Sistema de aplicação de gerenciamento de ferramentas inteligentes RFID

As máquinas-Ferramentas CNC se tornaram o equipamento principal em oficinas de processamento mecânico. Geralmente, pequenas oficinas de processamento CNC são equipadas com milhares de ferramentas de corte, além de suas peças de suporte, o número total é de dezenas de milhares e há centenas de variedades. Com o rápido aumento no número e tipo de ferramentas de corte, ferramentas de corte padrão e não padrão de vários tipos e especificações coexistem na oficina de produção, e um grande número de ferramentas de corte são frequentemente transferidas e trocadas entre o depósito de ferramentas, máquinas-ferramentas e equipamentos de máquinas-ferramentas.

Atualmente, as oficinas de processamento domésticas dependem principalmente de métodos manuais e códigos de barras de papel para gerenciar ferramentas. Códigos de barras de papel são facilmente manchados em ambientes oleosos, e a vida útil da ferramenta só pode ser avaliada pela experiência. Devido à falta de ferramentas, muitos processos de usinagem são interrompidos e os operadores de máquinas-ferramentas gastam muito tempo procurando ferramentas. À medida que os tipos de máquinas-ferramentas CNC e novos tipos de produtos aumentam, as soluções de gerenciamento de ferramentas existentes não conseguem mais atender à demanda.

Para esse fim, um sistema de gerenciamento de informações de ferramentas foi desenvolvido com base em RFID. O chip RFID é instalado no cabo da ferramenta para realizar a coleta e o gerenciamento de informações da ferramenta e reduzir o custo geral de produção.

1. Status atual e necessidades da indústria de gerenciamento de ferramentas

Especialistas envolvidos em pesquisas de gerenciamento de ferramentas no país e no exterior desenvolveram muitos softwares de gerenciamento de ferramentas, mas eles não conseguem atender a todos os requisitos para o gerenciamento de ferramentas. O gerenciamento de ferramentas existente tem os seguintes problemas:

① É impossível analisar os registros e dados de todo o ciclo de vida da ferramenta. Ele apenas coleta e monitora informações da ferramenta em um ponto no tempo e não pode obter dados não processados;

② O gerenciamento tradicional de ferramentas não tem interação de informações M2M (Máquina para Máquina) e não consegue atingir o gerenciamento integrado;

③As soluções de gerenciamento de ferramentas existentes são projetadas para atender às necessidades de produção e não consideram o custo de todo o ciclo de vida da ferramenta.

Para resolver os problemas acima e atingir a meta de automação mais inteligente na indústria de manufatura, o sistema de gerenciamento de informações de ferramentas RFID gerencia de forma inteligente o uso de ferramentas em máquinas-ferramentas, transfere parâmetros de ferramentas para as máquinas-ferramentas e adiciona as ferramentas ao magazine de máquinas-ferramentas para procedimentos de processamento. transferência. Quando o processamento da ferramenta é concluído, o tempo de produção da ferramenta é gravado no chip RFID da ferramenta para realizar funções como coleta de informações em tempo real da ferramenta e rastreamento do status da ferramenta.

2. Coleta e configuração de parâmetros do sistema de gerenciamento de informações de ferramentas

O sistema de gerenciamento de informações de ferramentas RFID se refere ao uso de tecnologia de radiofrequência sem fio, leitores e gravadores CNC e RFID para adotar tecnologia de comunicação serial com base na comunicação entre máquinas e equipamentos (como máquinas-ferramentas CNC, ajustadores de ferramentas, etc.) e leitores RFID na unidade de fabricação. , para realizar o monitoramento de informações e o gerenciamento de armazenamento de ferramentas durante seu ciclo de vida. Todo o ciclo de vida da ferramenta geralmente inclui planejamento, compra, marcação, armazenamento, empréstimo, montagem, uso, devolução, retificação, descarte, etc.

O pré-requisito para o gerenciamento de ferramentas de máquinas-ferramenta é que as ferramentas tenham sido agrupadas e calibradas com um ajustador de ferramentas. Para realizar as funções correspondentes da ferramenta, a máquina-ferramenta precisa inicializar o magazine de ferramentas e gravar o tempo de processamento da ferramenta no RFID do porta-ferramentas. Como a distância de leitura e gravação do RFID de alta frequência é relativamente curta, ao ler e gravar o RFID do porta-ferramentas, a antena deve estar próxima da Etiqueta RFID por meio de um dispositivo pneumático.

(1) Inicialização do magazine da máquina-ferramenta

Para realizar a transmissão inteligente de informações da ferramenta CNC, primeiro precisamos confiar nas máquinas-ferramentas CNC. Para garantir que a ferramenta entre automaticamente no magazine de ferramentas quando for carregada na máquina-ferramenta e que os parâmetros da ferramenta sejam lidos da etiqueta RFID para o magazine da máquina-ferramenta, o magazine da máquina-ferramenta precisa ser inicializado. O processo específico é o seguinte:

① Quando há trocas de ferramentas na máquina-ferramenta, a máquina-ferramenta precisa controlar o cabeçote de corte para girar uma vez (veja a Figura 2) e reinicializar todas as ferramentas no magazine da máquina-ferramenta;

② As seguintes operações são necessárias para cada faca: O CNC aciona o cilindro para levantar o cabeçote de leitura RFID por meio de instruções. After o cilindro está no lugar, o CNC obtém o status do interruptor do sensor e inicia o Leitor RFID. O status do cilindro é mantido por 500 ms, e o CNC aciona o cabeçote de leitura RFID por meio de comunicação serial. O gravador lê o chip RFID do suporte da ferramenta; retrai o cilindro e, após o CNC detectar que o interruptor de indução magnética do cilindro está no lugar, a ferramenta continua a funcionar;

③ Funções que precisam ser controladas: Adicione um botão à interface de operação do CNC. Cada vez que o botão é pressionado, o cabeçote de corte gira automaticamente um círculo, garantindo que ele possa girar um círculo toda vez que a ferramenta for trocada, e inicializa o magazine da máquina-ferramenta; não é permitido instalar diretamente a ferramenta na máquina-ferramenta. Alça da Biblioteca.

Explicação detalhada da pesquisa sobre gerenciamento inteligente de informações de ferramentas com base na tecnologia de radiofrequência sem fio e instalação de chips RFID nos cabos das ferramentas

(2) Registro de tempo de produção de ferramentas

Ao descarregar (agrupar) ferramentas, o volume de produção (tempo de processamento) das ferramentas será gravado no sistema de gerenciamento de ferramentas. O processo de gravação do tempo de processamento da máquina-ferramenta no RFID do porta-ferramentas é o seguinte:

① Antes que a máquina-ferramenta seja descarregada ou depois que as ferramentas são montadas, a máquina-ferramenta registra as ferramentas usadas, gira o cabeçote de corte e grava o tempo de processamento da ferramenta uma por uma;

② O status do cilindro é mantido por 500 ms, e o CNC aciona o leitor e o gravador RFID por meio de comunicação serial e grava no chip RFID do suporte da ferramenta;

③Retraia o cilindro e, após o CNC detectar que o interruptor de indução magnética do cilindro está no lugar, a cabeça de corte continua a girar.

Para garantir a operação suave da solução acima, é necessário adicionar um botão à interface de operação do CNC. Antes de descarregar a ferramenta ou após configurá-la, pressione o botão uma vez para fazer a máquina-ferramenta girar uma vez, escreva o tempo de uso da ferramenta e, finalmente, conclua o controle da vida útil da ferramenta. Ao operar o processo do programa, você deve prestar atenção às especificações operacionais.

Explicação detalhada da pesquisa sobre gerenciamento inteligente de informações de ferramentas com base na tecnologia de radiofrequência sem fio e instalação de chips RFID nas alças das ferramentas

(3) Armazenamento de dados da ferramenta em chip RFID

O código da ferramenta é uma informação importante para determinar a exclusividade da ferramenta. Escreva-o em RFID e gerencie cada ferramenta por meio do código da ferramenta. Ao escrever o programa correspondente, o diâmetro nominal, o comprimento nominal e o programa correspondente da ferramenta podem ser determinados de acordo com a especificação e o modelo da ferramenta e, em seguida, a compensação de diâmetro e a compensação de comprimento correspondentes podem ser fornecidas de acordo com a situação real. Como a mesma ferramenta pode ser instalada em diferentes máquinas-ferramentas e a mesma máquina-ferramenta também pode processar produtos diferentes, condições anormais também podem ocorrer durante o processamento de produtos, portanto, as informações de processamento acima precisam ser exibidas durante o processamento. Por meio do controle do programa, o relatório pode ser exibido dinamicamente durante o processo de processamento para exibir o código da ferramenta, produtos processados, quantidade do produto, informações anormais, etc., bem como o código da ferramenta, vida útil da ferramenta, tempo de uso da ferramenta e outras informações no registro RFID.

3. Composição do sistema de hardware e desenvolvimento de software

O hardware consiste em etiquetas eletrônicas (RFID), antenas, leitores e interfaces de dados relacionadas. As etiquetas RFID são portadoras de dados, consistindo em chips e componentes de acoplamento. Cada etiqueta RFID tem um código eletrônico exclusivo; a antena da etiqueta RFID é a antena do transponder da etiqueta eletrônica RFID, que transmite radiofrequência entre a etiqueta e o controlador por meio de indução de comunicação. O sinal, leitor/gravador é um dispositivo usado para ler ou gravar informações da etiqueta RFID.

Resumo

Ao instalar etiquetas RFID nas ferramentas para identificação de vida e leitura e gravação de informações durante todo o ciclo de vida da ferramenta, leitores e gravadores são instalados em hosts de equipamentos, como máquinas-ferramentas CNC, como uma interface de interação de informações entre etiquetas RFID e o sistema de controle principal. As etiquetas RFID são usadas como O portador de informações realiza a interação de informações entre a ferramenta e o host e o host e o host para obter a previsão da vida útil da ferramenta. O sistema de gerenciamento de informações de ferramentas RFID pode realizar o gerenciamento completo da vida útil das ferramentas, reduzir o estoque de ferramentas em 20%, reduzir os custos das ferramentas em 10%, reduzir o tempo de preparação em 15%, imelhorar a eficiência do equipamento em 10%, encurtar o tempo de entrega em 10% e reduzir os custos gerais em mais de 15%.