Sistema applicativo di gestione intelligente degli utensili RFID

Le macchine utensili CNC sono diventate l'attrezzatura principale nelle officine di lavorazione meccanica. In genere, le piccole officine di lavorazione CNC sono dotate di migliaia di utensili da taglio, più i loro componenti di supporto, il numero totale è di decine di migliaia e ci sono centinaia di varietà. Con il rapido aumento del numero e del tipo di utensili da taglio, utensili da taglio standard e non standard di vari tipi e specifiche coesistono nell'officina di produzione e un gran numero di utensili da taglio viene frequentemente fatto fluire e scambiato tra il magazzino utensili, le macchine utensili e le attrezzature per macchine utensili.

Attualmente, le officine di lavorazione nazionali si affidano principalmente a metodi manuali e codici a barre cartacei per gestire gli utensili. I codici a barre cartacei si macchiano facilmente in ambienti oleosi e la durata dell'utensile può essere giudicata solo dall'esperienza. A causa della mancanza di utensili, molti processi di lavorazione vengono interrotti e gli operatori delle macchine utensili trascorrono molto tempo a cercare utensili. Con l'aumento dei tipi di macchine utensili CNC e dei nuovi tipi di prodotti, le soluzioni di gestione degli utensili esistenti non riescono più a soddisfare la domanda.

A tal fine, è stato sviluppato un sistema di gestione delle informazioni sugli utensili basato su RFID. Il chip RFID è installato sull'impugnatura dell'utensile per realizzare la raccolta e la gestione delle informazioni sugli utensili e ridurre i costi di produzione complessivi.

1. Stato attuale e necessità del settore della gestione degli utensili

Gli esperti impegnati nella ricerca sulla gestione degli utensili in patria e all'estero hanno sviluppato molti software di gestione degli utensili, ma non riescono a soddisfare tutti i requisiti per la gestione degli utensili. L'attuale gestione degli utensili presenta i seguenti problemi:

① È impossibile analizzare i record e i dati dell'intero ciclo di vita dell'utensile. Raccoglie e monitora solo le informazioni sugli utensili in un punto nel tempo e non può ottenere dati non elaborati;

② La gestione degli utensili tradizionale non ha interazione informativa M2M (Machine to Machine) e non può raggiungere una gestione integrata;

③Le soluzioni di gestione degli utensili esistenti sono progettate per soddisfare le esigenze di produzione e non considerano il costo dell'intero ciclo di vita dell'utensile.

Per risolvere i problemi di cui sopra e raggiungere l'obiettivo di un'automazione più intelligente nel settore manifatturiero, il sistema di gestione delle informazioni degli utensili RFID gestisce in modo intelligente l'uso degli utensili nelle macchine utensili, trasferisce i parametri degli utensili alle macchine utensili e aggiunge gli utensili al magazzino delle macchine utensili per le procedure di elaborazione. trasferimento. Quando l'elaborazione dell'utensile è completata, il tempo di produzione dell'utensile viene scritto nel chip RFID dell'utensile per realizzare funzioni come la raccolta di informazioni in tempo reale dell'utensile e il monitoraggio dello stato dell'utensile.

2. Raccolta e impostazione dei parametri del sistema di gestione delle informazioni sugli utensili

Il sistema di gestione delle informazioni sugli utensili RFID si riferisce all'uso della tecnologia a radiofrequenza wireless, lettori e scrittori CNC e RFID per adottare la tecnologia di comunicazione seriale sulla base della comunicazione tra macchinari e attrezzature (come macchine utensili CNC, dispositivi di regolazione degli utensili, ecc.) e lettori RFID nell'unità di produzione, per realizzare il monitoraggio delle informazioni e la gestione dello stoccaggio degli utensili durante il loro ciclo di vita. L'intero ciclo di vita dell'utensile generalmente include pianificazione, acquisto, marcatura, stoccaggio, prestito, assemblaggio, utilizzo, restituzione, riaffilatura, rottamazione, ecc.

Il prerequisito per la gestione degli utensili delle macchine utensili è che gli utensili siano stati raggruppati e calibrati con un dispositivo di regolazione degli utensili. Per realizzare le funzioni corrispondenti dell'utensile, la macchina utensile deve inizializzare il magazzino utensili e scrivere il tempo di elaborazione dell'utensile nell'RFID del portautensili. Poiché la distanza di lettura e scrittura dell'RFID ad alta frequenza è relativamente breve, durante la lettura e la scrittura dell'RFID del portautensili, l'antenna deve essere vicina al tag RFID tramite un dispositivo pneumatico.

(1) Inizializzazione del magazzino utensili

Per realizzare la trasmissione intelligente delle informazioni dell'utensile CNC, dobbiamo prima affidarci alle macchine utensili CNC. Per garantire che l'utensile entri automaticamente nel magazzino utensili quando viene caricato nella macchina utensile e che i parametri dell'utensile vengano letti dal tag RFID nel magazzino utensili, il magazzino utensili deve essere inizializzato. Il processo specifico è il seguente:

① Quando si verificano cambi di utensile nella macchina utensile, la macchina utensile deve controllare la testa di taglio per ruotare una volta (vedere Figura 2) e reinizializzare tutti gli utensili nel magazzino della macchina utensile;

② Per ogni coltello sono necessarie le seguenti operazioni: il CNC aziona il cilindro per sollevare la testina di lettura RFID tramite istruzioni. After il cilindro è in posizione, il CNC ottiene lo stato dell'interruttore del sensore e avvia il Lettore RFID. Lo stato del cilindro viene mantenuto per 500 ms e il CNC aziona la testina di lettura RFID tramite comunicazione seriale. Lo scrittore legge il chip RFID del portautensili; ritrae il cilindro e, dopo che il CNC rileva che l'interruttore a induzione magnetica del cilindro è in posizione, l'utensile continua a funzionare;

③ Funzioni che devono essere controllate: aggiungere un pulsante all'interfaccia operativa del CNC. Ogni volta che si preme il pulsante, la testa di taglio ruota automaticamente di un cerchio, assicurando che possa ruotare di un cerchio ogni volta che l'utensile viene cambiato e inizializza il magazzino della macchina utensile; non è consentito installare direttamente l'utensile nella macchina utensile. Maniglia della libreria.

Spiegazione dettagliata della ricerca sulla gestione intelligente delle informazioni sugli utensili basata sulla tecnologia a radiofrequenza wireless e sull'installazione di chip RFID sulle impugnature degli utensili

(2) Registrazione del tempo di produzione degli utensili

Quando si scaricano (raggruppano) gli utensili, il volume di produzione (tempo di elaborazione) degli utensili verrà scritto nel sistema di gestione degli utensili. Il processo di scrittura del tempo di elaborazione della macchina utensile nell'RFID del portautensili è il seguente:

① Prima che la macchina utensile venga scaricata o dopo che gli utensili sono stati assemblati, la macchina utensile registra gli utensili utilizzati, ruota la testa di taglio e scrive il tempo di elaborazione degli utensili uno per uno;

② Lo stato del cilindro viene mantenuto per 500 ms e il CNC aziona il lettore e lo scrittore RFID tramite comunicazione seriale e scrive sul chip RFID del portautensili;

③Ritrarre il cilindro e, dopo che il CNC rileva che l'interruttore a induzione magnetica del cilindro è in posizione, la testa di taglio continua a ruotare.

Per garantire il corretto funzionamento della soluzione di cui sopra, è necessario aggiungere un pulsante all'interfaccia operativa del CNC. Prima di scaricare l'utensile o dopo averlo impostato, premere una volta il pulsante per far ruotare una volta la macchina utensile e scrivere il tempo di utilizzo dell'utensile e infine completare il controllo della durata dell'utensile. Quando si esegue il processo del programma, è necessario prestare attenzione alle specifiche operative.

Spiegazione dettagliata della ricerca sulla gestione intelligente delle informazioni sugli utensili basata sulla tecnologia a radiofrequenza wireless e sull'installazione di chip RFID sulle impugnature degli utensili

(3) Archiviazione dei dati degli utensili nel chip RFID

Il codice utensile è un'informazione importante per determinare l'unicità dell'utensile. Scriverlo in RFID e gestire ogni utensile tramite il codice utensile. Quando si scrive il programma corrispondente, il diametro nominale, la lunghezza nominale e il programma corrispondente dell'utensile possono essere determinati in base alle specifiche e al modello dell'utensile, quindi la compensazione del diametro e la compensazione della lunghezza corrispondenti possono essere fornite in base alla situazione effettiva. Poiché lo stesso utensile può essere installato su diverse macchine utensili e la stessa macchina utensile può anche elaborare prodotti diversi, potrebbero verificarsi anche condizioni anomale durante l'elaborazione dei prodotti, quindi le informazioni di elaborazione di cui sopra devono essere visualizzate durante l'elaborazione. Tramite il controllo del programma, il report può essere visualizzato dinamicamente durante il processo di elaborazione per visualizzare il codice utensile, i prodotti elaborati, la quantità di prodotto, le informazioni anomale, ecc., nonché il codice utensile, la durata dell'utensile, il tempo di utilizzo dell'utensile e altre informazioni nel record RFID.

3. Composizione del sistema hardware e sviluppo software

L'hardware è costituito da tag elettronici (RFID), antenne, lettori e interfacce dati correlate. I tag RFID sono supporti dati, costituiti da chip e componenti di accoppiamento. Ogni tag RFID ha un codice elettronico univoco; l'antenna del tag RFID è l'antenna del transponder del tag elettronico RFID, che trasmette radiofrequenza tra il tag e il controller tramite induzione di comunicazione. Il segnale, lettore/scrittore è un dispositivo utilizzato per leggere o scrivere informazioni del tag RFID.

Riepilogo

Installando tag RFID sugli utensili per l'identificazione della durata e la lettura e scrittura delle informazioni durante tutto il ciclo di vita dell'utensile, lettori e scrittori vengono installati su host di apparecchiature come macchine utensili CNC come interfaccia di interazione delle informazioni tra tag RFID e sistema di controllo principale. I tag RFID vengono utilizzati come Il vettore di informazioni realizza l'interazione delle informazioni tra l'utensile e l'host e l'host e l'host per ottenere la previsione della durata dell'utensile. Il sistema di gestione delle informazioni sugli utensili RFID può realizzare la gestione completa della durata degli utensili, ridurre l'inventario degli utensili del 20%, ridurre i costi degli utensili del 10%, ridurre i tempi di preparazione del 15%, imigliorare l'efficienza delle attrezzature del 10%, ridurre i tempi di consegna del 10% e ridurre i costi complessivi di oltre il 15%.