Intelligentes RFID-Werkzeugmanagement-Anwendungssystem

CNC-Werkzeugmaschinen sind zur Standardausrüstung in mechanischen Bearbeitungswerkstätten geworden. Im Allgemeinen sind kleine CNC-Bearbeitungswerkstätten mit Tausenden von Schneidwerkzeugen und ihren unterstützenden Teilen ausgestattet, die Gesamtzahl beträgt Zehntausende und es gibt Hunderte von Varianten. Mit der rasanten Zunahme der Anzahl und Art der Schneidwerkzeuge existieren in der Produktionswerkstatt Standard- und Nicht-Standard-Schneidwerkzeuge verschiedener Typen und Spezifikationen nebeneinander, und eine große Anzahl von Schneidwerkzeugen wird häufig zwischen dem WerkzeugLager und den Werkzeugmaschinen ausgetauscht und Werkzeugmaschinenausrüstung.

Derzeit verlassen sich inländische Verarbeitungswerkstätten bei der Werkzeugverwaltung meist auf manuelle Methoden und Papier-Barcodes. Papier-Barcodes verfärben sich in öligen Umgebungen leicht und die Lebensdauer des Werkzeugs kann nur durch Erfahrung beurteilt werden. Aufgrund des Mangels an Werkzeugen werden viele Bearbeitungsprozesse gestoppt und Werkzeugmaschinenbetreiber verbringen viel Zeit mit der Suche nach Werkzeugen. Da die Arten von CNC-Werkzeugmaschinen und neue Produkttypen zunehmen, können bestehende Werkzeugverwaltungslösungen die Nachfrage nicht mehr decken.

Zu diesem Zweck wurde ein Werkzeuginformationsmanagementsystem auf Basis von RFID entwickelt. Der RFID-Chip ist am Werkzeuggriff installiert, um die Erfassung und Verwaltung von Werkzeuginformationen zu ermöglichen und die Gesamtproduktionskosten zu senken.

1. Aktueller Stand und Bedarf der Tool-Management-Branche

Experten, die sich im In- und Ausland mit der Werkzeugmanagementforschung befassen, haben zahlreiche Werkzeugmanagementsoftware entwickelt, die jedoch nicht alle Anforderungen an das Werkzeugmanagement erfüllen kann. Die bestehende Werkzeugverwaltung weist folgende Probleme auf:

① Es ist unmöglich, die Aufzeichnungen und Daten des gesamten Lebenszyklus des Werkzeugs zu analysieren. Es sammelt und überwacht nur Werkzeuginformationen zu einem bestimmten Zeitpunkt und kann keine unverarbeiteten Daten abrufen.

② Beim herkömmlichen Werkzeugmanagement fehlt die M2M-Informationsinteraktion (Machine to Machine) und es kann kein integriertes Management erreicht werden.

③Bestehende Werkzeugverwaltungslösungen sind auf Produktionsanforderungen ausgelegt und berücksichtigen nicht die Kosten des gesamten Lebenszyklus des Werkzeugs.

Um die oben genannten Probleme zu lösen und das Ziel einer intelligenteren Automatisierung in der Fertigungsindustrie zu erreichen, verwaltet das RFID-Werkzeuginformationsmanagementsystem den Einsatz von Werkzeugen in Werkzeugmaschinen intelligent, überträgt Werkzeugparameter an die Werkzeugmaschinen und fügt die Werkzeuge zu den Werkzeugmaschinen hinzu Werkzeugmaschinenmagazin für Bearbeitungsvorgänge. überweisen. Wenn die Werkzeugbearbeitung abgeschlossen ist, wird die Werkzeugproduktionszeit in den RFID-Chip des Werkzeugs geschrieben, um Funktionen wie Echtzeit-Informationserfassung des Werkzeugs und Werkzeugstatusverfolgung zu realisieren.

2. Erfassung und Einstellung der Parameter des Werkzeuginformationsmanagementsystems

Das RFID-Werkzeuginformationsmanagementsystem bezieht sich auf die Verwendung drahtloser Hochfrequenztechnologie, CNC- und RFID-Lese- und -Schreibgeräte zur Einführung serieller Kommunikationstechnologie auf der Grundlage der Kommunikation zwischen Maschinen und Geräten (z. B. CNC-Werkzeugmaschinen, Werkzeugeinrichtern usw.) und RFID-Lesegeräte in der Fertigungseinheit. , um die Informationsüberwachung und Speicherverwaltung von Werkzeugen während ihres Lebenszyklus zu realisieren. Der gesamte Werkzeuglebenszyklus umfasst in der Regel Planung, Einkauf, Kennzeichnung, Lagerung, Ausleihe, Montage, Einsatz, Rücknahme, Nachschleifen, Verschrottung etc.

Voraussetzung für die Werkzeugmaschinenverwaltung ist, dass die Werkzeuge mit einem Werkzeugeinstellgerät gruppiert und kalibriert wurden. Um die entsprechenden Funktionen des Werkzeugs zu realisieren, muss die Werkzeugmaschine das Werkzeugmagazin initialisieren und die Werkzeugbearbeitungszeit in den Werkzeughalter-RFID schreiben. Da der Lese- und Schreibabstand von Hochfrequenz-RFID relativ kurz ist, muss sich die Antenne beim Lesen und Schreiben des RFID des Werkzeughalters über eine pneumatische Vorrichtung in der Nähe des RFID-Tags befinden.

(1) Initialisierung des Werkzeugmaschinenmagazins

Um die intelligente Übertragung von CNC-Werkzeuginformationen zu realisieren, müssen wir uns zunächst auf CNC-Werkzeugmaschinen verlassen. Um sicherzustellen, dass das Werkzeug beim Laden in die Werkzeugmaschine automatisch in das Werkzeugmagazin gelangt und die Werkzeugparameter vom RFID-Tag in das Werkzeugmaschinenmagazin eingelesen werden, muss das Werkzeugmaschinenmagazin initialisiert werden. Der spezifische Prozess ist wie folgt:

① Bei Werkzeugwechseln in der Werkzeugmaschine muss die Werkzeugmaschine den Schneidkopf so steuern, dass er sich einmal dreht (siehe Abbildung 2) und alle Werkzeuge im Werkzeugmaschinenmagazin neu initialisieren.

② Die folgenden Vorgänge sind für jedes Messer erforderlich: Die CNC steuert den Zylinder, um den RFID-Lesekopf durch Anweisungen anzuheben. AchternSobald der Zylinder eingesetzt ist, erfasst die CNC den Status des Sensorschalters und startet den RFID-Leser. Der Zylinderstatus wird 500 ms lang aufrechterhalten und die CNC steuert den RFID-Lesekopf über serielle Kommunikation. Der Schreiber liest den RFID-Chip des Werkzeughalters; zieht den Zylinder zurück und nachdem die CNC erkennt, dass der magnetische Induktionsschalter des Zylinders vorhanden ist, läuft das Werkzeug weiter;

③ Zu steuernde Funktionen: Fügen Sie der CNC-Bedienoberfläche eine Schaltfläche hinzu. Jedes Mal, wenn die Taste gedrückt wird, dreht sich der Schneidkopf automatisch um einen Kreis, um sicherzustellen, dass er sich bei jedem Werkzeugwechsel um einen Kreis drehen kann, und initialisiert das Werkzeugmaschinenmagazin. Es ist nicht gestattet, das Werkzeug direkt in die Werkzeugmaschine einzubauen. Bibliothekshandle.

Ausführliche Erläuterung der Forschung zum intelligenten Werkzeuginformationsmanagement auf Basis drahtloser Hochfrequenztechnologie und der Installation von RFID-Chips an den Werkzeuggriffen

(2) Aufzeichnung der Werkzeugproduktionszeit

Beim Entladen (Gruppieren) von Werkzeugen wird die Produktionsmenge (Bearbeitungszeit) der Werkzeuge in das Werkzeugverwaltungssystem geschrieben. Der Vorgang zum Schreiben der Bearbeitungszeit der Werkzeugmaschine in das RFID des Werkzeughalters ist wie folgt:

① Vor dem Entladen der Werkzeugmaschine oder nach dem Zusammenbau der Werkzeuge zeichnet die Werkzeugmaschine die verwendeten Werkzeuge auf, dreht den Schneidkopf und schreibt nacheinander die Werkzeugbearbeitungszeit auf;

② Der Zylinderstatus wird 500 ms lang aufrechterhalten, und die CNC steuert den RFID-Leser und -Schreiber über serielle Kommunikation und schreibt auf den RFID-Chip des Werkzeughalters.

③Zylinder zurückziehen und nachdem die CNC erkennt, dass der magnetische Induktionsschalter des Zylinders angebracht ist, dreht sich der Schneidkopf weiter.

Um den reibungslosen Betrieb der oben genannten Lösung sicherzustellen, muss der CNC-Bedienoberfläche eine Schaltfläche hinzugefügt werden. Drücken Sie vor dem Entladen des Werkzeugs oder nach dem Einstellen des Werkzeugs einmal die Taste, damit sich die Werkzeugmaschine einmal dreht, schreiben Sie die Werkzeugnutzungszeit auf und schließen Sie schließlich die Kontrolle der Werkzeuglebensdauer ab. Bei der Bedienung des Programmablaufs sollten Sie auf die Bedienvorgaben achten.

Ausführliche Erläuterung der Forschung zum intelligenten Werkzeuginformationsmanagement auf Basis drahtloser Hochfrequenztechnologie und der Installation von RFID-Chips an den Werkzeuggriffen

(3) Werkzeugdatenspeicherung im RFID-Chip

Der Werkzeugcode ist eine wichtige Information zur Bestimmung der Einzigartigkeit des Werkzeugs. Schreiben Sie es in RFID und verwalten Sie jedes Werkzeug über den Werkzeugcode. Beim Schreiben des entsprechenden Programms können der Nenndurchmesser, die Nennlänge und das entsprechende Programm des Werkzeugs entsprechend der Spezifikation und dem Modell des Werkzeugs bestimmt werden, und dann können die entsprechende Durchmesserkompensation und Längenkompensation entsprechend der tatsächlichen Situation angegeben werden. Da dasselbe Werkzeug auf verschiedenen Werkzeugmaschinen installiert werden kann und dieselbe Werkzeugmaschine auch unterschiedliche Produkte verarbeiten kann, können bei der Verarbeitung von Produkten auch abnormale Bedingungen auftreten. Daher müssen die oben genannten Verarbeitungsinformationen während der Verarbeitung angezeigt werden. Durch die Programmsteuerung kann der Bericht während des Verarbeitungsprozesses dynamisch angezeigt werden, um den Werkzeugcode, die verarbeiteten Produkte, die Produktmenge, abnormale Informationen usw. sowie den Werkzeugcode, die Werkzeuglebensdauer, die Werkzeugnutzungszeit und andere Informationen anzuzeigen RFID-Datensatz.

3. Zusammensetzung des Hardwaresystems und Softwareentwicklung

Die Hardware besteht aus elektronischen Tags (RFID), Antennen, Lesegeräten und zugehörigen Datenschnittstellen. RFID-Tags sind Datenträger, bestehend aus Chips und Kopplungskomponenten. Jedes RFID-Tag verfügt über einen einzigartigen elektronischen Code; Die RFID-Tag-Antenne ist die Transponderantenne des elektronischen RFID-Tags, die durch Kommunikationsinduktion Hochfrequenzen zwischen dem Tag und dem Controller überträgt. Signal, Lese-/Schreibgerät ist ein Gerät zum Lesen oder Schreiben von RFID-Tag-Informationen.

Zusammenfassung

Durch die Installation von RFID-Tags auf den Werkzeugen zur Lebensdaueridentifizierung und zum Lesen und Schreiben von Informationen während des gesamten Werkzeuglebenszyklus werden Lese- und Schreibgeräte auf Gerätehosts wie CNC-Werkzeugmaschinen als Informationsinteraktionsschnittstelle zwischen RFID-Tags und dem Hauptsteuerungssystem installiert. RFID-Tags werden als Informationsträger verwendet, um die Informationsinteraktion zwischen dem Werkzeug und dem Host sowie zwischen Host und Host zu realisieren, um die Vorhersage der Werkzeuglebensdauer zu erreichen. Das RFID-Werkzeuginformationsmanagementsystem kann die vollständige Verwaltung von Werkzeugen über die gesamte Lebensdauer realisieren, den Werkzeugbestand um 20 % reduzieren, die Werkzeugkosten um 10 % senken und die Vorbereitungszeit um 15 % verkürzen, d. hVerbessern Sie die Anlageneffizienz um 10 %, verkürzen Sie die Lieferzeit um 10 % und senken Sie die Gesamtkosten um mehr als 15 %.