随着模具企业普遍应用了数控加工的现代制造模式，那么金加工车间的刀具管理系统，则成为企业生产运行体系中重要管理项目之一。其内容包括刀具物流、刀具信息、刀具现场、刀具库存等管理系统。

自动化技术使得刀具的配给、运输、检测、安装更便捷；信息技术使得制造现场信息能与整个企业的信息系统相联系。   

企业为了提高刀具利用率，降低刀具管理成本，需要提升刀具的使用管理水平，因此，必须逐步应用刀具管理软件、切削数据库等管理技术。

一、传统刀具管理存在的问题

1.容易将信息丢失和忘记：传统的刀具管理是以经验为基础，以操作者的记录为依据进行的刀具选型、刀具调配、刀具领用和刀具维护工作。操作者将刀具的信息记录在纸上或者记在头脑中，这就很容易将信息丢失和忘记。

2.浪费现象随处可见：现场刀具随意放置，丢失及失管现象突出。操作工为图方便常发生领取超量刀具储备并存留在生产现场。

3.刀具管理无序：刀具领用不规范、统计不完整，导致库存数据不准确，造成刀具短缺影响正常生产或刀具采购过量导致库存积压。

4.刀具相关信息不畅：由于使用者对刀具信息了解程度不同，造成刀具使用不当，资源浪费，生产效率低下。

5.刀具现场管理不规范：员工在刀具领用登记过程中，因现场闲置刀具较多，操机者肉眼难以区别形状类似的刀具，致取错刀具造成工件返工甚至报废。也会因为填写编号出错而领取到不符合要求的错误刀具。

6.刀具使用信息收集难：刀具使用信息无法准确收集，造成数据统计及查询上的困难。

生产管理者要掌握刀具的实际使用及管理等信息，如依赖刀具使用者的记录以及在现场查找，那么就会浪费大量的时间和精力。随着数控设备、数控刀具的种类不断增加，到现场查找刀具的管理方法已经难以适应生产发展的需要。

二、刀具管理的意义：刀具对数控机床的生产率以及加工的产品质量起着决定性的作用。同时，刀具作为较昂贵的消耗性资源，使用和管理上的优劣将影响到企业的设备使用率，进而也会影响企业的投资成本与生产效率。

刀具成本在机加工成本中所占比重在逐步增大，统计显示直接刀具成本大约占制造成本的4.5%，而刀具的间接成本，如刀具的选择、检测、仓储、购买、修理、修磨、管理等产生的成本是刀具直接成本的近4 倍。因此，企业引入刀具管理系统，是提高生产效率，减少刀具间接成本的有效途径。

近年来，刀具管理系统应用技术得到了长足的发展。刀具管理模式通过建立刀具信息管理系统和刀具输送系统来满足生产中对刀具的需要。刀具信息管理系统由刀具计划、刀具调度、库存管理、立体库接口、对刀仪接口等五部分组成，并通过网络与外部系统连接。刀具的输送供给系统由刀具立体库、刀具装卸台、对刀仪、刀具进出站、机床刀库、刀具缓存库、换刀机械手等组成，整个过程由刀具工作站进行控制。

三、刀具管理系统解决方案

1.实现刀具库存查询及控制。

2.可具体查询每个加工件的刀具消耗量，以实现精确的成本统计。

3.可查核同一类刀具的不同使用机床点及总的消耗量。

4.实现现场实时刀具消耗查询，为改进提高提供数据参考。

5.可查阅详细的刀具及附件信息，为以后的刀具选型提供参考。

6.实现生产现场二十四小时刀具无人化发放管理。

四、刀具管理系统简介

刀具管理系统管理的对象主要包括机床本身刀具库中的刀具，以下是一个典型的刀具管理系统硬件组成示意图：

1.标准刀具：

用于切削加工的刀具由多个刀具构件元素（如刀柄、刀杆、刀片、夹紧元件）等组成。

2.中心刀具库用于存放加工所需的各种刀具。刀具的配置规格、数量是根据机床的加工零件、加工负荷所确定的。机床按被加工件程序单要求，从刀具库中调取所需刀具。

3.条形码打印机和阅读机

进入系统的刀具按编码规则进行编码，并由打印机打印出条形码贴在刀柄上，通过条形码阅读机将条形码转化为计算机可识别的刀具编码。这样，计算机便可通过追踪刀具编码来跟踪每把刀具进行动态跟踪管理。

4.刀具预调仪对将进入系统的刀具进行对刀预调，以确保刀具按需求准备好参数。

5.刀具进出库柜确保有足够的存放刀具的刀位，每个刀位设有监控装置，记录指示刀具的进出状态，新刀由此进入系统；磨损、破损的刀具由此出系统。

6.刀具破损监测系统：若刀具的磨损和破损未能在加工过程中及时地发现，将导致切削过程的中断、引起工件报废、机床损坏，常见的监测刀具破损的方法有：声发射法、切削力变化法、激光法等等。

7.刀具管理计算机是刀具管理系统的核心，一个刀具系统要由计算机来全面调度和控制。

8.刀具库房是基本刀具元件的存放地点，负责刀具的刃磨、刀具的装配、刀具的接收与发放等工作。

9.刀具、辅具由供应部门提供后，根据品种规格按规则进行编码，存放于预调室内的刀具库中，并将刀具、辅具的信息（如规格、型号、尺寸、名称、库存位号等）输入刀具管理数据库。条形码打印机对给定的编码打印条形码标签，并粘贴在刀柄上用于系统外标识刀具。

10.按程序单进行刀具的选配和分派后，由预调室将刀具和辅具组装。刀具预调仪用来对组装好的刀具进行预调（对刀），所获得的刀具补偿量通过通讯接口，在刀具数据库上进行记录，并把相应的补偿量传至机床控制器的位置上。

预调好的刀具由刀具进出站进入系统，由操作者将库中的刀具按在线刀具使用单，装入机床刀具库中。它的配置是根据目前机床的加工零件、加工计划任务负荷实现的。机床按被加工工件的要求，通过刀具输送装置从刀具室或其它加工中心的某机床刀具库调取所需要的刀具，并在自己的机床刀具库形成一个刀具加工组合。

11.在切削加工过程中，刀具监测系统负责监测刀具在运行过程中刀具的磨损、破损和位置等情况。

12.加工完后，下线的刀具由刀具运输装置送回预调室，经检查后拆卸或装入刀具库或送磨或报废，并打印相应的刀具返回单、刀具送磨单、刀具报废单等，至此便完成刀具管理的全部过程。

刀具管理系统涉及了刀具的库存及采购管理，刀具的储存、调度及使用管理，刀具的运输及安装管理，刀具的寿命管理等方面的内容。

五、刀具寿命管理：刀具寿命是指刀具的耐用度，即正常情况下，磨损量达到磨钝标准为止的总的切削时间。刀具寿命值一般可以采用不同工作条件下，统计的实际使用切削时间数值累加的计算方法获得，然后将寿命值记录在各把刀具的文件中。

数控设备可以通过程序设定自动记录刀具使用时间，操作人员可以通过与输入的参考刀具寿命进行比较检测刀具剩余寿命，在刀具接近预设临界寿命时，操作人员通过加工件表面质量检查来确定刀具的实际磨损状况，最终确定合适的换刀时间，既避免了刀具的过度使用而影响产品质量，也实现了刀具寿命的最大利用，降低了企业的刀具成本。另外每台数控设备上都安装有刀具激光检测仪对刀具的异常损耗及破损起到了有效地监测作用。

六、刀具管理系统的信息需求

建立一个管理刀具数据库及一套现场刀具管理控制柜，形成一个适合企业实际需求的刀具管理系统。

刀具管理系统所需的信息可分为三类：

1.刀具基本信息：刀具供应商信息、刀具型号信息、刀具附件信息、刀具参数信息、刀具寿命信息等。

2.加工信息：加工件工序信息、机床刀库位信息、加工件编号

信息等。

3. 刀具库存及使用需求信息：刀具库存量信息、刀具贮存位

置信息、刀具领用信息、刀具入库信息等。

七. 刀具管理系统功能模块

生产线员工操作模块是整个系统的核心，其主要实现了在刀具数据库中自动检索刀具的功能，仓库员工操作模块是系统的基础，它为生产线员工领用刀具提供了库存信息及领用记录。IC 卡身份验证模块为系统操作人员定义角色和操作权限，保证了系统的安全性，实现刀具管理系统无人化管理的理念。

八.实现刀具管理系统的效益

1.实现规范地管理及生产。

2.准确、动态地了解现场刀具使用情况。

3.提高刀具库存准确性，降低刀具库存，节省管理费用。

4.即时查询产品刀具消耗成本，为降低生产成本提供详实可靠的信息来源。

5.减少现场员工找寻刀具时间，提高了工作效率。

6.提高生产数据统计的速度和准确性，减轻汇总统计人员的工作难度。

当前的刀具管理系统商品市场已有各种版本的供应商企业，他们提供企业刀具管理系统整体解决方案的软、硬件供货及服务。有的提出全免费，条件在于得到企业刀具的定点采购。刀具管理系统供应商在刀具供应商的高采购量足以承诺其刀具价格保证低于市场价或企业以往的采购价，这就大大地促进了企业采用刀具管理系统管理刀具的主动性和积极性。