RFID intelligent applikationssystem för verktygshantering

CNC-Verktygsmaskiner har blivit den vanliga utrustningen i verkstäder för mekanisk bearbetning. I allmänhet är små CNC-bearbetningsverkstäder utrustade med tusentals skärverktyg, plus deras stöddelar, det totala antalet är tiotusentals och det finns hundratals varianter. Med den snabba ökningen av antalet och typen av skärverktyg samexisterar standard- och icke-standardiserade skärverktyg av olika typer och specifikationer i produktionsverkstaden, och ett stort antal skärverktyg flyter ofta och utbyts mellan verktygslagret, verktygsmaskinerna och verktygsmaskiner.

För närvarande är inhemska bearbetningsverkstäder mest beroende av manuella metoder och pappersstreckkoder för att hantera verktyg. Pappersstreckkoder färgas lätt i oljiga miljöer, och verktygets livslängd kan bara bedömas av erfarenhet. På grund av bristen på verktyg stoppas många bearbetningsprocesser och maskinoperatörer spenderar mycket tid på att leta efter verktyg. När typerna av CNC-verktygsmaskiner och nya produkttyper ökar, kan befintliga verktygshanteringslösningar inte längre möta efterfrågan.

För detta ändamål utvecklades ett verktygsinformationshanteringssystem baserat på RFID. RFID-chippet är installerat på verktygshandtaget för att realisera insamling och hantering av verktygsinformation och minska den totala produktionskostnaden.

1. Nuvarande status och behov av verktygshanteringsindustrin

Experter som är engagerade i verktygshanteringsforskning hemma och utomlands har utvecklat många verktygshanteringsprogram, men de kan inte uppfylla alla krav för verktygshantering. Den befintliga verktygshanteringen har följande problem:

① Det är omöjligt att analysera register och data för verktygets hela livscykel. Den samlar bara in och övervakar verktygsinformation vid en tidpunkt och kan inte erhålla obearbetad data;

② Traditionell verktygshantering saknar M2M (Machine to Machine) informationsinteraktion och kan inte uppnå integrerad hantering;

③Befintliga verktygshanteringslösningar är designade för att möta produktionsbehov och tar inte hänsyn till kostnaden för verktygets hela livscykel.

För att lösa ovanstående problem och uppnå målet om mer intelligent automation i tillverkningsindustrin, hanterar RFID-verktygets informationshanteringssystem intelligent användningen av verktyg i verktygsmaskiner, överför verktygsparametrar till verktygsmaskinerna och lägger till verktygen till verktygsmaskinmagasin för bearbetningsprocedurer. överföra. När verktygsbearbetningen är klar skrivs verktygsproduktionstiden in i verktygets RFID-chip för att realisera funktioner som realtidsinformationsinsamling av verktyget och spårning av verktygsstatus.

2. Insamling och inställning av parametrar för verktygsinformationshanteringssystem

RFID-verktygets informationshanteringssystem hänvisar till användningen av trådlös radiofrekvensTeknik, CNC- och RFID-läsare och -skrivare för att anta seriell kommunikationsteknik på basis av kommunikation mellan maskiner och utrustning (såsom CNC-verktygsmaskiner, verktygssättare, etc.) och RFID-läsare i tillverkningsenheten. , för att realisera informationsövervakning och lagringshantering av verktyg under deras livscykel. Hela verktygets livscykel innefattar i allmänhet planering, inköp, märkning, lagring, utlåning, montering, användning, retur, omslipning, skrotning, etc.

Förutsättningen för verktygsmaskinshantering är att verktygen har grupperats och kalibrerats med en verktygsställare. För att förverkliga verktygets motsvarande funktioner måste verktygsmaskinen initiera verktygsmagasinet och skriva in verktygsbehandlingstiden i verktygshållaren RFID. Eftersom läs- och skrivavståndet för högfrekvent RFID är relativt kort, måste antennen vara nära RFID-taggen genom en pneumatisk anordning vid läsning och skrivning av RFID för verktygshållaren.

(1) Initiering av verktygsmaskinsmagasin

För att förverkliga den intelligenta överföringen av CNC-verktygsinformation måste vi först lita på CNC-verktygsmaskiner. För att säkerställa att verktyget automatiskt kommer in i verktygsmagasinet när det laddas i verktygsmaskinen, och att verktygsparametrarna läses från RFID-taggen in i verktygsmaskinmagasinet, måste verktygsmaskinmagasinet initialiseras. Den specifika processen är som följer:

① När det sker verktygsbyten i verktygsmaskinen måste verktygsmaskinen styra skärhuvudet att rotera en gång (se figur 2) och återinitiera alla verktyg till verktygsmaskinens magasin;

② Följande operationer krävs för varje kniv: CNC driver cylindern för att lyfta RFID-läshuvudet genom instruktioner. AkterNär cylindern är på plats får CNC status för sensoromkopplaren och startar RFID-läsaren. Cylinderstatusen bibehålls i 500 ms, och CNC driver RFID-läshuvudet genom seriell kommunikation. Skrivaren läser av verktygshållarens RFID-chip; drar tillbaka cylindern och efter att CNC:n detekterar att cylinderns magnetiska induktionsomkopplare är på plats fortsätter verktyget att köra;

③ Funktioner som behöver kontrolleras: Lägg till en knapp till CNC-driftgränssnittet. Varje gång knappen trycks in, roterar skärhuvudet automatiskt en cirkel, vilket säkerställer att det kan rotera en cirkel varje gång verktyget byts, och initierar verktygsmaskinens magasin; det är inte tillåtet att installera verktyget direkt i verktygsmaskinen. Bibliotekshandtag.

Detaljerad förklaring av forskningen om intelligent verktygsinformationshantering baserad på trådlös radiofrekvensteknik och installation av RFID-chips på verktygshandtagen

(2) Tidsrekord för verktygsproduktion

Vid lossning (gruppering) av verktyg kommer produktionsvolymen (bearbetningstiden) för verktygen att skrivas in i verktygshanteringssystemet. Processen att skriva in verktygsmaskinens bearbetningstid i verktygshållarens RFID är som följer:

① Innan verktygsmaskinen lossas eller efter att verktygen har monterats, registrerar verktygsmaskinen de använda verktygen, roterar skärhuvudet och skriver verktygsbehandlingstiden en efter en;

② Cylinderstatusen bibehålls i 500 ms, och CNC:n driver RFID-läsaren och skrivaren genom seriell kommunikation och skriver till verktygshållarens RFID-chip;

③ Dra tillbaka cylindern och efter att CNC:n detekterar att cylinderns magnetiska induktionsomkopplare är på plats fortsätter skärhuvudet att rotera.

För att säkerställa en smidig drift av ovanstående lösning är det nödvändigt att lägga till en knapp till CNC-driftgränssnittet. Innan du lossar verktyget eller efter att du har ställt in verktyget, tryck på knappen en gång för att få verktygsmaskinen att rotera en gång, och skriv in verktygets användningstid och slutför kontrollen av verktygets livslängd. När du använder programprocessen bör du vara uppmärksam på driftsspecifikationerna.

Detaljerad förklaring av forskningen om intelligent verktygsinformationshantering baserad på trådlös radiofrekvensteknik och installation av RFID-chips på verktygshandtagen

(3) Verktygsdatalagring i RFID-chip

Verktygskoden är viktig information för att fastställa verktygets unika karaktär. Skriv in det i RFID och hantera varje verktyg genom verktygskoden. När du skriver motsvarande program kan verktygets nominella diameter, nominella längd och motsvarande program bestämmas enligt verktygets specifikation och modell, och sedan kan motsvarande diameterkompensation och längdkompensation ges enligt den faktiska situationen. Eftersom samma verktyg kan installeras på olika verktygsmaskiner, och samma verktygsmaskin också kan bearbeta olika produkter, kan onormala förhållanden även uppstå vid bearbetning av produkter, så ovanstående bearbetningsinformation måste visas under bearbetningen. Genom programkontroll kan rapporten visas dynamiskt under bearbetningsprocessen för att visa verktygskoden, bearbetade produkter, produktkvantitet, onormal information, etc., samt verktygskoden, verktygets livslängd, verktygsanvändningstid och annan information i RFID-post.

3. Hårdvarusystemssammansättning och mjukvaruutveckling

Hårdvaran består av elektroniska taggar (RFID), antenner, läsare och tillhörande datagränssnitt. RFID-taggar är databärare, bestående av chips och kopplingskomponenter. Varje RFID-tagg har en unik elektronisk kod; RFID-taggantennen är transponderantennen för den elektroniska RFID-taggen, som sänder radiofrekvens mellan taggen och styrenheten genom kommunikationsinduktion. Signal, läsare/skrivare är en enhet som används för att läsa eller skriva RFID-tagginformation.

Sammanfattning

Genom att installera RFID-taggar på verktygen för livsidentifiering och informationsläsning och skrivning under verktygets livscykel, installeras läsare och skrivare på utrustningsvärdar som CNC-verktygsmaskiner som ett informationsinteraktionsgränssnitt mellan RFID-taggar och huvudstyrsystemet. RFID-taggar används som Informationsbäraren realiserar informationsinteraktionen mellan verktyget och värden och värden och värden för att uppnå en förutsägelse av verktygets livslängd. RFID-verktygsinformationshanteringssystemet kan förverkliga hantering av verktyg för hela livslängden, minska verktygslagret med 20 %, minska verktygskostnaderna med 10 %, minska förberedelsetiden med 15 %, iförbättra utrustningens effektivitet med 10 %, förkorta leveranstiden med 10 % och minska de totala kostnaderna med mer än 15 %.