應用RFID的數控刀具識別系統設計與試驗

tags:    時間:2014-03-12 01:48:45
應用RFID的數控刀具識別系統設計與試驗簡介
    為了將先進的無線射頻識別(RFID)技術應用於小型刀庫中,設計了基於C51單片機的射頻識別系統硬體和軟體編程,利用VC++6.0編寫了識別系統的上位機通……
應用RFID的數控刀具識別系統設計與試驗正文
    

為了將先進的無線射頻識別(RFID)技術應用於小型刀庫中,設計了基於C51單片機的射頻識別系統硬體和軟體編程,利用VC++6.0編寫了識別系統的上位機通信軟體並在Access軟體中建立刀具信息資料庫。通過在數控機床刀具上安裝電子標籤作為信息識別卡來對其編碼,實現了射頻識別設備和刀具信息管理系統的集成。

圖2刀具射頻識別系統主框圖

隨著現代製造技術的不斷發展,數控機床的應用日益廣泛。其中,加工中心已經逐步成為機械加工車間的主流裝備,加工中心是具有刀庫的數控設備,刀庫中預裝有加工所需的各種刀具。根據加工需求對加工中心刀庫中的刀具進行調度、換取。換刀的效率、穩定性將直接影響到生產能否正常持續地進行下去,其重要性是顯而易見的,識別是換刀工作進行的基礎。

加工中心換刀識別有兩種:刀位識別和刀具識別。本文研究的基礎是對刀具編碼識別,服務於刀庫中換刀功能的快速實現。現有的機床刀具識別方法是在刀具表面貼上條形碼或者對刀具表面進行激光標刻來進行識別。但這些識別方法在實際應用中有其缺點,比如:條形碼易脫落,識別條件苛刻;激光標刻成本高。

本文將無線射頻識別(RFID)技術應用到刀具識別系統中。射頻識別是一種非接觸式的自動識別技術,通過射頻信號自動識別標籤並獲取數據信息。首先由PC機通過串口與射頻識別模塊通信,將數控機床刀具的所有幾何尺寸和技術數據寫入電子標籤中,如:刀具編號、名稱、參數及使用壽命等;然後將存儲刀具信息的抗金屬電子標籤安裝到對應的刀具上,管理人員可隨時通過射頻識別終端對刀庫中的數控機床刀具信息進行查詢,實現對庫存中刀具的有序管理。

1系統總體方案設計

1.1硬體工作平台

本系統硬體工作平台的結構組成主要包括:刀庫工作系統、射頻識別系統、上位機管理軟體和攜帶型微控制器。其中,刀庫系統選用圓形刀盤迴轉裝置,由步進電動機驅動運行,硬體工作平台如圖1所示。

1.2系統工作原理

本系統功能主要由兩方面組成:1)刀具信息管理功能。主要是實現對錶面裝有電子標籤的數控機床刀具所含信息在上位機資料庫中的查詢、顯示、更新甚至刪除;2)刀庫中刀具的識別功能。主要是實現刀盤中刀具位置的查詢和定位,並且實現對刀庫中隨機存放的刀具的快速選擇,就近空刀位置存放刀具,在液晶顯示器上顯示出工作過程和刀具信息。

圖1硬體工作平台

系統功能實現的基礎是無線射頻識別(RFID)技術。RFID的基本工作原理是電子標籤內部存有刀具信息,當置於讀寫器天線的射頻工作範圍后,讀寫器向電子標籤發出電磁波(命令、能量、時序),最後通過天線將電子標籤中數據回送給讀寫器。讀寫器實現對標籤識別碼和內存數據的讀出或寫人,並將讀出的數據通過串口傳給上位機進行分析處理,或與微處理器通信,實現刀庫中刀具識別和定位。

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