RFID inteligentný aplikačný systém na správu nástrojov

CNC obrábacie stroje sa stali hlavným zariadením v dielňach na mechanické spracovanie. Vo všeobecnosti sú malé CNC spracovateľské dielne vybavené tisíckami rezných Nástrojov a ich podporných častí, celkový počet je desiatky tisíc a existujú stovky druhov. S rýchlym nárastom počtu a typu rezných nástrojov vo výrobnej dielni koexistujú štandardné a neštandardné rezné nástroje rôznych typov a špecifikácií a medzi skladom nástrojov, obrábacími strojmi často prúdi a vymieňa sa veľké množstvo rezných nástrojov. a vybavenie obrábacích strojov.

V súčasnosti sa domáce spracovateľské dielne pri správe nástrojov väčšinou spoliehajú na manuálne metódy a papierové čiarové kódy. Papierové čiarové kódy sa v mastnom prostredí ľahko zafarbia a životnosť nástroja možno posúdiť len na základe skúseností. Kvôli nedostatku nástrojov je veľa procesov obrábania zastavených a operátori obrábacích strojov trávia veľa času hľadaním nástrojov. S rastúcim počtom typov CNC obrábacích strojov a nových typov produktov už existujúce riešenia správy nástrojov nedokážu uspokojiť dopyt.

Na tento účel bol vyvinutý systém riadenia informácií o nástrojoch založený na RFID. Čip RFID je inštalovaný na rukoväti nástroja, aby sa realizoval zber a správa informácií o nástroji a znížili sa celkové výrobné náklady.

1. Súčasný stav a potreby priemyslu správy nástrojov

Odborníci zaoberajúci sa výskumom správy nástrojov doma aj v zahraničí vyvinuli mnoho softvérov na správu nástrojov, ale nedokážu splniť všetky požiadavky na správu nástrojov. Súčasná správa nástrojov má nasledujúce problémy:

① Nie je možné analyzovať záznamy a údaje z celého životného cyklu nástroja. Zhromažďuje a monitoruje iba informácie o nástroji v určitom čase a nemôže získať nespracované údaje;

② Tradičnému riadeniu nástrojov chýba interakcia informácií M2M (Machine to Machine) a nemôže dosiahnuť integrované riadenie;

③Existujúce riešenia správy nástrojov sú navrhnuté tak, aby vyhovovali potrebám výroby a nezohľadňovali náklady na celý životný cyklus nástroja.

Aby sa vyriešili vyššie uvedené problémy a dosiahol sa cieľ inteligentnejšej automatizácie vo výrobnom priemysle, systém správy informácií o nástrojoch RFID inteligentne riadi používanie nástrojov v obrábacích strojoch, prenáša parametre nástrojov do obrábacích strojov a pridáva nástroje do zásobník obrábacích strojov pre postupy spracovania. prevod. Po dokončení spracovania nástroja sa čas výroby nástroja zapíše do čipu RFID nástroja, aby sa mohli realizovať funkcie, ako je zber informácií o nástroji v reálnom čase a sledovanie stavu nástroja.

2. Zber a nastavenie parametrov systému riadenia informácií o nástroji

Systém správy informácií o nástrojoch RFID sa týka použitia bezdrôtovej rádiofrekvenčnej technológie, čítačiek a zapisovačov CNC a RFID na prijatie technológie sériovej komunikácie na základe komunikácie medzi strojmi a zariadeniami (ako sú CNC obrábacie stroje, nastavovače nástrojov atď.) a RFID čítačky vo výrobnej jednotke. , realizovať monitorovanie informácií a správu skladovania nástrojov počas ich životného cyklu. Celý životný cyklus nástroja vo všeobecnosti zahŕňa plánovanie, nákup, označovanie, skladovanie, požičiavanie, montáž, používanie, vrátenie, prebrúsenie, zošrotovanie atď.

Predpokladom pre správu obrábacích strojov je, že nástroje boli zoskupené a kalibrované pomocou nastavovača nástrojov. Aby bolo možné realizovať zodpovedajúce funkcie nástroja, obrábací stroj musí inicializovať zásobník nástrojov a zapísať čas spracovania nástroja do držiaka nástroja RFID. Keďže vzdialenosť čítania a zápisu vysokofrekvenčného RFID je relatívne krátka, pri čítaní a zapisovaní RFID držiaka nástroja musí byť anténa blízko štítku RFID prostredníctvom pneumatického zariadenia.

(1) Inicializácia zásobníka obrábacích strojov

Na realizáciu inteligentného prenosu informácií o CNC nástrojoch sa musíme najskôr spoľahnúť na CNC obrábacie stroje. Aby sa zabezpečilo, že nástroj po vložení do obrábacieho stroja automaticky vstúpi do zásobníka nástrojov a že sa parametre nástroja načítajú z RFID tagu do zásobníka obrábacieho stroja, je potrebné zásobník obrábacích strojov inicializovať. Konkrétny proces je nasledovný:

① Keď dôjde k výmene nástroja v obrábacom stroji, obrábací stroj musí ovládať reznú hlavu, aby sa raz otočila (pozri obrázok 2) a znova inicializovať všetky nástroje do zásobníka obrábacieho stroja;

② Pre každý nôž sú potrebné nasledujúce operácie: CNC riadi valec, aby zdvihol čítaciu hlavu RFID podľa pokynov. zadnýKeď je valec na svojom mieste, CNC získa stav spínača snímača a spustí čítačku RFID. Stav valca sa udržiava 500 ms a CNC riadi čítaciu hlavu RFID prostredníctvom sériovej komunikácie. Zapisovač načíta čip RFID držiaka nástroja; zasunie valec a potom, čo CNC zistí, že magnetický indukčný spínač valca je na svojom mieste, nástroj pokračuje v chode;

③ Funkcie, ktoré je potrebné ovládať: Pridajte tlačidlo do ovládacieho rozhrania CNC. Zakaždým, keď sa stlačí tlačidlo, rezná hlava automaticky otočí jeden kruh, čím zaistí, že sa môže otočiť o jeden kruh pri každej výmene nástroja, a inicializuje zásobník obrábacích strojov; nie je dovolené inštalovať nástroj priamo do obrábacieho stroja. Rukoväť knižnice.

Podrobné vysvetlenie výskumu inteligentného riadenia informácií o nástroji založenom na bezdrôtovej rádiofrekvenčnej technológii a inštalácii čipov RFID na rukoväti nástroja

(2) Záznam času výroby nástroja

Pri vykladaní (zoskupovaní) nástrojov sa objem výroby (čas spracovania) nástrojov zapíše do systému správy nástrojov. Proces zápisu času spracovania obrábacieho stroja do RFID držiaka nástroja je nasledovný:

① Pred vyložením obrábacieho stroja alebo po zložení nástrojov obrábací stroj zaznamenáva použité nástroje, otáča reznú hlavu a zapisuje čas spracovania nástroja jeden po druhom;

② Stav valca sa udržiava 500 ms a CNC riadi čítačku a zapisovač RFID prostredníctvom sériovej komunikácie a zapisuje na čip RFID držiaka nástroja;

③Zatiahnite valec a potom, čo CNC zistí, že magnetický indukčný spínač valca je na svojom mieste, rezacia hlava sa naďalej otáča.

Pre zabezpečenie plynulého chodu vyššie uvedeného riešenia je potrebné pridať tlačidlo do rozhrania obsluhy CNC. Pred vyložením nástroja alebo po nastavení nástroja raz stlačte tlačidlo, aby sa obrábací stroj raz otočil, zapíšte čas používania nástroja a nakoniec dokončite kontrolu životnosti nástroja. Pri prevádzke procesu programu by ste mali venovať pozornosť prevádzkovým špecifikáciám.

Podrobné vysvetlenie výskumu inteligentného riadenia informácií o nástroji založenom na bezdrôtovej rádiofrekvenčnej technológii a inštalácii čipov RFID na rukoväti nástroja

(3) Ukladanie údajov o nástroji v čipe RFID

Kód nástroja je dôležitou informáciou na určenie jedinečnosti nástroja. Zapíšte ho do RFID a spravujte každý nástroj pomocou kódu nástroja. Pri písaní zodpovedajúceho programu je možné určiť menovitý priemer, menovitú dĺžku a zodpovedajúci program nástroja podľa špecifikácie a modelu nástroja a potom je možné zadať zodpovedajúcu kompenzáciu priemeru a kompenzáciu dĺžky podľa skutočnej situácie. Keďže ten istý nástroj môže byť inštalovaný na rôznych obrábacích strojoch a ten istý obrábací stroj môže spracovávať aj rôzne produkty, pri spracovaní produktov sa môžu vyskytnúť aj abnormálne podmienky, takže vyššie uvedené informácie o spracovaní je potrebné zobraziť počas spracovania. Prostredníctvom ovládania programu je možné počas procesu spracovania dynamicky zobraziť správu, aby sa zobrazil kód nástroja, spracované produkty, množstvo produktu, abnormálne informácie atď., Ako aj kód nástroja, životnosť nástroja, čas používania nástroja a ďalšie informácie v RFID záznam.

3. Zloženie hardvérového systému a vývoj softvéru

Hardvér pozostáva z elektronických štítkov (RFID), antén, čítačiek a súvisiacich dátových rozhraní. RFID tagy sú dátové nosiče pozostávajúce z čipov a spojovacích komponentov. Každý štítok RFID má jedinečný elektronický kód; anténa RFID štítku je transpondérová anténa elektronického štítku RFID, ktorá prenáša rádiovú frekvenciu medzi štítkom a ovládačom prostredníctvom indukcie komunikácie. Signál, čítačka/zapisovačka je zariadenie používané na čítanie alebo zapisovanie informácií na štítkoch RFID.

Zhrnutie

Inštaláciou štítkov RFID na nástroje na identifikáciu životnosti a čítanie a zapisovanie informácií počas životného cyklu nástroja sa čítačky a zapisovače nainštalujú na hostiteľské zariadenia, ako sú CNC obrábacie stroje, ako rozhranie interakcie informácií medzi štítkami RFID a hlavným riadiacim systémom. RFID tagy sa používajú ako nosič informácií realizuje interakciu informácií medzi nástrojom a hostiteľom a hostiteľom a hostiteľom na dosiahnutie predpovede životnosti nástroja. Systém správy informácií o nástrojoch RFID dokáže realizovať úplnú správu životnosti nástrojov, znížiť zásoby nástrojov o 20 %, znížiť náklady na nástroje o 10 %, skrátiť čas prípravy o 15 %, imzlepšiť efektivitu zariadení o 10 %, skrátiť dodaciu lehotu o 10 % a znížiť celkové náklady o viac ako 15 %.