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在现代制造企业中,加工中心应用的越来越广泛,使得刀具品种与规格急剧的增加,这必然增加了刀具使用与管理的难度。针对这种现状,越来越多的制造型企业正在尝试改进工具系统的管理方式,试图通过有效的管理,提高工具的使用性能和寿命,降低制造成本,提高生产率和加工质量。在工具系统管理的过程中,工具系统的识别是一个不可回避的问题,如何有效地使用标识技术,是工具管理系统能否成功应用的关键。
本文以射频识别技术、数据编码技术和计算机技术为基础,以HSK刀柄为研究对象,系统地开展了HSK刀柄智能识别技术和基于射频识别(RFID)的制造执行系统的研究,主要研究内容及成果如下:
(1)分析了国内外的工具识别技术的研究现状,比较了工具系统常用的识别方法及其优缺点,确定了具有智能识别功能的HSK刀柄的技术方案。
(2)研究高频射频识别技术的工作特性,制定了基于高频射频识别的HSK刀柄的识别方案,研制了HSK刀柄近距离识别系统的样机,实现了距离为3—8mm的近距离、高稳定性的自动识别。
(3)研究超高频射频识别技术的工作特性,制定了基于超高频射频识别的HSK刀柄的识别方案,研制了了HSK刀柄远距离识别系统的样机,实现了距离为5—500mm的远距离、高速度的自动识别。
(4)分析了现有制造执行系统(MES)的功能模型的特点,研究MES与RFID技术结合的模式,设计了HSK刀柄生产过程中的数据采集方案并在工厂实施,解决了生产管理者不能及时了解生产现场信息的难题,有助于及时发现和解决生产中出现的问题,提高工厂的生产管理水平。
本研究是国家科技重大专项“高速数控机床用新型工具系统(2009ZX04012—012)”的一部分,研究工作对提高我国自主开发高速数控工具系统的性能,减少进口,提升我国机床工具系统行业的国际竞争能力具有重要的现实意义。