RFID inteligentní aplikační systém pro správu nástrojů

CNC obráběcí stroje se staly běžným Vybavením mechanických zpracovatelských dílen. Obecně jsou malé CNC zpracovatelské dílny vybaveny tisíci řeznými Nástroji a jejich podpůrnými díly, celkový počet je desítky tisíc a existují stovky druhů. S rychlým nárůstem počtu a typu řezných nástrojů existují ve výrobní dílně vedle sebe standardní i nestandardní řezné nástroje různých typů a specifikací a mezi skladem nástrojů, obráběcími stroji a vybavením obráběcích strojů často proudí a vyměňuje velké množství řezných nástrojů.

V současné době se domácí zpracovatelské dílny při správě nástrojů většinou spoléhají na ruční metody a papírové čárové kódy. Papírové čárové kódy se v zaolejovaném prostředí snadno barví a životnost nástroje lze posoudit pouze na základě zkušeností. Kvůli nedostatku nástrojů je mnoho obráběcích procesů zastaveno a obsluha obráběcích strojů tráví spoustu času hledáním nástrojů. S rostoucím počtem typů CNC obráběcích strojů a nových typů produktů již stávající řešení správy nástrojů nemohou uspokojovat poptávku.

Za tímto účelem byl vyvinut systém správy informací o nástrojích založený na RFID. Čip RFID je instalován na rukojeti nástroje, aby se realizoval sběr a správa informací o nástroji a snížily se celkové výrobní náklady.

1. Současný stav a potřeby průmyslu správy nástrojů

Odborníci zabývající se výzkumem správy nástrojů doma i v zahraničí vyvinuli mnoho softwaru pro správu nástrojů, ale nemohou splnit všechny požadavky na správu nástrojů. Stávající správa nástrojů má následující problémy:

① Je nemožné analyzovat záznamy a data celého životního cyklu nástroje. Pouze shromažďuje a monitoruje informace o nástroji v určitém okamžiku a nemůže získat nezpracovaná data;

② Tradiční správa nástrojů postrádá interakci informací M2M (Machine to Machine) a nemůže dosáhnout integrované správy;

③Stávající řešení správy nástrojů jsou navržena tak, aby vyhovovala potřebám výroby a nezohledňovala náklady na celý životní cyklus nástroje.

Za účelem vyřešení výše uvedených problémů a dosažení cíle inteligentnější automatizace ve zpracovatelském průmyslu, systém správy informací o nástrojích RFID inteligentně řídí použití nástrojů v obráběcích strojích, přenáší parametry nástrojů do obráběcích strojů a přidává nástroje do zásobníku obráběcích strojů pro postupy zpracování. převod. Když je zpracování nástroje dokončeno, čas výroby nástroje je zapsán do čipu RFID nástroje pro realizaci funkcí, jako je sběr informací o nástroji v reálném čase a sledování stavu nástroje.

2. Sběr a nastavení parametrů systému správy informací o nástrojích

Systém správy informací o nástrojích RFID se týká použití bezdrátové radiofrekvenční technologie, čteček a zapisovačů CNC a RFID k přijetí technologie sériové komunikace na základě komunikace mezi stroji a zařízeními (jako jsou CNC obráběcí stroje, seřizovače nástrojů atd.) a čtečkami RFID ve výrobní jednotce. , realizovat monitorování informací a správu ukládání nástrojů během jejich životního cyklu. Celý životní cyklus nástroje obecně zahrnuje plánování, nákup, značení, skladování, půjčování, montáž, použití, vrácení, přebroušení, sešrotování atd.

Předpokladem pro správu obráběcích strojů je, že nástroje byly seskupeny a zkalibrovány seřizovacím zařízením. Aby bylo možné realizovat odpovídající funkce nástroje, musí obráběcí stroj inicializovat zásobník nástrojů a zapsat dobu zpracování nástroje do držáku nástroje RFID. Protože čtecí a zapisovací vzdálenost vysokofrekvenčního RFID je relativně krátká, při čtení a zápisu RFID držáku nástroje musí být anténa v blízkosti RFID štítku prostřednictvím pneumatického zařízení.

(1) Inicializace zásobníku obráběcích strojů

Abychom realizovali inteligentní přenos informací o CNC nástrojích, musíme se nejprve spolehnout na CNC obráběcí stroje. Aby bylo zajištěno, že nástroj po vložení do obráběcího stroje automaticky vstoupí do zásobníku nástrojů a že parametry nástroje budou načteny z RFID tagu do zásobníku obráběcího stroje, je třeba zásobník obráběcích strojů inicializovat. Konkrétní postup je následující:

① Při výměně nástroje v obráběcím stroji musí obráběcí stroj ovládat řeznou hlavu, aby se jednou otočila (viz obrázek 2) a znovu inicializovat všechny nástroje do zásobníku obráběcího stroje;

② Pro každý nůž jsou vyžadovány následující operace: CNC řídí válec, aby zvedl čtecí hlavu RFID podle pokynů. Na zádiJakmile je válec na svém místě, CNC získá stav spínače senzoru a spustí čtečku RFID. Stav válce je udržován po dobu 500 ms a CNC řídí čtecí hlavu RFID prostřednictvím sériové komunikace. Zapisovač čte RFID čip držáku nástroje; zasune válec a poté, co CNC zjistí, že je magnetický indukční spínač válce na svém místě, nástroj pokračuje v chodu;

③ Funkce, které je třeba ovládat: Přidejte tlačítko do ovládacího rozhraní CNC. Při každém stisknutí tlačítka řezná hlava automaticky otočí jeden kruh, čímž zajistí, že se může otočit o jeden kruh při každé výměně nástroje, a inicializuje zásobník obráběcích strojů; není dovoleno instalovat nástroj přímo do obráběcího stroje. Rukojeť knihovny.

Podrobné vysvětlení výzkumu inteligentní správy informací o nástrojích založené na bezdrátové radiofrekvenční technologii a instalaci RFID čipů na rukojeti nástroje

(2) Záznam doby výroby nástroje

Při vykládání (seskupování) nástrojů bude objem výroby (doba zpracování) nástrojů zapsán do systému správy nástrojů. Proces zápisu doby zpracování obráběcího stroje do RFID držáku nástroje je následující:

① Před vyložením obráběcího stroje nebo po sestavení nástrojů obráběcí stroj zaznamená používané nástroje, otáčí řeznou hlavou a zapisuje dobu zpracování nástroje jeden po druhém;

② Stav válce je udržován po dobu 500 ms a CNC řídí čtečku a zapisovač RFID prostřednictvím sériové komunikace a zapisuje na čip RFID držáku nástroje;

③Zatáhněte válec a poté, co CNC detekuje, že je magnetický indukční spínač válce na svém místě, řezací hlava se dále otáčí.

Pro zajištění plynulého chodu výše uvedeného řešení je nutné přidat tlačítko do rozhraní obsluhy CNC. Před vyložením nástroje nebo po nastavení nástroje stiskněte jednou tlačítko, aby se obráběcí stroj jednou otočil, zapište dobu používání nástroje a nakonec dokončete kontrolu životnosti nástroje. Při ovládání procesu programu byste měli věnovat pozornost provozním specifikacím.

Podrobné vysvětlení výzkumu inteligentní správy informací o nástrojích založené na bezdrátové radiofrekvenční technologii a instalaci RFID čipů na rukojeti nástroje

(3) Ukládání dat nástroje do RFID čipu

Kód nástroje je důležitou informací pro určení jedinečnosti nástroje. Zapište jej do RFID a spravujte každý nástroj pomocí kódu nástroje. Při zápisu odpovídajícího programu lze určit jmenovitý průměr, jmenovitou délku a odpovídající program nástroje podle specifikace a modelu nástroje a následně zadat odpovídající kompenzaci průměru a kompenzaci délky podle skutečné situace. Vzhledem k tomu, že stejný nástroj lze nainstalovat na různé obráběcí stroje a stejný obráběcí stroj může také zpracovávat různé produkty, mohou při zpracování produktů také nastat abnormální podmínky, takže je třeba během zpracování zobrazit výše uvedené informace o zpracování. Prostřednictvím programového řízení lze zprávu dynamicky zobrazovat během procesu zpracování, aby se zobrazil kód nástroje, zpracované produkty, množství produktu, abnormální informace atd., stejně jako kód nástroje, životnost nástroje, doba použití nástroje a další informace v záznamu RFID.

3. Skladba hardwarového systému a vývoj softwaru

Hardware se skládá z elektronických štítků (RFID), antén, čteček a souvisejících datových rozhraní. RFID tagy jsou nosiče dat, skládající se z čipů a spojovacích prvků. Každý štítek RFID má jedinečný elektronický kód; anténa RFID štítku je transpondérová anténa elektronického štítku RFID, který přenáší rádiovou frekvenci mezi štítkem a ovladačem prostřednictvím komunikační indukce. Signál, čtečka/zapisovač je zařízení používané ke čtení nebo zápisu informací na štítcích RFID.

Shrnutí

Instalací RFID štítků na nástroje pro identifikaci životnosti a čtení a zápis informací v průběhu životního cyklu nástroje jsou čtečky a zapisovače instalovány na hostitelské zařízení, jako jsou CNC obráběcí stroje, jako informační interakční rozhraní mezi štítky RFID a hlavním řídicím systémem. RFID tagy se používají jako nosič informací realizuje informační interakci mezi nástrojem a hostitelem a hostitelem a hostitelem k dosažení predikce životnosti nástroje. Systém správy informací o nástrojích RFID může realizovat úplnou správu životnosti nástrojů, snížit zásoby nástrojů o 20 %, snížit náklady na nástroje o 10 %, zkrátit dobu přípravy o 15 %, izvýšit efektivitu zařízení o 10 %, zkrátit dodací lhůtu o 10 % a snížit celkové náklady o více než 15 %.