1.前言

       FMS是为解决多品种、中小批量生产效率低、周期长、成本高以及质量差等问题而出现的，作为应付市场激烈竞争的主要手段，FMS已在各国特别是工业发达国家中得到了广泛的应用。FMS要实现自动化加工，必须具有刀具管理功能。刀具管理系统作为FMS的一个子系统，其目的就是及时而准确地为指定的机床提供适用的刀具，以便在维持较好的设备利用率的前提下，生产出所需的合格产品。

       FMS运行时，刀具处于一个动态变化的过程中,因此刀具的管理就显得十分必要和复杂。刀具管理主要指以下几方面的内容：①刀具的贮存、运输和交换；②刀具的分配与调度；③刀具的监控；④刀具的信息管理。在刀具管理系统中，上述几个方面相互联系，又相互影响。

2刀具的贮存、运输和交换

       根据经验，一条由 10台加工中心组成的FMS，大约需要 3000～ 5000把刀具。若低于这个数目，生产线可能会由于等待刀

       在一些加工单元较少的简单系统中，可以不设独立的中央刀库，而利用各加工单元本身配备的刀库来满足系统对刀具的需求。这种配置形式的缺点是刀库存刀量有限，刀具利用率低。典型的刀具自动运贮和管理系统应由中央刀库、刀具预调及刀具装卸站、刀具交换装置以及管理和控制刀具流系统的刀具工作站计算机组成。根据刀具交换方式的不同CONTROL ENGINEERING China版权所有，又有两种基本的方式：一种是交换单把刀具，另一种是交换活动刀库。当前使用最普遍的是交换单把刀具的方式。

       其工作过程大致为：首先在刀具预调站，由人工将刃磨好的专用刀具或购买来的标准刀具，在对刀仪上测量有关参数。测量完成后，与标准刀套组装好，再将刀具结构参数和刀具代码以及其他有关信息通过串口输入到刀具工作站计算机。有时还要将这些信息通过专用的读写装置，记录在安装于刀柄或刀杆中的磁卡或其他形式的记录器中。预调好的刀具，一般是用人工搬运并装到刀具装卸站上面，准备进入系统。

       刀具交换装置一般是指换刀机器人或刀具运送小车。它们完成刀具装卸站与中央刀库之间或中央刀库与机床 (加工单元 )刀库之间的刀具交换。刀具在刀具装卸站上，只是暂存一下。根据刀具工作站计算机的指令，刀具交换装置将刀具装卸站的刀具搬移至中央刀库中，等待加工时调用。同时，再根据生产计划和工艺规程的要求，刀具交换装置又从中央刀库将各加工单元需求的刀具取出，送至各加工单元，准备加工。工件加工完成后控制工程网版权所有，或发现刀具需要刃磨，根据刀具工作站指令，刀具交换装置又将这些从机床上卸下来的刀具CONTROL ENGINEERING China版权所有，各个加工单元取走，送回中央刀库，或将一些需要重磨或重新调整的刀具以及断裂的刀具，直接送至刀具装卸站。图1表示了FMS环境下刀具流的组成及运行过程。

图1FMS环境下刀具流的组成及运行过程

3刀具的调度

       刀具的调度是FMS中刀具管理系统的主要内容，由刀具工作站计算机采用软件控制的方式实现。所谓刀具调度，就是按照某种策略、算法，合理安排FMS中的全部刀具活动。而调度策略就是给各种刀具活动赋予不同的优先级的原则或方法。根据FMS中刀具活动的性质，刀具调度策略具有以下几种类型。

     刀具交换装置的服务策略

      在FMS中当多台机床提出刀具服务申请时，换刀机器人或刀具运送小车应该首先选择哪台机床为服务对象CONTROL ENGINEERING China版权所有，此即刀具交换装置的服务策略问题。在刀具管理系统中提供如下几种服务策略以供选择：

      先进先出策略。对最先提出刀具搬运申请的机床优先进行刀具搬运服务。

       优先级策略。根据系统生产调度的要求，对各加工任务确定优先级别，然后再按照分派到机床上的加工任务的优先级高低www.cechina.cn，确定刀具交换装置的服务顺序。

       时间最短策略。即对刀具搬运时间要求最短的机床优先服务。

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