Inteligentny system aplikacji do zarządzania narzędziami RFID

Obrabiarki CNC stały się głównym wyposażeniem warsztatów obróbki mechanicznej. Zazwyczaj małe warsztaty obróbki CNC są wyposażone w tysiące narzędzi skrawających, plus ich części pomocnicze, łączna liczba wynosi dziesiątki tysięcy, a występują setki odmian. Wraz z szybkim wzrostem liczby i rodzaju narzędzi skrawających, standardowe i niestandardowe narzędzia skrawające różnych typów i specyfikacji współistnieją w warsztacie produkcyjnym, a duża liczba narzędzi skrawających jest często przesyłana i wymieniana między magazynem narzędzi, obrabiarkami i wyposażeniem obrabiarek.

Obecnie krajowe warsztaty obróbki polegają głównie na metodach ręcznych i papierowych kodach kreskowych do zarządzania narzędziami. Papierowe kody kreskowe łatwo ulegają zabrudzeniu w tłustych środowiskach, a żywotność narzędzi można ocenić tylko na podstawie doświadczenia. Z powodu braku narzędzi wiele procesów obróbki jest zatrzymywanych, a operatorzy obrabiarek spędzają dużo czasu na poszukiwaniu narzędzi. Wraz ze wzrostem rodzajów obrabiarek CNC i nowych typów produktów istniejące rozwiązania do zarządzania narzędziami nie są już w stanie sprostać zapotrzebowaniu.

W tym celu opracowano system zarządzania informacjami o narzędziach oparty na technologii RFID. Chip RFID jest instalowany na uchwycie narzędzia, aby umożliwić gromadzenie i zarządzanie informacjami o narzędziach oraz zmniejszyć całkowity koszt produkcji.

1. Obecny stan i potrzeby branży zarządzania narzędziami

Eksperci zajmujący się badaniami nad zarządzaniem narzędziami w kraju i za granicą opracowali wiele oprogramowań do zarządzania narzędziami, ale nie są one w stanie spełnić wszystkich wymagań dotyczących zarządzania narzędziami. Istniejące zarządzanie narzędziami ma następujące problemy:

① Nie można analizować zapisów i danych dotyczących całego cyklu życia narzędzia. Zbiera i monitoruje ono jedynie informacje o narzędziach w określonym momencie i nie może uzyskać nieprzetworzonych danych;

② Tradycyjne zarządzanie narzędziami nie obejmuje interakcji informacji M2M (Machine to Machine) i nie może osiągnąć zintegrowanego zarządzania;

③Istniejące rozwiązania do zarządzania narzędziami są projektowane tak, aby spełniać potrzeby produkcyjne i nie uwzględniają kosztów całego cyklu życia narzędzia.

Aby rozwiązać powyższe problemy i osiągnąć cel bardziej inteligentnej automatyzacji w przemyśle wytwórczym, system zarządzania informacjami o narzędziach RFID inteligentnie zarządza wykorzystaniem narzędzi w obrabiarkach, przesyła parametry narzędzi do obrabiarek i dodaje narzędzia do magazynu obrabiarek w celu przeprowadzenia procedur przetwarzania. transfer. Po zakończeniu przetwarzania narzędzia czas produkcji narzędzia jest zapisywany w układzie scalonym RFID narzędzia w celu realizacji takich funkcji, jak zbieranie informacji o narzędziu w czasie rzeczywistym i śledzenie jego stanu.

2. Zbieranie i ustawianie parametrów systemu zarządzania informacjami o narzędziach

System zarządzania informacjami o narzędziach RFID odnosi się do wykorzystania bezprzewodowej technologii radiowej, czytników i rejestratorów CNC i RFID w celu przyjęcia technologii komunikacji szeregowej na podstawie komunikacji między maszynami i urządzeniami (takimi jak obrabiarki CNC, ustawiacze narzędzi itp.) oraz czytnikami RFID w jednostce produkcyjnej. , w celu realizacji monitorowania informacji i zarządzania przechowywaniem narzędzi w trakcie ich cyklu życia. Cały cykl życia narzędzia obejmuje zazwyczaj planowanie, zakup, znakowanie, magazynowanie, wypożyczanie, montaż, użytkowanie, zwrot, ponowne szlifowanie, złomowanie itp.

Warunkiem wstępnym dla zarządzania narzędziami obrabiarki jest to, aby narzędzia zostały zgrupowane i skalibrowane za pomocą ustawiacza narzędzi. Aby zrealizować odpowiednie funkcje narzędzia, obrabiarka musi zainicjować magazyn narzędzi i zapisać czas przetwarzania narzędzia w uchwycie narzędzia RFID. Ponieważ odległość odczytu i zapisu RFID o wysokiej częstotliwości jest stosunkowo krótka, podczas odczytu i zapisu RFID uchwytu narzędzia antena musi znajdować się blisko znacznika RFID za pośrednictwem urządzenia pneumatycznego.

(1) Inicjalizacja magazynu obrabiarki

Aby zrealizować inteligentną transmisję informacji o narzędziu CNC, musimy najpierw polegać na obrabiarkach CNC. Aby mieć pewność, że Narzędzie automatycznie trafi do magazynu narzędzi po załadowaniu do obrabiarki, a parametry narzędzia zostaną odczytane ze znacznika RFID do magazynu obrabiarki, magazyn obrabiarki musi zostać zainicjowany. Konkretny proces wygląda następująco:

① Gdy w obrabiarce następuje zmiana narzędzia, obrabiarka musi sterować głowicą tnącą, aby obróciła się raz (patrz rysunek 2) i ponownie zainicjować wszystkie narzędzia w magazynie obrabiarki;

② Dla każdego noża wymagane są następujące operacje: CNC napędza cylinder, aby podnieść głowicę odczytującą RFID zgodnie z instrukcjami. Tyłpo umieszczeniu cylindra na miejscu CNC uzyskuje status przełącznika czujnika i uruchamia Czytnik RFID. Status cylindra jest utrzymywany przez 500 ms, a CNC steruje głowicą odczytującą RFID poprzez komunikację szeregową. Nagrywarka odczytuje chip RFID uchwytu narzędzia; wycofuje cylinder, a po wykryciu przez CNC, że przełącznik indukcji magnetycznej cylindra jest na miejscu, narzędzie kontynuuje pracę;

③ Funkcje, które należy kontrolować: Dodaj przycisk do interfejsu operacyjnego CNC. Za każdym razem, gdy przycisk zostanie naciśnięty, głowica tnąca automatycznie obraca się o jeden okrąg, zapewniając, że może obracać się o jeden okrąg za każdym razem, gdy narzędzie zostanie zmienione, i inicjuje magazynek obrabiarki; nie wolno bezpośrednio instalować narzędzia w obrabiarce. Uchwyt biblioteki.

Szczegółowe wyjaśnienie badań nad inteligentnym zarządzaniem informacjami o narzędziach w oparciu o bezprzewodową technologię częstotliwości radiowej i instalowanie chipów RFID na uchwytach narzędzi

(2) Rejestr czasu produkcji narzędzi

Podczas rozładowywania (grupowania) narzędzi, wolumen produkcji (czas przetwarzania) narzędzi zostanie zapisany w systemie zarządzania narzędziami. Proces zapisywania czasu przetwarzania obrabiarki w RFID uchwytu narzędzia przebiega następująco:

① Przed rozładowaniem obrabiarki lub po zmontowaniu narzędzi, obrabiarka rejestruje użyte narzędzia, obraca głowicę tnącą i zapisuje czas przetwarzania narzędzia jeden po drugim;

② Stan cylindra jest utrzymywany przez 500 ms, a CNC steruje czytnikiem i nagrywarką RFID za pomocą komunikacji szeregowej i zapisuje dane do układu RFID uchwytu narzędzia;

③ Wycofaj cylinder, a po wykryciu przez CNC, że przełącznik indukcji magnetycznej cylindra jest na swoim miejscu, głowica tnąca nadal się obraca.

Aby zapewnić płynne działanie powyższego rozwiązania, konieczne jest dodanie przycisku do interfejsu operacyjnego CNC. Przed rozładowaniem narzędzia lub po ustawieniu narzędzia naciśnij przycisk raz, aby obrócić maszynę raz, zapisać czas użytkowania narzędzia i na koniec zakończyć kontrolę żywotności narzędzia. Podczas obsługi procesu programu należy zwrócić uwagę na specyfikacje operacyjne.

Szczegółowe wyjaśnienie badań nad inteligentnym zarządzaniem informacjami o narzędziach w oparciu o bezprzewodową technologię częstotliwości radiowej i instalowanie chipów RFID na uchwytach narzędzi

(3) Przechowywanie danych narzędzi w chipie RFID

Kod narzędzia to ważna informacja, która pozwala określić unikalność narzędzia. Wpisz go do RFID i zarządzaj każdym narzędziem za pomocą kodu narzędzia. Podczas pisania odpowiedniego programu można określić średnicę nominalną, długość nominalną i odpowiedni program narzędzia zgodnie ze specyfikacją i modelem narzędzia, a następnie odpowiednią kompensację średnicy i długości można podać zgodnie z rzeczywistą sytuacją. Ponieważ to samo narzędzie można zainstalować na różnych obrabiarkach, a ta sama obrabiarka może również przetwarzać różne produkty, podczas przetwarzania produktów mogą również wystąpić nieprawidłowe warunki, dlatego powyższe informacje dotyczące przetwarzania muszą zostać wyświetlone podczas przetwarzania. Dzięki kontroli programu raport może być dynamicznie wyświetlany podczas procesu przetwarzania, aby wyświetlić kod narzędzia, przetworzone produkty, ilość produktu, informacje o nieprawidłowościach itp., a także kod narzędzia, żywotność narzędzia, czas użytkowania narzędzia i inne informacje w rekordzie RFID.

3. Skład systemu sprzętowego i rozwój oprogramowania

Sprzęt składa się z elektronicznych tagów (RFID), anten, czytników i powiązanych interfejsów danych. Tagi RFID to nośniki danych, składające się z chipów i elementów sprzęgających. Każdy tag RFID ma unikalny kod elektroniczny; antena tagu RFID to antena transpondera elektronicznego tagu RFID, która przesyła częstotliwość radiową między tagiem a kontrolerem poprzez indukcję komunikacyjną. Sygnał, czytnik/zapis to urządzenie służące do odczytu lub zapisu informacji tagu RFID.

Podsumowanie

Poprzez instalację tagów RFID na narzędziach w celu identyfikacji żywotności oraz odczytu i zapisu informacji przez cały cykl życia narzędzia, czytniki i urządzenia zapisujące są instalowane na hostach sprzętu, takich jak obrabiarki CNC, jako interfejs interakcji informacyjnej między tagami RFID a głównym systemem sterowania. Tagi RFID są używane jako Nośnik informacji realizuje interakcję informacyjną między narzędziem a hostem oraz hostem a hostem w celu osiągnięcia przewidywania żywotności narzędzia. System zarządzania informacjami o narzędziach RFID może realizować pełne zarządzanie żywotnością narzędzi, zmniejszyć zapasy narzędzi o 20%, zmniejszyć koszty narzędzi o 10%, skrócić czas przygotowania o 15%, iPopraw wydajność sprzętu o 10%, skróć czas dostawy o 10% i zmniejsz całkowite koszty o ponad 15%.