RFID射频识别技术在智能制造工厂刀具储存柜中的应用

一.刀具储存柜的作业布景 　　

智能制造数控机台现已成为具有加工车间的机械等作业的干流设备，一般一个小型的数控加工车间的刀具装备量多达上千把，再加上其配套的零部件，总量得一万把以上，品种多达上百种。跟着刀具在数量和品种上的急剧增加，出产车间各品种型及规范的规范和非规范刀具一起存在，许多刀具频频地在刀具仓库与机台、机台设备之间活动和交流。当时国内加工车间多靠手艺办法和纸质条码处理刀具。纸质条码在油污环境下简略污损，刀具寿数也只能靠经历判别。因为缺少刀具，形成许多加工流程中止，机台操作工需消耗许多时刻在查找刀具上。跟着智能制造数控机台品种及新产品品种的增加，现有刀具处理计划已不能满足需求，故引入无线射频技能(RFID)。 　　RFID是20世纪90年代鼓起的一种非接触式的自动辨认技能，具有快速扫描、体积小、抗污染才能和耐久性强、可重复运用、穿透性和无屏障阅读、数据回忆容量大安全性强等特征，因此在出产数据收集、监控、数据传递方面具有巨大的使用潜力。本文以无线射频技能为基础，将RFID芯片安装在刀具的刀柄上，结束刀具信息的收集与处理，降低综合出产本钱。 　

二.刀具处理作业现状及需求 　　

国内外从事刀具处理研讨的专家开宣布许多刀具处理软件，但无法满足刀具处理的全部要求，现有刀具处理存在以下问题： 　　①无法分析刀具的整个寿数周期的记载和数据，只是在时刻点上结束刀具信息的收集与监控，无法获得未加工时的数据; 　　②传统刀具处理缺少M2M信息交互，无法结束集成化处理; 　　③现有刀具处理计划以满足出产需求为意图，未考虑刀具整个生命周期内的本钱问题。 　　为解决上述问题，结束制造业更加智能化自动化的方针，急需引入新的RFID射频辨认技能方法来处理刀具信息。在加工进程中，针对刀具在机台中的运用进行智能化处理，将刀具参数传递给机台，使刀具参加机台刀库，供加工程序进行调用。刀具加工结束时，将刀具出产时刻写入刀具的RFID中，结束刀具实时信息收集，刀具状况跟踪等功用。 　　

三.刀具信息处理系统作业流程 　　

刀具信息处理系统是指在制造单元内的机器设备(如智能制造数控机台、对刀仪等)及RFID读写器进行通讯的基础上，运用无线射频技能、CNC与RFID电子标签读写器采取串口通讯技能，结束刀具在其生命周期内的信息监控与存储处理。刀具整个生命周期一般包括计划、收购、标识、入库、借出、安装、运用、偿还、重磨、作废等。本文选用上海营信专门为刀具规划的RFID电子标签，刀柄如图1所示，RFID读写标签的时刻为500ms。

机台刀具处理的前提条件是刀具现已进行组刀，并经过对刀仪对刀。为了结束刀具相应的功用，机台需求进行刀库初始化，将刀具加工时刻写入刀柄RFID中。因为高频RFID的读写距离比较短，所以在读写刀柄的RFID时，要将天线经过气动装置挨近RFID电子标签。

(1)机台刀库初始化

要结束数控刀具信息的智能化传输，首先要依托智能制造数控机台。为确保在刀具装入机台时自动入刀库，并将刀具参数从RFID电子标签读入到机台刀库中，需对机台刀库进行初始化操作，详细流程说明如下：①在机台有刀具变化时，需求机台操控刀盘翻滚一周(见图)，将所有刀具从头初始化到机台刀库; ②对每把刀需求进行如下操作：CNC经过指令驱动气缸顶升RFID电子标签读头，气缸到位后，CNC获取感应开关状况，发动RFID电子标签读写器作业;气缸状况坚持500ms，CNC经过串口通讯驱动RFID读写器对刀柄RFID芯片进行读取操作;回收气缸，CNC检测气缸磁感应开关到位后，刀具持续工作; ③需求操控的功用：在CNC操作界面加一个按钮，每按一次该按钮刀盘自动旋转一周，确保每次换刀都能翻滚一周，初始化机台刀库;不允许直接将刀安装到机台的刀库刀柄。

(2)刀具出产时刻记载 　　

在卸(组)刀时，会将刀具的出产值(加工时刻)写入到刀具处理系统中。将机台加工时刻写入刀柄的RFID中的流程如下： ①在机台卸刀前或组刀后，机台记载运用的刀具，旋转刀盘，逐一写入刀具加工时刻; ②气缸状况坚持500ms，CNC经过串口通讯驱动RFID读写器并对刀柄RFID芯片进行写入操作; ③回收气缸，CNC检测气缸磁感应开关到位后，刀盘持续翻滚。 　　

要确保上述计划操作顺利进行，需在CNC操作界面增加一个按钮，在卸刀前或组刀后，按一次按钮，使机台旋转一周，并写入刀具运用时刻，毕竟结束刀具寿数的操控。在进行计划流程操作时，应留意操作规范。计划流程如图3所示。 　　

(3)RFID芯片中刀具数据存储 　　

刀具编码是供认刀具身份唯独性的重要信息，将其写入RFID，经过刀具编码来处理每一把刀具。在编写相应程序时，可依据刀具的规范类型供认刀具的名义直径、名义长度及相应程序，然后依据实际情况给予相应的直径补偿和长度补偿。因为同一把刀具能够安装在不同的机台上，同一台机台也能够加工不同产品，加工产品时，也或许呈现失常情况，故在加工时，需求展现以上加工信息。可通进程序操控，在加工进程动态展现报表闪现刀具编码、加工产品、产品数量、失常信息等以及RFID记载中的刀具编码、刀具寿数、刀具已运用时刻等信息。