Система интеллектуального управления инструментами RFID

Станки с ЧПУ стали основным оборудованием в цехах механической обработки. Как правило, небольшие цеха обработки с ЧПУ оснащены тысячами режущих инструментов, а также их вспомогательными частями, общее количество составляет десятки тысяч, и существуют сотни разновидностей. С быстрым ростом количества и типа режущих инструментов стандартные и нестандартные режущие инструменты различных типов и спецификаций сосуществуют в производственном цехе, и большое количество режущих инструментов часто перемещается и обменивается между складом инструментов, станками и станочным оборудованием.

В настоящее время цеха внутренней обработки в основном полагаются на ручные методы и бумажные штрихкоды для управления инструментами. Бумажные штрихкоды легко пачкаются в масляной среде, а срок службы инструмента можно оценить только опытным путем. Из-за нехватки инструментов многие процессы обработки останавливаются, и операторы станков тратят много времени на поиск инструментов. По мере увеличения типов станков с ЧПУ и новых типов продукции существующие решения по управлению инструментами больше не могут удовлетворить спрос.

С этой целью была разработана система управления информацией об инструменте на основе RFID. Чип RFID устанавливается на рукоятку инструмента для реализации сбора и управления информацией об инструменте и снижения общей себестоимости производства.

1. Текущее состояние и потребности отрасли управления инструментом

Эксперты, занимающиеся исследованиями в области управления инструментом в стране и за рубежом, разработали множество программного обеспечения для управления инструментом, но они не могут удовлетворить все требования к управлению инструментом. Существующее управление инструментом имеет следующие проблемы:

① Невозможно проанализировать записи и данные всего жизненного цикла инструмента. Он только собирает и отслеживает информацию об инструменте в определенный момент времени и не может получить необработанные данные;

② Традиционное управление инструментами не имеет информационного взаимодействия M2M (машина-машина) и не может достичь интегрированного управления;

③Существующие решения по управлению инструментами разработаны для удовлетворения производственных потребностей и не учитывают стоимость всего жизненного цикла инструмента.

Для решения вышеуказанных проблем и достижения цели более интеллектуальной автоматизации в обрабатывающей промышленности система управления информацией об инструментах RFID разумно управляет использованием инструментов в станках, передает параметры инструментов на станки и добавляет инструменты в магазин станков для процедур обработки. передачи. После завершения обработки инструмента время изготовления инструмента записывается в чип RFID инструмента для реализации таких функций, как сбор информации об инструменте в реальном времени и отслеживание статуса инструмента.

2. Сбор и настройка параметров системы управления информацией об инструментах

Система управления информацией об инструментах RFID относится к использованию беспроводной радиочастотной технологии, считывателей и записывающих устройств с ЧПУ и RFID для внедрения технологии последовательной связи на основе связи между машинами и оборудованием (такими как станки с ЧПУ, наладчики инструментов и т. д.) и считывателями RFID в производственном подразделении. , для реализации мониторинга информации и управления хранением инструментов в течение их жизненного цикла. Весь жизненный цикл инструмента обычно включает планирование, закупку, маркировку, складирование, предоставление в аренду, сборку, использование, возврат, переточку, утилизацию и т. д.

Предпосылкой для управления инструментами станков является то, что инструменты были сгруппированы и откалиброваны наладчиком инструментов. Для реализации соответствующих функций инструмента станку необходимо инициализировать магазин инструментов и записать время обработки инструмента в RFID держателя инструмента. Поскольку расстояние считывания и записи высокочастотной RFID относительно короткое, при считывании и записи RFID держателя инструмента антенна должна находиться близко к метке RFID через пневматическое устройство.

(1) Инициализация магазина станка

Чтобы реализовать интеллектуальную передачу информации об инструменте с ЧПУ, мы должны сначала положиться на станки с ЧПУ. Чтобы гарантировать, что инструмент автоматически попадает в магазин инструментов при загрузке в станок, и что параметры инструмента считываются с метки RFID в магазин станка, магазин станка необходимо инициализировать. Конкретный процесс выглядит следующим образом:

① При смене инструмента на станке станок должен управлять режущей головкой, чтобы она повернулась один раз (см. рисунок 2) и повторно инициализировать все инструменты в магазине станка;

② Для каждого ножа требуются следующие операции: ЧПУ приводит в действие цилиндр, чтобы поднять головку считывания RFID с помощью инструкций.после установки цилиндра на место ЧПУ получает статус переключателя датчика и запускает считыватель RFID. Статус цилиндра сохраняется в течение 500 мс, а ЧПУ управляет головкой считывания RFID через последовательную связь. Писатель считывает чип RFID держателя инструмента; втягивает цилиндр, и после того, как ЧПУ обнаруживает, что переключатель магнитной индукции цилиндра находится на месте, инструмент продолжает работать;

③ Функции, которые необходимо контролировать: добавьте кнопку в интерфейс работы ЧПУ. При каждом нажатии кнопки режущая головка автоматически поворачивается на один круг, гарантируя, что она может поворачиваться на один круг каждый раз при смене инструмента, и инициализирует магазин станка; не допускается прямая установка инструмента в станок. Ручка библиотеки.

Подробное объяснение исследования интеллектуального управления информацией об инструментах на основе беспроводной радиочастотной технологии и установки RFID-чипов на рукоятки инструментов

(2) Запись времени производства инструмента

При выгрузке (группировке) инструментов объем производства (время обработки) инструментов будет записан в систему управления инструментами. Процесс записи времени обработки станка в RFID держателя инструмента выглядит следующим образом:

① Перед выгрузкой станка или после сборки инструментов станок записывает используемые инструменты, вращает режущую головку и записывает время обработки инструмента по одному;

② Состояние цилиндра сохраняется в течение 500 мс, а ЧПУ управляет считывателем и записывающим устройством RFID через последовательную связь и записывает данные в чип RFID держателя инструмента;

③Отведите цилиндр, и после того, как ЧПУ обнаружит, что магнитный индукционный переключатель цилиндра находится на месте, режущая головка продолжит вращаться.

Для обеспечения бесперебойной работы вышеуказанного решения необходимо добавить кнопку в интерфейс управления ЧПУ. Перед выгрузкой инструмента или после установки инструмента нажмите кнопку один раз, чтобы заставить станок один раз повернуть его, и запишите время использования инструмента, и, наконец, завершите контроль срока службы инструмента. При работе с программным процессом следует обращать внимание на эксплуатационные характеристики.

Подробное объяснение исследования интеллектуального управления информацией об инструментах на основе беспроводной радиочастотной технологии и установки чипов RFID на рукоятки инструментов

(3) Хранение данных об инструментах в чипе RFID

Код инструмента является важной информацией для определения уникальности инструмента. Запишите его в RFID и управляйте каждым инструментом через код инструмента. При написании соответствующей программы номинальный диаметр, номинальная длина и соответствующая программа инструмента могут быть определены в соответствии со спецификацией и моделью инструмента, а затем соответствующая компенсация диаметра и компенсация длины могут быть заданы в соответствии с фактической ситуацией. Поскольку один и тот же инструмент может быть установлен на разных станках, и один и тот же станок может также обрабатывать разные продукты, при обработке продуктов также могут возникать ненормальные условия, поэтому вышеуказанная информация об обработке должна отображаться во время обработки. Благодаря программному управлению отчет может динамически отображаться в процессе обработки для отображения кода инструмента, обработанных продуктов, количества продукта, аномальной информации и т. д., а также кода инструмента, срока службы инструмента, времени использования инструмента и другой информации в записи RFID.

3. Состав аппаратной системы и разработка программного обеспечения

Аппаратное обеспечение состоит из электронных меток (RFID), антенн, считывателей и связанных интерфейсов данных. RFID-метки являются носителями данных, состоящими из чипов и соединительных компонентов. Каждая RFID-метка имеет уникальный электронный код; антенна RFID-метки является антенной транспондера электронной RFID-метки, которая передает радиочастоту между меткой и контроллером посредством индукции связи. Сигнал, считыватель/записывающее устройство — это устройство, используемое для чтения или записи информации RFID-метки.

Резюме

Установив RFID-метки на инструментах для идентификации срока службы и чтения и записи информации на протяжении всего жизненного цикла инструмента, считыватели и записывающие устройства устанавливаются на хостах оборудования, таких как станки с ЧПУ, в качестве интерфейса информационного взаимодействия между RFID-метками и основной системой управления. RFID-метки используются в качестве носителя информации, реализующего информационное взаимодействие между инструментом и хостом, а также хостом и хостом для достижения прогнозирования срока службы инструмента. Система управления информацией об инструментах RFID может реализовать полное управление сроком службы инструментов, сократить запасы инструментов на 20%, сократить затраты на инструмент на 10%, сократить время подготовки на 15%, iповысить эффективность оборудования на 10%, сократить время доставки на 10% и снизить общие затраты более чем на 15%.