Tebis: 智能刀库与制造经验积累

从一道“远古”的选择题开始，如果一块金砖、一张100美元、一张100人民币，这很容易做出选择。

假如把分量变成一吨金砖、100美元、100人民币，那我们是不是应该选择一吨金灿灿的金砖堆成的小山呢？

刚才是一道虚拟选择题，如果回到制造业，从一台机床和一组机床刀库中装配刀具做一个选择，谁更费钱？

一台机床可能500万，一组刀具可能才5万。那么肯定是机床更费钱。

但是，如果将统计时间定义为10年呢？这就需要细细思考...

那么刀具的消耗成本到底在生产过程中有多大呢？

据第三方统计，刀具消耗大约占5%，设备和刀具系统月27%。

另一组数据：两家年产值两亿的企业，其中一家的每年刀具成本超过一千万，另一家的刀具库房中刀具种类超过3000种。

如何可以降低刀具的消耗成本？

如果单纯刀具的采购成本，比如使用更便宜的刀具，实际工件成本降低甚少。

如果单纯提高刀具寿命，比如切削参数调整到很小，最终工件根本并未降低，只有高效率利用刀具，让刀具充分发挥应有的性能，才能更大化降低工件成本。

机床、夹具、刀具和工件构成加工工艺系统，金属加工切削又包含主运动、进给和切削量。

从技术方面来看：机床、夹具、材料、刀具材质等都直接或间接影响整个加工过程。

是随心所欲的组合体，还是真实结构加真实相互约束的装配体更能满足切削要素？

是简化的四个切削参数，还是超级详尽并且相互关联的切削参数更能满足切削要素？

除了真实的几何形状外，TEBIS 刀具也使用真实装配关系。

传统的CAM软件，一般刀具本体与刀柄创建和组合都随心所欲，容易造成管理和使用混乱。

Tebis刀具采用与现场完全一致装配过程，由单独刀具本体、刀柄、或延伸杆组装一把刀具。

同时限定刀具与刀柄链接类型，装夹长度，避免产生错误组装，利于刀具管理和加工安全。

Tebis 刀库为什么能够实现智能修改加工参数？

为什么能够达到积累制造经验目的？

首先，Tebis 有完整切削参数，条件举证，通过软件中数字孪生镜像技术，将实际加工中可能出现的情况一一还原，达到在编程环节智能带入或智能更改切削参数。

Tebis 刀库为什么能够实现智能修改加工参数？

比如Tebis 更换刀片材料，可以智能更新切削参数。

在现实生产中，同样一把刀，可能采购不同厂家，或者同一厂家不同型号，这些刀片切削性能和参数是不同的。

通过Tebis 快速切换刀片材料，智能更新所有刀具路径中的切削参数，避免在编程环节重复输入切削参数，提高整体的编程效率。

Tebis 智能切换机床，实现智能更新提交参数。

Tebis 实现切换机床，智能更新切削参数。

实际生产中，由于排产的原因，可能会临时调整其他机床进行加工。

不同的机床，甚至同一型号的机床，不同批次，切削性能也是不同的，不能使用传统千篇一律的S3000F1000的模式，由现场人员随意调整。

在Tebis中，可直接通过切换机床，智能更新刀具路径中的切削参数，避免重复输入切削参数，提高编程效率，避免现场机床等待时间。

虽然加工策略相同，但加工材料属于热处理前和热处理后，那需要采用不同的加工参数，转速、进给、行距等。

Tebis 可以直接切换加工方式为“调质前”或“调质后”，一次性智能更新所有加工参数，也可以使用粗加工或者精加工选项智能带入切削参数。

不同的工件材质，必须要修改和调整切削参数，甚至现实生产中同样牌号的铝合金，国产和进口也存在较大差别，此时为了达到好的切削结果，也需要修改切削参数。

在Tebis中，直接切换毛坯材质牌号，软件智能更新所有加工参数，避免重复无趣的参数输入环节，提高整体加工效率。

为了便于智能刀具库第一构建的便捷性，Tebis 智能刀具的配置中各个切削参数之间可以预制一个相互参数化的数字。

根据刀具的直径，每齿进给可以智能更新一组初级切削参数。

使用标准文本格式直接导入第三方数据到Tebis 智能刀具库中。

传统CAM软件的刀具切削参数，只有基本的转速、下刀进给、切削进给和掠过进给。

Tebis 提供更加详尽的切削参数，现场实际加工中可能碰到的所有进给，都可以积累到Tebis 刀库中，如本页面红色字体所示。

大部分其他CAM软件，没有控制满刀切削的参数，可能会采用特殊的加工方式来避免。

比如摆线加工，但是在分层加工的情况下，摆线加工效率较低，

CAM编程时不予考虑，由现场操作人员手动控制满刀速度，容易导致现场智能化水平较低，无法做到无人值守加工。

碰到刀具路径中有圆角光顺，Tebis 智能从刀具中提取对应进给值，避免人为干预，提高现场智能化水平。

如图片所示，同样一把刀具，在切换机床时，Tebis 智能根据选定的机床更新切宽和切深。

实际生产中，冷却液也是一个很主要的因素，不同的机床不同刀具，甚至同样的刀具在不同的机床上可以有不同冷却方式。

比如某些机床有中心冷却，刀具可以智能生成中心出水，没有中心出水的机床则使用外部水冷模式。

更佳冷却方式能更加准确的提高刀具的加工性能和寿命，以及保证产品的表面质量。

基于上述介绍的Tebis 矩阵式刀具库，Tebis 智能刀具库是面向机床的CAM编程。

和传统软件独立于机床的CAM编程模式不同，Tebis 更注重优化标准制造过程、积累制造工艺、共享制造经验，拥有丰富的制造经验数据库（包含智能模板工艺库）。

如此相互关联的矩阵式智能刀具库，在Tebis 中亦是及其方便进行管理；简捷又系统化的管理模式，减少没必要的刀具库存。

规范标准的切削参数，减少刀具消耗，同时提高切削效率。

智能刀具库的缺省设置分类清晰，向导式的设定步骤，减少维护智能刀具库人员工作强度。

Tebis 智能刀具库对不同的刀具类型分级分类管理，对于刀具库的建立和修改简单便捷。

Tebis 真实刀具与刀杆结构，标准化装刀长度，以及限制刀体、刀柄可以夹持的长度范围，确保无经验人员装刀时，长度的合理性，保持刀具刚性在合理范围内，与车间刀具管理系统中的标识号匹配。

Tebis 真实的刀具装配关系，限制刀柄与机床的链接方式是HSK63，在实际编程中，假设选择一台机床，主轴刀柄类型是BT40。

Tebis 智能过滤掉所有除了刀柄类型是BT40的刀具，避免刀具选择错误，提高现场配刀效率，限制刀柄与刀体之间是热缩装夹还是弹簧夹头，避免现场配刀时，刀具组装时出错。

除了切削参数，Tebis 使用真实刀具轮廓进行刀具创建，并且使用真实轮廓参与计算；充分发挥刀具性能，提高切削效率。

特殊加工方式需要使用不同的刀具切削参考点，在Tebis 中有多达20个刀具参考点可以参与计算。

比如图片中的组合刀具，现场加工时，使用最底部刀片或使用中间部位刀片。

车间对刀时，在控制系统中存放不同的补偿参数，在编程和加工过程中，任意指定使用参考点进行编程和加工，这种应用目前仅Tebis可以直接支持。

Tebis 刀具装配再次呈现数字孪生镜像：

• 与车间刀柄型号尺寸完全相同
• 保证软件中虚拟仿真安全，车间即安全
  

通过刀柄和刀具的物料号，更清晰快捷配合刀具管理室的人员操作。

实际生产中，切削参数可能随着工艺改进、材料变化等，不断进行修正。

通过Tebis 切削数据编辑工具，快速、批量对刀具切斜参数调整。

实际生产中，不同的机床具备不同刚性性能，同样的机床会配备不同的主轴头。

Tebis 智能刀具库中刀具与机床主轴进行匹配，更换主轴智能更新对应切削参数，根据需要快速优化某组刀具对应主轴的切削参数。

Tebis 采用姊妹刀具理念，充分发挥机床姊妹刀功能，不打断刀路的情况下，在指定的抬刀位置，智能更换同名的姊妹刀具，现场智能化程度更高。

如果工厂采购刀库管理系统，比如Zoller或者TDM的刀具管理系统，Tebis 可与第三方刀库管理系统进行同步，将实时刀具信息同步到Tebis 智能刀具库之中，进一步提高刀具管理智能化程度。

比如，现场更新了某把刀具寿命，参数会智能同步到Tebis 刀具库中，编程人员清楚所选的刀具寿命，及时提出采购申请。

如果企业实施Tebis ProLeis MES系统，刀具寿命会智能从Tebis同步到ProLeis，及时智能触发采购事件。

作为Tebis 刀具库智能化体现，在基于智能自动化编程中，Tebis 可以做到分级智能搜索刀具，优先选择加工中心上已有刀具，再选择多个机床共用的刀具。

作为另外一种分级方法，亦可以基于刀具成本，优先在中低成本刀具中选择刀具，没有的情况下再选择高端刀具，比如进口刀具，达到尽量节省刀具成本目的。

关于刀号和刀具名称的智能使用，在只能使用刀号的机床上，同一把刀具，在A机床上是1号刀位，在B机床上可能是2号刀位。

在Tebis 中，通过刀具映射方式建立刀具与特定机床刀库关系，做到同一把刀具在输出NC程序时，当选择A机床时智能输出T1，选择B机床时输出T2。

机床系统支持“刀具名称”换刀，Tebis 同样可以建立映射关系，快速切换为刀具名称换刀模式，无需关心刀具在机床上的实际位置。

特殊高级应用加工，比如使用机床外挂刀库同时加上机器人换刀模式，Tebis 轻松扩展刀库，并智能快速定位换刀位置，提高机床生产效率。

Tebis智能刀具库：基于数字化孪生制造环境而生成，以呈现面向机床的CAM编程。

Tebis刀库管理：作为Tebis 制造经验数据库的一部分，同样实现分级管理和同步。

Tebis 不仅是一个编程工具，通过网络分层管理，实现所有人员使用统一切削参数进行编程。

同时，所有Tebis 知识库都可以加密，做到内部共享，避免知识产权泄露。

Tebis 刀具库优点：

• 智能：根据机床、刀具材料、毛坯牌号，智能设定和更新切削参数，以及智能选取刀具。
• 管理：通过Tebis 可以将企业的实际切削经验不断补充更新到刀库之中，实现数据库分级、同步管理。
  

采用统一标准加工参数进行编程，增强编程质量的稳定性，完善的切削参数，提高现场加工智能化水平。

并且，数据库可通过加密的方式实现内部共享，起到制造经验积累和知识产权保护双保险的作用。

Tebis 刀具库应用，能带来哪些收益：

• 避免手动输入各种切削参数，降低编程人员的工作难度、减少出错概率，提高工作效率。
• 数据库分级管理，制造经验得到积累和共享，采用统一的参数进行编程，提高编程和加工质量的稳定性、安全性。
• 智能分级选取刀具，合理切削参数矩阵应用。
• 优化刀具选取和加工参数匹配，降低刀具消耗成本，提高机床运行效率，使得企业整体效率得到提升。