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隨著加工中心在機械制造行業(yè)的大規(guī)模應(yīng)用，人們逐漸認(rèn)識到一個智能、高效、便捷的刀具管理功能可以顯著地節(jié)約生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)效率。然而，用以保證刀具安全有效運行的數(shù)據(jù)信息，如刀具幾何尺寸、刀具壽命信息、刀具磨損信息等仍然需要事先通過操作員手動輸入到數(shù)控系統(tǒng)中。這些手工數(shù)據(jù)輸入的工作不但大大降低了生產(chǎn)線的自動化程度， 而且一旦輸入錯誤，不容易被察覺且損失巨大。而基于無線射頻技術(shù)(RFID) 的刀具識別系統(tǒng)能很好地解決這個問題。
- U, B' F5 z1 BRFID 是Radio Frequency Identification 的縮寫，即射頻識別技術(shù)，是自動識別技術(shù)的一種，利用無線射頻方式在閱讀器和應(yīng)答器之間進(jìn)行非接觸雙向數(shù)據(jù)傳輸，以實現(xiàn)目標(biāo)識別和數(shù)據(jù)交換的目的。& T9 @! j( \) e
射頻識別技術(shù)相對于其他自動識別技術(shù)具有許多突出的優(yōu)點：RFID 技術(shù)不需要直接接觸、工作距離長、適用于惡劣環(huán)境、可識別運動目標(biāo)并能同時識別多個標(biāo)簽、操作快捷便利、裝載信息量大、壽命長等。將RFID 技術(shù)應(yīng)用到數(shù)控加工生產(chǎn)的刀具管理中，可以提高刀具管理的自動化程度和管理效率，實現(xiàn)精確快速識別、跟蹤刀具，并將刀具信息反饋給IPC 的刀具管理系統(tǒng)，執(zhí)行相應(yīng)加工動作。7 E; A% T8 {6 n3 r
在將RFID 與刀具管理系統(tǒng)相結(jié)合方面，德國巴魯夫公司（Balluff）頗有經(jīng)驗。巴魯夫公司通過西門子840D 系統(tǒng)可以方便地進(jìn)入CNC 控制器和自動跟蹤刀具信息。通過系統(tǒng)刀具界面和巴魯夫刀具識別系統(tǒng)可以取得大量的CNC 數(shù)據(jù)，如刀具壽命、刀具識別管理、刀具幾何偏置量、刀具磨損補償量以及宏變量等。) o6 k# g2 b# @6 s
刀具識別使用工業(yè)RFID 系統(tǒng)，不僅可以可靠管理刀具提高生產(chǎn)能力，改善質(zhì)量提高效率，還可以實現(xiàn)完整的配置系統(tǒng)。/ i6 i, T1 a' Y- C
可靠管理刀具提高生產(chǎn)能力: T3 J1 t# \$ f, j
巴魯夫工業(yè)RFID 系統(tǒng)正是為此而生的。RFID 系統(tǒng)可以提供完整的刀具參數(shù)，數(shù)據(jù)的存儲安全可靠，保證確定的加工過程，提高設(shè)備的生產(chǎn)效率。同時，系統(tǒng)能夠和所有常規(guī)的機床控制器整合，保證靈活、可靠地數(shù)據(jù)通訊，而且整個系統(tǒng)非接觸、無磨損，刀具的參數(shù)始終存儲在編碼塊中，方便使用和管理。
5 d9 l0 l4 r( Z改善質(zhì)量提高效率
2 U/ t \$ {4 u巴魯夫工業(yè)RFID 系統(tǒng)可以提供分析數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)對于精確計算成本和產(chǎn)品質(zhì)量及刀具管理是必不可少的。所有與刀具相關(guān)的數(shù)據(jù)，比如編號、尺寸或刀具壽命信息都可以通過巴魯夫工業(yè)RFID 系統(tǒng)存儲起來，絕對可靠，而且所有數(shù)據(jù)可以隨時調(diào)用。& s+ g8 V( {0 Q
( F- f6 v4 U$ F5 _1 Q' z完整的配置系統(tǒng)
7 D( q1 G0 @/ E* Q# ?8 `$ B在現(xiàn)代化的加工中心上，為了保證整個生產(chǎn)過程無錯誤、高效率，非接觸式刀具識別正成為不可或缺的組成部分。堅固的外殼、優(yōu)良的密封性，巴魯夫工業(yè)RFID 系統(tǒng)采用電感式的工作原理，使之顯得格外可靠。) s! U. O3 c3 f F
西門子840D 數(shù)控系統(tǒng)刀具管理功能簡介& G) k/ g/ p# w- h7 P9 U
西門子840D 數(shù)控系統(tǒng)的刀具管理功能包括預(yù)置的刀具管理基本功能和可選配的刀具管理高級功能。# E$ E7 j% `( y2 j
◆刀具管理基本功能% N8 a) v) K, a- F z1 h
刀具管理基本功能集成了對刀具和刀具庫的一些基本管理功能。這些功能包括裝載和卸載刀具、給每個T 號定義特定的刀具邊沿號( 最大不能超過12)、輸入刀具補償值、執(zhí)行尋刀和換刀指令等。
9 l( |5 {6 C" N) H! J8 [◆刀具管理高級功能2 h; A* n3 ^ r' E# J8 A! p
可選的高級功能包括刀具監(jiān)控功能和刀庫管理兩大功能。
0 W/ U$ k9 m! k' C其中，刀具監(jiān)控功能有3 種類型可供選擇：切削工件數(shù)監(jiān)控、刀具壽命( 切削時間) 監(jiān)控和刀具磨損量監(jiān)控。
; R8 e* c8 z! O [" q5 D3 c6 C+ g g刀庫管理功能的主要內(nèi)容則包括：刀具裝載、刀具卸載、刀具定位、尋刀、尋找刀位、以及換刀時的搜索策略的選擇等。
& ~ t7 u( g1 a; @+ f" {& T5 `RFID 技術(shù)與840D 刀具管理功能的結(jié)合
8 L5 X7 }4 ]5 C @ k8 z本項目研究的目的在于將RFID 技術(shù)與西門子840D 數(shù)控系統(tǒng)的刀具管理高級功能相結(jié)合，實現(xiàn)在線刀具數(shù)據(jù)傳輸、管理和監(jiān)控。避免操作人員手動處理大量數(shù)據(jù)信息時疏忽錯漏而對生產(chǎn)造成不必要的時間和金錢上的損失。為進(jìn)一步實現(xiàn)全生產(chǎn)車間的刀具網(wǎng)絡(luò)化管理打下堅實的基礎(chǔ)。9 }9 j; w2 w( Y% d; x# x4 {
◆激活840D 刀具管理高級功能
" {7 h% Z: U, Z+ c( C西門子840D 數(shù)控系統(tǒng)的刀具管理高級功能是1 個選項，因此需要事先激活該選項功能。由于刀具管理高級功能需要占用到一部分內(nèi)存，因此需要在系統(tǒng)里面預(yù)留相應(yīng)的內(nèi)存。' H$ y" i3 q7 U- | E/ V5 s
◆刀庫的建立和PLC 的調(diào)整( P# a' {$ x+ C% O" v4 Y O6 j
通過參數(shù)的設(shè)定，系統(tǒng)只是為刀具管理高級功能預(yù)留了相應(yīng)的空間，但對于刀庫的特征( 比如刀庫的類型，實際刀座的數(shù)量，虛擬刀座的數(shù)量等) 需要通過對刀庫管理系統(tǒng)變量來定義。一般來說需要對參數(shù)進(jìn)行編輯，當(dāng)這些系統(tǒng)參數(shù)正確定義以后， 在刀庫管理顯示畫面里就可以看見刀庫的情況了，可以依照操作說明書來建立新刀具。
k6 Z) {: Y5 Y: `/ v$ p◆ RFID 芯片中存儲的刀具數(shù)據(jù)
# Y7 z! H8 o$ K' \( n n在RFID 芯片中存儲的信息通常包括刀具編碼、刀具狀態(tài)、刀具的T 號、刀具尺寸數(shù)據(jù)以及刀具壽命數(shù)據(jù)等。本項目選取的RFID 芯片為巴魯夫公司生產(chǎn)的BIS C—122—04 ／ L 型編碼塊，其每個區(qū)可存儲32 字節(jié)的數(shù)據(jù)。6 y9 k. g/ l0 C+ `7 H4 {- m
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利用RFID 讀寫器處理輸入的相對應(yīng)命令，通過選定的讀寫探頭，可以讀寫RFID 芯片中的數(shù)據(jù)信息。本項目選用的RFID 讀寫器型號為巴魯夫公司生產(chǎn)的BIS—C—600，通過RS232 接口與數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行通訊；讀寫探頭型號為BIS—C—300 系列， 該探頭的有效讀寫距離為0-3 mm。
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! ^ ` C2 R. @, a" Q4 A3 X* t綜上所述，將RFID 技術(shù)與西門子840D 刀具管理功能相結(jié)合，可以有效地進(jìn)行刀具自動識別和管理，極大地提升了生產(chǎn)效率、降低了次品率、節(jié)約了生產(chǎn)成本、提高了生產(chǎn)企業(yè)的利潤。在本文的基礎(chǔ)上．該系統(tǒng)還可進(jìn)一步完善，例如可建立一個刀具數(shù)據(jù)庫．進(jìn)行庫存管理；通過計算機進(jìn)行數(shù)據(jù)維護(hù)，自動更新需使用刀具的RFID 芯片數(shù)據(jù)；并可在全生產(chǎn)線上跟蹤每把刀具的具體使用情況等。通過這些措施，必將會進(jìn)一步提高企業(yè)的生產(chǎn)自動化水平。* b w' X9 G! k+ k$ k l& l
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發(fā)表于 2015-9-9 12:14:18
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