1、該系列標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定識別和描述了切削刀具的通用格式。采用這種格式更容易進(jìn)行軟件應(yīng)用程序共享以及刀具處理數(shù)據(jù)的相關(guān)特點(diǎn)。在加工操作中使用的切削工具可以說是最重要的現(xiàn)代制造工具。圖1 圖為Sandvik Coromant提供的Coromill銑刀的照片在加工操作中使用的切削工具是最重要的現(xiàn)代制造工具。ISO 13399國際標(biāo)準(zhǔn)使切割工具制造商使用相同的“語言”來描述他們產(chǎn)品中的數(shù)字格式，更方便切削刀具的數(shù)據(jù)傳送到各個軟件平臺。這個數(shù)據(jù)可使軟件進(jìn)行更好的決策，提高生產(chǎn)力并顯著降低成本。因此，ISO 13399是數(shù)據(jù)驅(qū)動制造的重要一步。因此，制造公司在加工過程中應(yīng)對這一重要標(biāo)準(zhǔn)有基本理解。當(dāng)然，除了采用IS

2、O 13399，制造行業(yè)必須采用其他步驟來以完成數(shù)據(jù)驅(qū)動制造。例如，工廠和工廠人員必須完全網(wǎng)絡(luò)化。其他步驟包括促進(jìn)數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)，如MTConnect標(biāo)準(zhǔn)，以及通用工具的分類系統(tǒng)，并在該領(lǐng)域補(bǔ)充了ISO 13399標(biāo)準(zhǔn)。這些標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施可加快實(shí)施以數(shù)據(jù)為驅(qū)動的生產(chǎn)。制造用數(shù)據(jù)不是一個選項;憑借猜測，以及數(shù)字制造商做出錯誤的決定，最終將導(dǎo)致市場中的失敗。數(shù)據(jù)需要準(zhǔn)確、可靠且及時，否則公司將瀕臨失敗。ISO 13399標(biāo)準(zhǔn)是幾大刀具制造商(主要是山特維克可樂滿和肯納金屬)以及合作研究組織開發(fā)的結(jié)果。雖然這項工作始于上世紀(jì)90年代，但在過去五年的快速發(fā)展中，這一標(biāo)準(zhǔn)已成為2013-2014年標(biāo)準(zhǔn)的重要更

3、新。該標(biāo)準(zhǔn)的全稱是ISO 13399切削刀具數(shù)據(jù)的表達(dá)與交換。本質(zhì)上，該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了用于識別和描述切削工具組件中數(shù)字碼的通用格式。該標(biāo)準(zhǔn)描述了刀具及相關(guān)組件，設(shè)定了命名與刀具，并規(guī)定了零件的縮寫、特征和參數(shù)的含義(圖1)。該標(biāo)準(zhǔn)還闡明了切削工具關(guān)鍵尺寸的定義以及數(shù)值。刀具數(shù)據(jù)用于軟件應(yīng)用程序時，使用相同的文字和數(shù)字可減少模糊和混亂。就經(jīng)常使用的一個刀具例子來說：柄的長度。通過ISO 13399標(biāo)準(zhǔn)，用戶使用數(shù)據(jù)，工具刀柄的長度名稱是“柄長度”，其代表碼為“LS”。而切割工具制造商可能會在目錄或技術(shù)圖紙中表示為“軸長度”，而其他制造商表示為“柄”或“柄長度”，所有切割工具制造商必須在交換數(shù)據(jù)時使用

4、“柄長度”和“LS”，其代碼為工具的一部分。該標(biāo)準(zhǔn)的最新版本也有420余項類似的刀具定義和縮寫代碼。使用這個標(biāo)準(zhǔn)能夠使刀具數(shù)據(jù)更加清晰和一致。這將有助于消除交換刀具數(shù)據(jù)時所造成的代碼含義的誤解。此外，該標(biāo)準(zhǔn)還可根據(jù)需要添加新的定義和代碼。到目前為止，ISO 13399標(biāo)準(zhǔn)只包括切削工具，但在這一系列標(biāo)準(zhǔn)添加其他類型的工具的工作也正在進(jìn)行中圖2 什么是ISO 13399是除了2D繪圖，參數(shù)表總結(jié)了其關(guān)鍵特征最重要的是，使用相同的語言來討論切削工具就意味著“通用標(biāo)準(zhǔn)”，計算機(jī)軟件程序容易使用數(shù)字格式。通過使用公共的數(shù)據(jù)格式，這些應(yīng)用程序可以識別數(shù)據(jù)中的信息，不論其來源為何。例如，如果CAD系統(tǒng)需要

5、一個工具軸來創(chuàng)建端銑刀的3D虛擬模型長度，在數(shù)據(jù)庫中“LS”相關(guān)聯(lián)的數(shù)值就可以給出編號。當(dāng)ISO 13399格式的數(shù)據(jù)存儲在可訪問的軟件應(yīng)用程序數(shù)據(jù)庫中時，該信息可即時自動傳送。程序員沒有必要為查找、解釋含義、發(fā)現(xiàn)代碼而輸入數(shù)字。這種數(shù)據(jù)交換可以使軟件應(yīng)用程序的工作速度更快，更加完整和準(zhǔn)確。采用ISO 13399標(biāo)準(zhǔn)可通過消除不同計算機(jī)系統(tǒng)或非標(biāo)準(zhǔn)刀具數(shù)據(jù)庫的重復(fù)切削工具數(shù)據(jù)，使成本大大減少。比方說，應(yīng)用程序創(chuàng)建的切削工具3D模型用于模擬凹槽銑削過程。軟件數(shù)據(jù)是否表示該切削工具的產(chǎn)品或切割工具的供應(yīng)商都不重要。因?yàn)榇a和數(shù)值都可以在程序中發(fā)現(xiàn)和應(yīng)用，而不需要額外處理。同樣，為CAM系統(tǒng)建立切割

6、工具可大大簡化，該庫中的所有條目可以相同的方式進(jìn)行格式化。同樣，如使用開發(fā)中的標(biāo)準(zhǔn)化刀具數(shù)據(jù)的軟件應(yīng)用程序，用戶可以預(yù)期更快的工具重新排序，工具消耗成本更準(zhǔn)確的計算，以及切削工具計算ROI。同樣，刀具制造商可獲得他們的產(chǎn)品在該領(lǐng)域的可靠反饋。幾乎所有刀具制造商計劃采用ISO 13399標(biāo)準(zhǔn)。Sandvik Coromant和其相關(guān)刀具品牌已經(jīng)取得了所有標(biāo)準(zhǔn)格式提供的工具分類數(shù)據(jù)，肯納及其相關(guān)品牌也一樣。其他制造商也在此過程的不同階段。這可不是一項小任務(wù)，因?yàn)橹圃焐坛汕е星邢鞴ぞ咴谒麄兊漠a(chǎn)品中有。讓我們來看看，現(xiàn)在的刀具制造商使用相同的數(shù)字轉(zhuǎn)換為自己產(chǎn)品共同語言所帶來的一些實(shí)際好處。CAM更好的

7、工具選擇圖3 CAM系統(tǒng)的加工程序模擬更準(zhǔn)確真實(shí)的貼近生活，所選擇的刀具3D模型可以被導(dǎo)入到軟件中圖3 CAM系統(tǒng)的加工程序模擬更準(zhǔn)確真實(shí)的貼近生活，所選擇的刀具3D模型可以被導(dǎo)入到軟件中圖3 CAM系統(tǒng)的加工程序模擬更準(zhǔn)確真實(shí)的貼近生活，所選擇的刀具3D模型可以被導(dǎo)入到軟件中。ISO 13399標(biāo)準(zhǔn)可以幫助CAM軟件用戶在使用CNC編程切削工具時做出更好的選擇。有以下一些情況。該標(biāo)準(zhǔn)有利于在CAM中建立一個內(nèi)部工具庫，讓程序員的操作具有更多選擇。通常情況下，用戶需要在CAM軟件與內(nèi)置工具庫中輸入關(guān)于切削工具的一個條目，并在刀具目錄或在線產(chǎn)品目錄中尋找，不同刀具制造商可能會使用不同的含義，并按

8、CAM系統(tǒng)結(jié)構(gòu)輸入信息。這一過程可能比較緩慢、枯燥且容易發(fā)生數(shù)據(jù)輸入錯誤。ISO 13399格式的數(shù)據(jù)更容易被找到，解釋和輸入。更重要的是，使用正確的界面，大多數(shù)CAM系統(tǒng)能夠直接從刀具制造商導(dǎo)入這些數(shù)據(jù)。然而，許多ISO 13399標(biāo)準(zhǔn)的刀具制造商正在通過CAM系統(tǒng)訪問在線維護(hù)開放平臺的刀具數(shù)據(jù)庫(圖3)。這些基于網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)庫可促進(jìn)建立和集成切削刀具庫CAM。因?yàn)樵诨贗SO 13399標(biāo)準(zhǔn)的開放平臺結(jié)構(gòu)庫中，其他制造商的標(biāo)準(zhǔn)工具的數(shù)據(jù)也可以被結(jié)合在一起。比如Sandvik Coromant開發(fā)的Kennametal的 Novo和Adveon開放平臺，面向所有符合ISO13399標(biāo)準(zhǔn)的工具供

9、應(yīng)商數(shù)據(jù)。在這些平臺中，CAM用戶可以下載或輸入代表刀柄，適配器，切削刀具和刀片的“個性化”數(shù)據(jù)庫。用戶可以在該庫中創(chuàng)建工具組件，并查看2D或3D效果。這些工具的效果圖，根據(jù)刀具的數(shù)據(jù)和應(yīng)用程序的參數(shù)可以很容易地導(dǎo)入至CAM軟件，進(jìn)行安裝和仿真。也有可能直接在用戶的CAM系統(tǒng)中集成開放平臺庫，從而3D模型可以輸出到系統(tǒng)的仿真模塊，更完整和準(zhǔn)確的進(jìn)行錯誤檢查。Adveon平臺已整合了一些CAM系統(tǒng)的領(lǐng)先開發(fā)者。下一步是基于在線“數(shù)據(jù)云”的工具建議和優(yōu)化，進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲、分析和計算共享，以及獲得聯(lián)網(wǎng)計算資源的大規(guī)模容量應(yīng)用程序的支持。獲得這種云工具庫可使用戶能夠提交加工操作有關(guān)的細(xì)節(jié)，并選擇切削工具

10、最合適的參數(shù)，例如刀具的使用策略和最佳速度以及供給情況。圖4 Kennametal的Novo優(yōu)化公司搜索到了云數(shù)據(jù)庫，推薦刀具選擇和切削參數(shù)為描述其在這個方面的進(jìn)展，Kennametal將Novo定義為“通過云進(jìn)行工藝知識的交換”。其提供刀具選擇功能，就像一個工藝過程設(shè)計。部分功能的工作原理屬于加工策略，然后進(jìn)行每一個策略的工具推薦。此外，每個項目都依賴于企業(yè)專家，經(jīng)驗(yàn)豐富代表的建議，并收集應(yīng)用程序數(shù)據(jù)。若用戶結(jié)合CAM軟件，設(shè)計者或者程序員將有機(jī)會獲得這方面的知識，僅需要觸摸按鈕，且無需離開其功能。MTConnect連接因?yàn)镮SO 13399標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了計算機(jī)可解釋的刀具產(chǎn)品數(shù)據(jù)格式，簡化了計

11、算機(jī)系統(tǒng)和軟件應(yīng)用之間的數(shù)據(jù)交換。制造商刀具產(chǎn)品信息和從其他制造商也符合本標(biāo)準(zhǔn)格式的信息。計算機(jī)軟件可以使用該信息，且不必具有每個制造商數(shù)據(jù)的翻譯或定制接口，以使在一個應(yīng)用程序中數(shù)據(jù)都可以使用。出于這個原因，ISO 13399標(biāo)準(zhǔn)是用于交換其他標(biāo)準(zhǔn)制造數(shù)據(jù)的寶貴資源和標(biāo)準(zhǔn)。在這方面一個重要例子是MTConnect。MTConnect是交換設(shè)備車間之間數(shù)據(jù)的計算機(jī)協(xié)議，如機(jī)床以及檢測和分析機(jī)器性能的軟件應(yīng)用。和ISO 13399標(biāo)準(zhǔn)相類似，MTConnec創(chuàng)建相關(guān)的制造設(shè)備定義的術(shù)語詞匯。MTConnec最初設(shè)計為可擴(kuò)展的，也就是說其可以被添加到其他類別的生產(chǎn)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)中。MTConnect原始版

12、本于2008年發(fā)布，新術(shù)語列入“移動資產(chǎn)”相關(guān)的MTConnect標(biāo)準(zhǔn)，移動資產(chǎn)包括刀具、刀體組件、夾具組件和機(jī)床、存儲單元、檢查裝置、自動換刀等其他元素。開發(fā)人員發(fā)現(xiàn)，ISO 13399標(biāo)準(zhǔn)可以提供一套術(shù)語和代碼的擴(kuò)展，MTConnect將涵蓋移動資產(chǎn)。通過采用這些條款和規(guī)則，移動資產(chǎn)擴(kuò)展可以進(jìn)行編譯并更快速發(fā)布。這個擴(kuò)展在2012年7月被正式添加到MTConnect標(biāo)準(zhǔn)中。ISO 13399標(biāo)準(zhǔn)和MTConnect之間具有相容性，因?yàn)槠涫骨懈罟ぞ邤?shù)據(jù)和性能添加到應(yīng)用程序中進(jìn)行監(jiān)測和分析。Kennametal的Novo優(yōu)化門戶網(wǎng)站顯示MTConnect和ISO 13399標(biāo)準(zhǔn)是如何結(jié)合到一起

13、進(jìn)行數(shù)據(jù)驅(qū)動制造(圖4)。這使MTConnect可以與監(jiān)控系統(tǒng)兼容，實(shí)時反饋生產(chǎn)計劃、機(jī)加工車間與切割性能，從而確定機(jī)器生產(chǎn)率的提高和切削刀具的使用。這些信息通過訪問任何互聯(lián)網(wǎng)設(shè)備可直接連接到被監(jiān)視機(jī)器。這簡化了實(shí)時報告以及機(jī)器性能相關(guān)工具的性能歷史數(shù)據(jù)，使大數(shù)據(jù)分析可以應(yīng)用。通過提供的機(jī)器效率的實(shí)時分析，該系統(tǒng)算法可確定為切削工具的實(shí)際性能并?且基于演示工具的性能建議。GTC-A修復(fù)缺失的一環(huán)在刀具制造商的刀具產(chǎn)品中，你會發(fā)現(xiàn)所有列出的刀具產(chǎn)品是根據(jù)類型進(jìn)行排序的。對工具的類型進(jìn)行分組(銑切工具、車削工具、工具開槽和切斷等)。這些主要類別分解成子類，進(jìn)一步劃分為更小的子類別或子類。這個結(jié)構(gòu)層

14、次使得用戶更容易找到所需要的工具。ISO 13399標(biāo)準(zhǔn)不包括詳細(xì)的分級分類結(jié)構(gòu)。只是規(guī)定了可能出現(xiàn)在制造商工具目錄中的個別規(guī)格的標(biāo)準(zhǔn)格式。這就是說，每一個列表并不能顯示它是何種工具，而可顯示在銑削工具部分目錄中，并設(shè)置有標(biāo)識指示。切削工具分類可以幫助用戶找到合適的工具，準(zhǔn)備加工操作。有關(guān)刀具計算機(jī)系統(tǒng)使用信息數(shù)據(jù)庫，需要某種分層分類體系來組織這些信息，使之更容易搜索。由于ISO 13399目前不提供詳細(xì)的分類系統(tǒng)，通用工具分類的開發(fā)擬填補(bǔ)了這一空白。Sandvik Coromant與西門子PLM合作，共同打造GTC，以補(bǔ)充ISO 13399標(biāo)準(zhǔn)。其結(jié)構(gòu)的用意符合制造切削刀具數(shù)據(jù)的軟件應(yīng)用程序

15、，更易于更換目標(biāo)。 GTC開發(fā)商咨詢了其他廠商，CAM供應(yīng)商和最終用戶(圖5)。簡單的講，GTC分類遵循刀具類別目錄的基本邏輯。然而，在ISO 13999等國際標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定中，該結(jié)構(gòu)在計算機(jī)數(shù)據(jù)庫使用。GTC作為樹結(jié)構(gòu)的幾個分支機(jī)構(gòu)。這個樹結(jié)構(gòu)的枝頭葉子就代表著ISO 13399規(guī)定中的個人工具清單。目前，GTC還沒有被正式被采納為ISO 13399標(biāo)準(zhǔn)的一部分。GTC具有與其他的分類系統(tǒng)，包括切削工具，但不包括同一分類水平的其他工具。圖5 該通用工具分類系統(tǒng)提供了分層結(jié)構(gòu)，從一般類型的刀具至其分支結(jié)構(gòu)。該例子中顯示了GTC的分支結(jié)構(gòu)。全部意義數(shù)據(jù)驅(qū)動制造是一種手段，而不是目的。這種手段能夠做出更好的決策，使工廠車間更加高效，更具有成效。對于工廠和正在實(shí)施精制原則的工廠來說，數(shù)據(jù)驅(qū)動制造還為他們提供了一個推動其精益制造的實(shí)踐活動，由于制造業(yè)中有較大的浪費(fèi)，這也可以歸咎于溝通不暢或缺乏可靠數(shù)據(jù)的技術(shù)。然而，正確的事實(shí)和數(shù)據(jù)(以及能夠進(jìn)行分享)能夠帶來更好的決策。更好的決策也就意味著更少的浪費(fèi)。在數(shù)據(jù)驅(qū)動