應用RFID的數控刀具識別系統設計與實(shí)現

2.2 RFID下位機軟件設計

軟件系統包括主程序、串口中斷程序和發(fā)射子程序。主程序為順序結構，完成串口、中斷初始化設置;串口中斷程序接受上位機命令，配置RC500內部寄存器;發(fā)射模塊進(jìn)入發(fā)射狀態(tài)，讀寫(xiě)器通過(guò)防沖突算法分時(shí)選擇一個(gè)標簽進(jìn)行讀取，實(shí)現標簽的識別，耗時(shí)短。這里給出標簽識別操作的程序片段，軟件流程如圖3所示。

圖3軟件流程

標簽識別操作的程序片段：

2.3上位機軟件設計

上位機通信軟件使用VC++6.0軟件編寫(xiě)。主要功能是通過(guò)申門(mén)通信發(fā)送所要執行的操作命令，讀取刀具標簽信息。以及將讀取的信息進(jìn)行處理，查詢(xún)數據庫顯示。

刀具信息管理系統中單位刀具的信息上要由靜態(tài)信息和動(dòng)態(tài)信息組成。靜態(tài)信息是刀具本身固有的加刀具編號、刀其名稱(chēng)和兒何參數等;動(dòng)態(tài)信息則會(huì )隨著(zhù)刀具的使用而發(fā)生變化，如借還信息、庫存信息等。系統在VC++環(huán)境下使用動(dòng)態(tài)數據對象(ActiveXData Objects ADO)來(lái)對數據庫應用程序進(jìn)行開(kāi)發(fā)。

3系統功能實(shí)現

3.1隨機快速取刀

為了驗證系統功能，設計了一個(gè)具有8刀位(間隔45度)的圓盤(pán)回轉裝置，隨機存放刀具。RFID系統初始對應的刀位設為識別起點(diǎn)。系統啟動(dòng)，刀盤(pán)從當前起點(diǎn)開(kāi)始隨步進(jìn)電動(dòng)機控制每轉動(dòng)45度，RFID識別當前刀具標簽，每次識別的信息傳給微處理器存于刀位信息數組，數組包含刀座和刀具對應信息。RFID將一圓周識別完后，回到識別起點(diǎn)。此時(shí)，微處理器端的鍵盤(pán)輸入所需的刀具號，微處理器內部算法運行，查找刀位數組中與輸入刀具號信息匹配的刀位，并計算該刀位與識別起點(diǎn)的角度差(角距)。角距值為n*45度(n=0~7)。再根據n的取值，判斷電動(dòng)機如何旋轉才能最快到達目標刀具。接著(zhù)，RFID讀寫(xiě)器將所對應刀具信息的核心參數在液晶顯示器上顯示。隨后便等待取刀，工作完成后RFID系統將重回識別起點(diǎn)，整個(gè)識別過(guò)程運轉快速簡(jiǎn)便。系統換刀流程如圖所示。

換刀流程

新刀其存入庫的方式遵循就近空位放置的原則。取刀后，圓盤(pán)刀庫8個(gè)刀位中將有空刀位。當新刀具需存入刀庫時(shí)，微處理器查詢(xún)該時(shí)刻各刀位信息。確定距離當而RFID系統位置的最近空刀位，隨后，刀庫轉至最近空刀位，等待欣置新刀具。放置過(guò)后，RFID重新識別放置新刀具后的刀位信息并存儲，以待下次識別工作的循環(huán)執行。新刀人庫后，整個(gè)刀位信息數組無(wú)需重置。只修改部分信息即可。

3.2實(shí)驗結果

系統工作時(shí)，圓盤(pán)刀庫轉速為15r/min，RFID.識別刀具標簽時(shí)間為0. 25s.系統掃描識別一圓周總時(shí)間為6s.接著(zhù)系統接受需查詢(xún)的刀具號對目標刀具定位，假設RFID在識別起始點(diǎn)(0號刀位)，刀具識別定位的平均時(shí)間為1s.

本識別系統改善了刀庫中刀具識別的功能，使整個(gè)識別過(guò)程更加有效、穩定。對刀具識別的改進(jìn)，使刀具在刀庫中能隨機存放;將射頻識別與查表定位相結合的方法應用于刀具定位中，系統功能執行效率更高;電子標簽中存有的刀具信息容量更大;單位刀具信息在換刀過(guò)程中可實(shí)時(shí)顯示，使換刀過(guò)程實(shí)現可視化控制。

4結語(yǔ)

無(wú)線(xiàn)射頻識別與其他目前應用的刀具識別方法比較，電子標簽不受現場(chǎng)惡劣環(huán)境的干擾，不怕油、灰塵和臟東西的污染，使用壽命長(cháng)，自動(dòng)化程度高。數控機床刀具射頻識別系統的用途是監控刀具和管理刀具，為機械加工準備好所需刀具，避免了停工等刀現象的產(chǎn)生。

本系統中管理與監控有機結合，具有較強的實(shí)用性，可提高生產(chǎn)效率和降低管理成本。