Système d'application de gestion d'outils intelligents RFID

Les machines-Outils CNC sont devenues l'équipement principal des ateliers de traitement mécanique. En général, les petits ateliers de traitement CNC sont équipés de milliers d'outils de coupe, ainsi que de leurs pièces de support, le nombre total est de plusieurs dizaines de milliers et il existe des centaines de variétés. Avec l'augmentation rapide du nombre et du type d'outils de coupe, des outils de coupe standard et non standard de divers types et spécifications coexistent dans l'atelier de production, et un grand nombre d'outils de coupe sont fréquemment transférés et échangés entre l'entrepôt d'outils, les machines-outils et l'équipement des machines-outils.

Actuellement, les ateliers de traitement nationaux s'appuient principalement sur des méthodes manuelles et des codes-barres papier pour gérer les outils. Les codes-barres papier se tachent facilement dans les environnements huileux et la durée de vie des outils ne peut être jugée que par l'expérience. En raison du manque d'outils, de nombreux processus d'usinage sont arrêtés et les opérateurs de machines-outils passent beaucoup de temps à chercher des outils. À mesure que les types de machines-outils CNC et les nouveaux types de produits augmentent, les solutions de gestion des outils existantes ne peuvent plus répondre à la demande.

A cette fin, un système de gestion des informations sur les outils a été développé sur la base de la technologie RFID. La puce RFID est installée sur la poignée de l'outil pour réaliser la collecte et la gestion des informations sur les outils et réduire le coût global de production.

1. État actuel et besoins de l'industrie de la gestion des outils

Les experts engagés dans la recherche sur la gestion des outils en Chine et à l'étranger ont développé de nombreux logiciels de gestion des outils, mais ils ne peuvent pas répondre à toutes les exigences en matière de gestion des outils. La gestion des outils existante présente les problèmes suivants :

① Il est impossible d'analyser les enregistrements et les données de l'ensemble du cycle de vie de l'outil. Il ne collecte et ne surveille que les informations sur les outils à un moment donné et ne peut pas obtenir de données non traitées ;

② La gestion traditionnelle des outils manque d'interaction des informations M2M (machine à machine) et ne peut pas réaliser une gestion intégrée ;

③Les solutions de gestion d'outils existantes sont conçues pour répondre aux besoins de production et ne prennent pas en compte le coût de l'ensemble du cycle de vie de l'outil.

Afin de résoudre les problèmes ci-dessus et d'atteindre l'objectif d'une automatisation plus intelligente dans l'industrie manufacturière, le système de gestion des informations sur les outils RFID gère intelligemment l'utilisation des outils dans les machines-outils, transfère les paramètres des outils aux machines-outils et ajoute les outils au Magasin de la machine-outil pour les procédures de traitement. transfert. Une fois le traitement de l'outil terminé, le temps de production de l'outil est écrit dans la puce RFID de l'outil pour réaliser des fonctions telles que la collecte d'informations en temps réel de l'outil et le suivi de l'état de l'outil.

2. Collecte et réglage des paramètres du système de gestion des informations sur les outils

Le système de gestion des informations sur les outils RFID fait référence à l'utilisation de la technologie de radiofréquence sans fil, des lecteurs et graveurs CNC et RFID pour adopter la technologie de communication série sur la base de la communication entre les machines et les équipements (tels que les machines-outils CNC, les régleurs d'outils, etc.) et les lecteurs RFID dans l'unité de fabrication. , pour réaliser la surveillance des informations et la gestion du stockage des outils pendant leur cycle de vie. L'ensemble du cycle de vie de l'outil comprend généralement la planification, l'achat, le marquage, l'entreposage, le prêt, l'assemblage, l'utilisation, le retour, le réaffûtage, la mise au rebut, etc.

La condition préalable à la gestion des outils de la machine-outil est que les outils aient été regroupés et calibrés avec un régleur d'outils. Afin de réaliser les fonctions correspondantes de l'outil, la machine-outil doit initialiser le magasin d'outils et écrire le temps de traitement de l'outil dans le porte-outil RFID. Étant donné que la distance de lecture et d'écriture de la RFID haute fréquence est relativement courte, lors de la lecture et de l'écriture de la RFID du porte-outil, l'antenne doit être proche de l'étiquette RFID via un dispositif pneumatique.

(1) Initialisation du magasin de la machine-outil

Pour réaliser la transmission intelligente des informations sur les outils CNC, nous devons d'abord nous fier aux machines-outils CNC. Afin de garantir que l'outil entre automatiquement dans le magasin d'outils lorsqu'il est chargé dans la machine-outil et que les paramètres de l'outil sont lus à partir de l'étiquette RFID dans le magasin de la machine-outil, le magasin de la machine-outil doit être initialisé. Le processus spécifique est le suivant :

① Lorsqu'il y a des changements d'outils dans la machine-outil, la machine-outil doit contrôler la tête de coupe pour qu'elle tourne une fois (voir la figure 2) et réinitialiser tous les outils dans le magasin de la machine-outil ;

② Les opérations suivantes sont nécessaires pour chaque couteau : la CNC pilote le cylindre pour soulever la tête de lecture RFID grâce à des instructions.Une fois le cylindre en place, la CNC obtient l'état du commutateur du capteur et démarre le Lecteur RFID. L'état du cylindre est maintenu pendant 500 ms et la CNC pilote la tête de lecture RFID via une communication série. L'enregistreur lit la puce RFID du porte-outil ; rétracte le cylindre et après que la CNC détecte que l'interrupteur à induction magnétique du cylindre est en place, l'outil continue de fonctionner ;

③ Fonctions à contrôler : Ajoutez un bouton à l'interface de fonctionnement de la CNC. Chaque fois que le bouton est enfoncé, la tête de coupe tourne automatiquement d'un cercle, garantissant qu'elle peut tourner d'un cercle à chaque changement d'outil, et initialise le magasin de la machine-outil ; il n'est pas permis d'installer directement l'outil dans la machine-outil. Poignée de Bibliothèque.

Explication détaillée de la recherche sur la gestion intelligente des informations sur les outils basée sur la technologie de radiofréquence sans fil et l'installation de puces RFID sur les poignées d'outils

(2) Enregistrement du temps de production des outils

Lors du déchargement (regroupement) des outils, le volume de production (temps de traitement) des outils sera écrit dans le système de gestion des outils. Le processus d'écriture du temps de traitement de la machine-outil dans le RFID du porte-outil est le suivant :

① Avant le déchargement de la machine-outil ou après l'assemblage des outils, la machine-outil enregistre les outils utilisés, fait tourner la tête de coupe et écrit le temps de traitement des outils un par un ;

② L'état du cylindre est maintenu pendant 500 ms, et la CNC pilote le lecteur et l'enregistreur RFID via une communication série et écrit sur la puce RFID du porte-outil ;

③Rétractez le cylindre et après que la CNC détecte que l'interrupteur à induction magnétique du cylindre est en place, la tête de coupe continue de tourner.

Pour assurer le bon fonctionnement de la solution ci-dessus, il est nécessaire d'ajouter un bouton à l'interface de fonctionnement de la CNC. Avant de décharger l'outil ou après avoir réglé l'outil, appuyez une fois sur le bouton pour faire tourner la machine-outil une fois, et écrivez le temps d'utilisation de l'outil, et enfin terminez le contrôle de la durée de vie de l'outil. Lors de l'exécution du processus de programmation, vous devez faire attention aux spécifications de fonctionnement.

Explication détaillée de la recherche sur la gestion intelligente des informations sur les outils basée sur la technologie de radiofréquence sans fil et l'installation de puces RFID sur les poignées d'outils

(3) Stockage des données d'outils dans la puce RFID

Le code de l'outil est une information importante pour déterminer le caractère unique de l'outil. Écrivez-le dans la RFID et gérez chaque outil via le code de l'outil. Lors de l'écriture du programme correspondant, le diamètre nominal, la longueur nominale et le programme correspondant de l'outil peuvent être déterminés en fonction de la spécification et du modèle de l'outil, puis la compensation de diamètre et la compensation de longueur correspondantes peuvent être données en fonction de la situation réelle. Étant donné que le même outil peut être installé sur différentes machines-outils et que la même machine-outil peut également traiter différents produits, des conditions anormales peuvent également se produire lors du traitement des produits, de sorte que les informations de traitement ci-dessus doivent être affichées pendant le traitement. Grâce au contrôle du programme, le rapport peut être affiché de manière dynamique pendant le processus de traitement pour afficher le code de l'outil, les produits traités, la quantité de produits, les informations anormales, etc., ainsi que le code de l'outil, la durée de vie de l'outil, le temps d'utilisation de l'outil et d'autres informations dans l'enregistrement RFID.

3. Composition du système matériel et développement logiciel

Le matériel se compose d'étiquettes électroniques (RFID), d'antennes, de lecteurs et d'interfaces de données associées. Les étiquettes RFID sont des supports de données, constitués de puces et de composants de couplage. Chaque étiquette RFID possède un code électronique unique ; l'antenne de l'étiquette RFID est l'antenne du transpondeur de l'étiquette électronique RFID, qui transmet la fréquence radio entre l'étiquette et le contrôleur par induction de communication. Le signal, lecteur/enregistreur est un appareil utilisé pour lire ou écrire des informations sur l'étiquette RFID.

Résumé

En installant des étiquettes RFID sur les outils pour l'identification de la durée de vie et la lecture et l'écriture d'informations tout au long du cycle de vie de l'outil, des lecteurs et des enregistreurs sont installés sur des hôtes d'équipements tels que des machines-outils CNC comme interface d'interaction d'informations entre les étiquettes RFID et le système de contrôle principal. Les étiquettes RFID sont utilisées comme support d'informations pour réaliser l'interaction d'informations entre l'outil et l'hôte et entre l'hôte et l'hôte pour réaliser la prédiction de la durée de vie de l'outil. Le système de gestion des informations sur les outils RFID peut réaliser une gestion complète de la durée de vie des outils, réduire l'inventaire des outils de 20 %, réduire les coûts des outils de 10 %, réduire le temps de préparation de 15 %, etc.Améliorer l'efficacité des équipements de 10 %, réduire les délais de livraison de 10 % et réduire les coûts globaux de plus de 15 %.