Hệ thống ứng dụng quản lý công cụ thông minh RFID

Máy công cụ CNC đã trở thành thiết bị chủ đạo trong các xưởng gia công cơ khí. Thông thường, các xưởng gia công CNC nhỏ được trang bị hàng nghìn Dụng cụ cắt, cộng với các bộ phận hỗ trợ, tổng số lên tới hàng chục nghìn và có hàng trăm chủng loại. Với sự gia tăng nhanh chóng về số lượng và chủng loại dụng cụ cắt, các dụng cụ cắt tiêu chuẩn và phi tiêu chuẩn thuộc nhiều loại và thông số Kỹ thuật khác nhau cùng tồn tại trong xưởng sản xuất và một số lượng lớn dụng cụ cắt thường xuyên được luân chuyển và trao đổi giữa kho dụng cụ, máy công cụ , và thiết bị máy công cụ.

Hiện nay, các xưởng gia công trong nước chủ yếu dựa vào phương pháp thủ công và mã vạch giấy để quản lý dụng cụ. Mã vạch giấy dễ bị ố màu trong môi trường dầu mỡ và tuổi thọ của dụng cụ chỉ có thể được đánh giá bằng kinh nghiệm. Do thiếu công cụ, nhiều quy trình gia công bị dừng lại và người vận hành máy công cụ mất nhiều thời gian để tìm kiếm công cụ. Khi các loại máy công cụ CNC và các loại sản phẩm mới tăng lên, các giải pháp quản lý công cụ hiện tại không thể đáp ứng được nhu cầu nữa.

Để đạt được mục tiêu này, một hệ thống quản lý thông tin công cụ đã được phát triển dựa trên RFID. Chip RFID được cài đặt trên tay cầm công cụ để thực hiện việc thu thập và quản lý thông tin công cụ và giảm chi phí sản xuất chung.

1. Hiện trạng và nhu cầu của ngành quản lý công cụ

Các chuyên gia nghiên cứu về quản lý dụng cụ trong và ngoài nước đã phát triển nhiều phần mềm quản lý dụng cụ nhưng không thể đáp ứng hết các yêu cầu về quản lý dụng cụ. Việc quản lý công cụ hiện tại có các vấn đề sau:

① Không thể phân tích hồ sơ và dữ liệu của toàn bộ vòng đời của công cụ. Nó chỉ thu thập và giám sát thông tin công cụ tại một thời điểm và không thể lấy dữ liệu chưa được xử lý;

② Quản lý công cụ truyền thống thiếu tương tác thông tin M2M (Machine to Machine) và không thể đạt được quản lý tích hợp;

③Các giải pháp quản lý công cụ hiện tại được thiết kế để đáp ứng nhu cầu sản xuất và không tính đến chi phí của toàn bộ vòng đời của công cụ.

Để giải quyết các vấn đề trên và đạt được mục tiêu tự động hóa thông minh hơn trong ngành sản xuất, hệ thống quản lý thông tin công cụ RFID quản lý một cách thông minh việc sử dụng các công cụ trong máy công cụ, chuyển các thông số công cụ sang máy công cụ và thêm các công cụ vào tạp chí máy công cụ cho các thủ tục xử lý. chuyển khoản. Khi quá trình xử lý dao hoàn tất, thời gian sản xuất dao được ghi vào chip RFID của dao để thực hiện các chức năng như thu thập thông tin theo thời gian thực của dao và theo dõi trạng thái dao.

2. Thu thập và cài đặt tham số hệ thống quản lý thông tin công cụ

Hệ thống quản lý thông tin công cụ RFID đề cập đến việc sử dụng công nghệ tần số vô tuyến không dây, đầu đọc và ghi CNC và RFID để áp dụng công nghệ truyền thông nối tiếp trên cơ sở giao tiếp giữa máy móc và thiết bị (chẳng hạn như máy công cụ CNC, bộ định vị công cụ, v.v.) và Đầu đọc RFID trong đơn vị sản xuất. , để thực hiện giám sát thông tin và quản lý lưu trữ các công cụ trong suốt vòng đời của chúng. Toàn bộ vòng đời của công cụ thường bao gồm lập kế hoạch, mua, đánh dấu, lưu kho, cho mượn, lắp ráp, sử dụng, trả lại, mài lại, loại bỏ, v.v.

Điều kiện tiên quyết để quản lý công cụ máy công cụ là các công cụ đã được nhóm lại và hiệu chỉnh bằng bộ thiết lập công cụ. Để nhận ra các chức năng tương ứng của dao, máy công cụ cần khởi tạo ổ dao và ghi thời gian xử lý dao vào bộ phận giữ dao RFID. Do khoảng cách đọc và ghi của RFID tần số cao tương đối ngắn nên khi đọc và ghi RFID của giá đỡ dụng cụ, ăng-ten phải ở gần Thẻ RFID thông qua thiết bị khí nén.

(1) Khởi tạo ổ tích dao máy công cụ

Để thực hiện việc truyền tải thông tin công cụ CNC một cách thông minh, trước tiên chúng ta phải dựa vào máy công cụ CNC. Để đảm bảo rằng dao tự động đi vào ổ tích dao khi nó được nạp vào máy công cụ và các tham số dao được đọc từ thẻ RFID vào ổ tích dao máy công cụ, ổ tích dao máy công cụ cần phải được khởi tạo. Quy trình cụ thể như sau:

① Khi có thay đổi dao trong máy công cụ, máy công cụ cần điều khiển đầu cắt quay một lần (xem Hình 2) và khởi tạo lại tất cả các dao vào ổ tích dao máy công cụ;

② Mỗi con dao cần thực hiện các thao tác sau: CNC truyền động xi lanh để nâng đầu đọc RFID theo hướng dẫn. phía sauKhi xi lanh được đặt đúng chỗ, CNC sẽ nhận được trạng thái của công tắc cảm biến và khởi động đầu đọc RFID. Trạng thái trụ được duy trì trong 500ms và CNC điều khiển đầu đọc RFID thông qua giao tiếp nối tiếp. Người viết đọc chip RFID của giá đỡ dụng cụ; rút xi lanh và sau khi CNC phát hiện công tắc cảm ứng từ của xi lanh đã ở đúng vị trí, dụng cụ tiếp tục chạy;

③ Các chức năng cần điều khiển: Thêm nút vào giao diện vận hành CNC. Mỗi lần nhấn nút, đầu cắt sẽ tự động quay một vòng tròn, đảm bảo rằng nó có thể xoay một vòng tròn mỗi khi thay dao và khởi động tạp chí máy công cụ; không được phép cài đặt trực tiếp công cụ vào máy công cụ. Tay cầm Thư viện.

Thuyết minh chi tiết nghiên cứu quản lý thông tin dụng cụ thông minh dựa trên công nghệ tần số vô tuyến không dây và lắp đặt chip RFID trên tay cầm dụng cụ

(2) Kỷ lục thời gian sản xuất dụng cụ

Khi dỡ (nhóm) dụng cụ, khối lượng sản xuất (thời gian gia công) của dụng cụ sẽ được ghi vào hệ thống quản lý dụng cụ. Quá trình ghi thời gian xử lý máy công cụ vào RFID của bộ phận giữ dao như sau:

① Trước khi dỡ công cụ hoặc sau khi lắp ráp công cụ, máy công cụ sẽ ghi lại các công cụ đã sử dụng, quay đầu cắt và ghi lần lượt thời gian xử lý công cụ;

② Trạng thái trụ được duy trì trong 500ms và CNC điều khiển đầu đọc và ghi RFID thông qua giao tiếp nối tiếp và ghi vào chip RFID của giá đỡ dụng cụ;

③ Rút xi lanh và sau khi CNC phát hiện công tắc cảm ứng từ của xi lanh đã ở đúng vị trí, đầu cắt tiếp tục quay.

Để đảm bảo giải pháp trên hoạt động trơn tru, cần thêm một nút vào giao diện vận hành CNC. Trước khi dỡ dao hoặc sau khi cài đặt dao, nhấn nút một lần để làm cho máy quay một lần và ghi thời gian sử dụng dao, cuối cùng hoàn thành việc kiểm soát tuổi thọ của dao. Khi vận hành quy trình chương trình, bạn nên chú ý đến các thông số kỹ thuật vận hành.

Thuyết minh chi tiết nghiên cứu quản lý thông tin dụng cụ thông minh dựa trên công nghệ tần số vô tuyến không dây và lắp đặt chip RFID trên tay cầm dụng cụ

(3) Lưu trữ dữ liệu công cụ trong chip RFID

Mã công cụ là thông tin quan trọng để xác định tính duy nhất của công cụ. Viết nó vào RFID và quản lý từng công cụ thông qua mã công cụ. Khi viết chương trình tương ứng, đường kính danh nghĩa, chiều dài danh nghĩa và chương trình tương ứng của dao có thể được xác định theo thông số kỹ thuật và kiểu dáng của dao, sau đó có thể đưa ra mức bù đường kính và bù chiều dài tương ứng theo tình hình thực tế. Vì cùng một công cụ có thể được cài đặt trên các máy công cụ khác nhau và cùng một công cụ máy cũng có thể xử lý các sản phẩm khác nhau nên các điều kiện bất thường cũng có thể xảy ra khi xử lý sản phẩm, do đó thông tin xử lý trên cần được hiển thị trong quá trình xử lý. Thông qua điều khiển chương trình, báo cáo có thể được hiển thị động trong quá trình xử lý để hiển thị mã công cụ, sản phẩm được xử lý, số lượng sản phẩm, thông tin bất thường, v.v., cũng như mã công cụ, tuổi thọ công cụ, thời gian sử dụng công cụ và các thông tin khác trong Bản ghi RFID.

3. Cấu tạo hệ thống phần cứng và phát triển phần mềm

Phần cứng bao gồm các thẻ điện tử (RFID), ăng-ten, đầu đọc và các giao diện dữ liệu liên quan. Thẻ RFID là vật mang dữ liệu, bao gồm các chip và các bộ phận ghép nối. Mỗi thẻ RFID có một mã điện tử duy nhất; Ăng-ten thẻ RFID là ăng-ten thu phát của Thẻ điện tử RFID, truyền tần số vô tuyến giữa thẻ và bộ điều khiển thông qua cảm ứng giao tiếp. Signal, reader/writer là thiết bị dùng để đọc hoặc ghi thông tin thẻ RFID.

Bản tóm tắt

Bằng cách cài đặt thẻ RFID trên các công cụ để nhận dạng tuổi thọ và đọc và ghi thông tin trong suốt vòng đời của công cụ, đầu đọc và ghi được cài đặt trên các máy chủ thiết bị như máy công cụ CNC làm giao diện tương tác thông tin giữa thẻ RFID và hệ thống điều khiển chính. Thẻ RFID được sử dụng làm Người mang thông tin thực hiện sự tương tác thông tin giữa công cụ và máy chủ cũng như máy chủ và máy chủ để đạt được dự đoán về tuổi thọ của công cụ. Hệ thống quản lý thông tin công cụ RFID có thể thực hiện quản lý toàn bộ vòng đời của công cụ, giảm 20% tồn kho công cụ, giảm 10% chi phí công cụ, giảm 15% thời gian chuẩn bị, tôinâng cao hiệu suất thiết bị thêm 10%, rút ngắn thời gian giao hàng 10% và giảm chi phí tổng thể hơn 15%.