RFID技术在刀具信息管理的应用
刀具信息管理系统是指在制造单元内的机器设备(如智能制造数控机床、对刀仪等)及RFID工业读头进行通信的基础上,利用无线射频识别技术与RFID电子标签读写器串口通信技术,实现刀具在其生命周期内的信息监控与存储管理。刀具整个生命周期一般包括计划、采购、标识、入库、借出、装配、使用、归还、重磨、报废等。采用专门为刀具设计的RFID电子标签,RFID读写标签的时间为500ms。
机床刀具管理的前提条件是刀具已经进行组刀,并通过对刀仪对刀。为了实现刀具相应的功能,机床需要进行刀库初始化,将刀具加工时间写入刀柄RFID中。由于高频RFID的读写距离比较短,所以在读写刀柄的RFID读头时,要使天线通过气动装置靠近RFID电子标签。
(1)机床刀库初始化
实现数控刀具信息的智能化传输要依靠智能制造数控机床。为确保刀具装入机床时自动入刀库,并将刀具参数从RFID电子标签读入到机床刀库中,需对机床刀库进行初始化操作,具体流程如下。
①当机床有刀具变动时,需要机床控制刀盘转动一周,将所有刀具重新初始化到机床刀库。
②对每把刀进行如下操作:数控机床(Computerized Numerical Control,CNC)通过指令驱动气缸顶升RFID电子标签读头,气缸到位后,CNC获取感应开关状态,启动RFID电子标签读写器工作;气缸状态维持500ms,CNC通过串口通信驱动RFID读写器对刀柄RFID芯片进行读取操作;收回气缸,CNC检测气缸磁感应开关到位后,刀具继续运转。
③需要在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,确保每次换刀都能转动一周,初始化机床刀库;不允许直接将刀安装到机床的刀库。
(2)刀具生产时间记录
在卸(组)刀时,会将刀具的生产量(加工时间)写入到刀具管理系统中。将机床加工时间写入刀柄的RFID标签的流程如下。
①在机床卸刀前或组刀后,机床记录使用的刀具,旋转刀盘,逐个写入刀具加工时间。
②气缸状态维持500ms,CNC通过串口通信驱动RFID读写器并对刀柄RFID芯片进行写入操作。
③收回气缸,CNC检测气缸磁感应开关到位后,刀盘继续转动。
要保证上述方案操作顺利进行,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,并写入刀具使用时间,最终完成刀具寿命的控制。在进行方案流程操作时,应注意操作规范。
(3)RFID芯片中刀具数据存储
刀具编码是确定刀具身份唯一性的重要信息,将其写入RFID标签,通过刀具编码来管理每一把刀具。在编写相应程序时,可根据刀具的规格型号确定刀具的名义直径、名义长度及相应程序,然后根据实际情况给予相应的直径补偿和长度补偿。由于同一把刀具可以安装在不同的机床上,同一台机床也可以加工不同产品,加工产品时,也可能出现异常情况,故在加工时,需要展示加工信息。可通过程序控制,在加工过程动态展示报表显示刀具编码、加工产品、产品数量、异常信息等以及RFID记录中的刀具编码、刀具寿命、刀具已使用时间等信息。