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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。, y; Q# E( u8 r2 }' [% J
RFID 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。
8 ~2 e' q2 m' v# f0 ?) p" z; m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。( {0 r# I' ^4 H) G' E
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。
: t4 x) U B+ T. F# j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)。
: T& d# x5 S0 k可靠管理刀具提高生產(chǎn)能力
; ?0 S) u: r; _4 b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。
/ e' ~: {* Y7 H( Q" q改善質(zhì)量提高效率
/ c& J) p* ~3 d. H& H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。+ W; F- n3 E5 z6 M. s
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完整的配置系統(tǒng)
) l& c. O- A8 g. J- t% [6 c+ F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。
6 U- {- q, ~# r) ~西門子840D 數(shù)控系統(tǒng)刀具管理功能簡介( g/ f" C+ M) p& r
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。
7 N# ^7 x1 ?$ ]7 e8 p- O3 P◆刀具管理基本功能( E7 r- ^( z* H; B
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 C3 j$ n: C) y- X* w! B7 ^◆刀具管理高級功能- g1 l" R5 \$ ]# x/ _( L
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。4 \# }; b2 X8 @0 I
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。( M" V4 N+ v. y1 t5 ?: f" J8 \
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。" D. C! \* |* ^0 M' m J3 t$ ]' Q* m; q
RFID 技術(shù)與840D 刀具管理功能的結(jié)合
0 P8 v0 V Q+ [; C7 U& `* S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 N' g' W0 N% [◆激活840D 刀具管理高級功能4 _+ h1 J& N" N% E
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。
2 z7 d0 I! d8 S◆刀庫的建立和PLC 的調(diào)整# q5 q) h, \- D+ I+ F, y3 D+ D
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。- L6 H* g- k* c7 n- p3 \3 z0 f
◆ RFID 芯片中存儲的刀具數(shù)據(jù)
' w4 D0 h/ m: e0 P; W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)。
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, d& y0 [9 o3 i2 X) t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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4 O7 b. t1 i# S6 J8 v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。4 T! J& D6 X9 ^3 n! X; |- j h
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發(fā)表于 2015-9-9 12:14:18
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