具成本，提高生產效率。
建立刀具管理系統的流程節點包括以下6個步驟，如圖1，本文將從以下6個方面分別介紹。
圖1.建立刀具BOM管理方案流程圖
1刀具系統性編碼
刀具系統性編碼是建立統一的編碼工步刀具編碼，目的是采取統一的編碼，來識別工步及刀具和刀片，制定工藝刀具清單，為刀具準備、配送、壽命管理做好前期準備。
刀具系統性編碼（這里包括數控車床刀具及加工中心旋轉刀具）可以采取拼音或國際英文簡稱的方法編制，編制原則如下：
1.1車床刀具編碼規則
- 工步+加工狀態+刀桿情況+刀片及編號+刀片材質；
- ODR+25+CNMG120408-MS-VP15TF。
表1.車刀編碼原則
1.2 數控車工步編碼
數控車工步編碼包括：外圓車加工、內孔車加工、端面車加工、端面孔方案、數控車孔加工方案刀具鉆頭、絲錐、U鉆、鉸刀等按照加工中心旋轉刀具編碼方案執行。
圖2.數控車工步匯總
圖3.工步分解圖示
圖4.工步中英文對照及簡碼
1.3 加工中心工步刀具編碼
加工中心工步較多，可采取：刀具編碼進行工步識別的辦法（刀具即是工步的標識法），如：FA(FACE MILL)面銑刀即是銑面工步；英文中文結合簡碼的辦法；當然可以采取拼音簡碼的原則。
加工中心旋轉刀具圖冊如下：
圖5.加工中心旋轉刀具英文名稱
圖6.加工中心旋轉刀具中文名稱
加工中心孔刀具圖冊如下：
圖7.孔加工刀具英文圖冊
圖8.孔加工刀具中文圖冊
圖9.孔加工方案刀具簡碼及中文對照表
1.4 加工中心工步刀具簡碼
不同的刀具有不同的編碼規則，本節將列舉各類刀具編碼規則表，可以比照以下表單制定自己公司額編碼規則。
表2.加工中心編碼規則
圖10.面銑刀編碼規則
圖11.平底銑刀編碼規則
圖12.方肩銑刀編碼規則
根據這些原則，還包括圓鼻刀編碼規則、球頭銑刀編碼規則、鉆頭編碼原則、定點鉆編碼原則、絲錐編碼原則等，因為篇幅有限，在這里不再獒敘。
2 程序編制標準化
程序名稱編碼標準化即要求:程序名稱需要符合規則；程序注釋添加工步刀具信息齊全；程序格式符合規范要求；程序刀具注釋可以添加節拍時間，可以添加刀具壽命等；切削參數標準化，編制切削參數參考表；各自公司可以根據實際情況編制程序命名規范規則；工序編碼可以使用全拼和英文簡碼都可以；好記容易上手為原則。
程序編制具體的流程為：
1）出臺編制規范、名稱規范、注釋規范等等，舉例：名稱規范如下表3。
表3.程序名稱規范
2）組織培訓宣貫學習、練習、達到熟記編碼規則的目的。
表4.程序標準化
3）實施程序編制標準化。
3 建立程序編制的EBOM、PBOM
3.1 Mastercam導出EBOM的方法
CAM工程師在軟件程序編制時，采取刀具名稱的辦法，及第二章提及的工步刀具編碼，在程序段前面添加工步刀具注釋，便于識別程序的工步及刀具，導出清單，建立起了刀具的EBOM、PBOM表單。
當然使用MASTERCAM軟件及CIMCO EDIT軟件結合都是可以導出刀具清單，MASTERCAM軟件導出清單有2種辦法：
在程序編制時，在注釋欄添加第二章規定的工步刀具編碼，生成程序時會自動生成帶有注釋的工步刀具，再使用CIMCO EDIT軟件導出刀具清單即：EBOM、PBOM
使用MASTERCAM軟件Setup插件導出刀具清單及工藝列表，可以選擇EXCEL 或瀏覽器文件，便于查看及編輯；具體方法可以參考網絡介紹，以后會專門介紹插件的安裝及使用，這里不再獒敘。
這里通過抓圖，介紹一下Mastercam軟件在注釋欄里添加工步及刀具的事宜（如圖13、14）。
圖13.Mastercam X9刀具設置，刀具簡碼填寫處
圖14.刀具設置紅框內填寫刀具注釋即刀具簡碼
3.2 軟件生成含有EBOM的G代碼加工程序
軟件生成含有EBOM的G代碼加工程序的步驟為：
1)編制好程序以后（這里不敘述過多的Mastercam軟件編程過程）生成H含有EBOM的G代碼，命名為：MBA-E-LH-F-01；
2)使用CIMCO EDIT (軟件有試用單機版目前市面上都使用單機版本)打開G代碼；
3)點擊打開MBA-E-LH-F-01程序文件
4)點數控功能MAKE TOOL LIST (提取刀具清單)如圖16紅色方框所示，點另存為：MBA-B-LH1-F-01-TOOL
MBA-B-LH1-F-01-TOOL文件即是本程序的刀具清單EBOM。
圖15. CIMCO Edit v8.0版本所示帶有刀具簡碼注釋的程序
3.3 使用Mastercamx9.0插件SetupX 導出工藝清單（PBOM）及刀具列表的方法
Mastercamx9.0刀路編制完畢，模擬檢查以后，使用組合鍵ALT+C 導出SetupSheet (工藝清單) 及 ToolList （刀具清單EBOM）。
刀具EBOM、PBOM作為產品工序加工的使用基礎，是產前準備的必備清單。
圖16.提取的刀具清單-EBOM
圖17.Setup插件導出的工藝列表
4 刀具壽命監控統計
有了刀具EBOM 、PBOM 后，也為刀具MBOM進行壽命監控奠定了基礎，可以對刀具壽命進行SPC統計和監控。
通過專業人員（技術員 工藝師 技師等），對EBOM、PBOM 進行刀具壽命監控統計，并產生MBOM（物料消耗清單）。MBOM是真正意義的刀具物料清單，根據產品生產計劃對刀具刀片進行計算，根據計算的結果結合庫存情況，制定請購單，要求采購部門進行采購，這是生產需求分析所需要的MBOM清單。
對于企業資源規劃環節，在EBOM、PBOM 產生的同時，有技術人員對刀具的壽命統計的定額就是刀具清單對應的產品的MBOM，刀具損耗MBOM，是保證及時準確的生產的物資材料之一，也是必備BOM清單之一。
刀具壽命清單統計表需要根據EBOM、PBOM進行制定，每種刀具需要進行統計監控跟蹤，直至統計出合理的壽命為準。壽命有時間統計或加工件數統計兩種，推薦依件數為準。
大批量的產品在統計壽命時，特別是汽車配件加工，請依最高標準即在加工產品公差接近上下極限公差時，必須更換刀具，當然修正刀補也是可以的。當關鍵尺寸，公差較為嚴格，精度較高時可以強制換刀，更換下來的刀具可以作為粗加工的刀具使用。
圖18.刀具使用壽命監控的產品SPC監控圖
5 刀具配送的介紹
有了刀具EBOM、PBOM刀具工藝列表，在生產排產機臺計劃發出時，刀具管理員應及時的對刀具進行準備，做到第一時間送到工位，杜絕準備刀具帶來的機內浪費，這也是精益生產的策略之一。
根據MBOM對生產線的刀具刀片發放進行監控，做到發放數量與MBOM對應，一旦有異常，操作工通知技術人員或班長進行技術分析，對毛坯和刀具技術性分析，防患于未然，刀具刀片有質量問題，技術員或刀具管理員可以及時通知供應商進行跟蹤。
產生MBOM后，就可以對生產線上的刀具定額進行成本監控，成本分析，成本管控，為降低刀具成本打下基礎。
6 刀具壽命管理的方法
6.1刀具壽命監控及產品SPC統計
在大批量汽車配件加工時，需要對產品進行SPC統計，并通過對刀具進行強制更換的方法，保證產品尺寸的過程能力中的CPK，CPK是"Process Capability Index" 的縮寫。CPK的中文定義為:制程能力指數，是現代企業用于表示制程能力的指標，即某個工程或制程水準的量化反應，也是工程評估的一類指標。
影響制程水平的主要是刀具壽命即刀具磨損情況，也是影響制程的因素之一，所以必須對刀具壽命進行監控并及時強制更換。
6.2三種監控方法介紹
1）數控系統設置報警法，由機床原廠家技術工程師設置就可以，這里篇幅有限不再獒敘；
2）刀具管理看板法；
3）宏程序執行法。
6.3刀具壽命看板管理法
刀具名稱、材質、監控標尺是根據統計好的刀具壽命制作管控看板，在生產過程中對每個刀片記性壽命管理，看板制作如圖19所示。
看板由專業技術人員制作，磁性卡K士張貼到機床前面現場進行管控，如圖20。
7 結論
通過以上對程序刀具工步進行標準化、規范化，工藝、程序、刀具BOM集成化，刀具壽命的監控等的管理，可以實現MBOM表請購、采購、入庫、產前準備流程順暢，OEE顯著提高（降低產前刀具準備導致計劃外停機的時間），刀具MBOM數據準確性大大提高，降低刀具庫存，以及刀具費用及成本顯著下降。
圖19.刀具壽命監控看板制作說明書
圖20.刀具壽命監控看板
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本文標題：數控加工刀具BOM清單管理方案探討
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