應(yīng)用RFID的數(shù)控刀具識(shí)別系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

2.2 RFID下位機(jī)軟件設(shè)計(jì)

軟件系統(tǒng)包括主程序、串口中斷程序和發(fā)射子程序。主程序?yàn)轫樞蚪Y(jié)構(gòu)，完成串口、中斷初始化設(shè)置;串口中斷程序接受上位機(jī)命令，配置RC500內(nèi)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(biāo)簽進(jìn)行讀取，實(shí)現(xiàn)標(biāo)簽的識(shí)別，耗時(shí)短。這里給出標(biāo)簽識(shí)別操作的程序片段，軟件流程如圖3所示。

圖3軟件流程

標(biāo)簽識(shí)別操作的程序片段：

2.3上位機(jī)軟件設(shè)計(jì)

上位機(jī)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(zhí)行的操作命令，讀取刀具標(biāo)簽信息。以及將讀取的信息進(jìn)行處理，查詢(xún)數(shù)據(jù)庫(kù)顯示。

刀具信息管理系統(tǒng)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(hào)、刀其名稱(chēng)和兒何參數(shù)等;動(dòng)態(tài)信息則會(huì)隨著刀具的使用而發(fā)生變化，如借還信息、庫(kù)存信息等。系統(tǒng)在VC++環(huán)境下使用動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)對(duì)象(ActiveXData Objects ADO)來(lái)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用程序進(jìn)行開(kāi)發(fā)。

3系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)

3.1隨機(jī)快速取刀

為了驗(yàn)證系統(tǒng)功能，設(shè)計(jì)了一個(gè)具有8刀位(間隔45度)的圓盤(pán)回轉(zhuǎn)裝置，隨機(jī)存放刀具。RFID系統(tǒng)初始對(duì)應(yīng)的刀位設(shè)為識(shí)別起點(diǎn)。系統(tǒng)啟動(dòng)，刀盤(pán)從當(dāng)前起點(diǎn)開(kāi)始隨步進(jìn)電動(dòng)機(jī)控制每轉(zhuǎn)動(dòng)45度，RFID識(shí)別當(dāng)前刀具標(biāo)簽，每次識(shí)別的信息傳給微處理器存于刀位信息數(shù)組，數(shù)組包含刀座和刀具對(duì)應(yīng)信息。RFID將一圓周識(shí)別完后，回到識(shí)別起點(diǎn)。此時(shí)，微處理器端的鍵盤(pán)輸入所需的刀具號(hào)，微處理器內(nèi)部算法運(yùn)行，查找刀位數(shù)組中與輸入刀具號(hào)信息匹配的刀位，并計(jì)算該刀位與識(shí)別起點(diǎn)的角度差(角距)。角距值為n*45度(n=0~7)。再根據(jù)n的取值，判斷電動(dòng)機(jī)如何旋轉(zhuǎn)才能最快到達(dá)目標(biāo)刀具。接著，RFID讀寫(xiě)器將所對(duì)應(yīng)刀具信息的核心參數(shù)在液晶顯示器上顯示。隨后便等待取刀，工作完成后RFID系統(tǒng)將重回識(shí)別起點(diǎn)，整個(gè)識(shí)別過(guò)程運(yùn)轉(zhuǎn)快速簡(jiǎn)便。系統(tǒng)換刀流程如圖所示。

換刀流程

新刀其存入庫(kù)的方式遵循就近空位放置的原則。取刀后，圓盤(pán)刀庫(kù)8個(gè)刀位中將有空刀位。當(dāng)新刀具需存入刀庫(kù)時(shí)，微處理器查詢(xún)?cè)摃r(shí)刻各刀位信息。確定距離當(dāng)而RFID系統(tǒng)位置的最近空刀位，隨后，刀庫(kù)轉(zhuǎn)至最近空刀位，等待欣置新刀具。放置過(guò)后，RFID重新識(shí)別放置新刀具后的刀位信息并存儲(chǔ)，以待下次識(shí)別工作的循環(huán)執(zhí)行。新刀人庫(kù)后，整個(gè)刀位信息數(shù)組無(wú)需重置。只修改部分信息即可。

3.2實(shí)驗(yàn)結(jié)果

系統(tǒng)工作時(shí)，圓盤(pán)刀庫(kù)轉(zhuǎn)速為15r/min，RFID.識(shí)別刀具標(biāo)簽時(shí)間為0. 25s.系統(tǒng)掃描識(shí)別一圓周總時(shí)間為6s.接著系統(tǒng)接受需查詢(xún)的刀具號(hào)對(duì)目標(biāo)刀具定位，假設(shè)RFID在識(shí)別起始點(diǎn)(0號(hào)刀位)，刀具識(shí)別定位的平均時(shí)間為1s.

本識(shí)別系統(tǒng)改善了刀庫(kù)中刀具識(shí)別的功能，使整個(gè)識(shí)別過(guò)程更加有效、穩(wěn)定。對(duì)刀具識(shí)別的改進(jìn)，使刀具在刀庫(kù)中能隨機(jī)存放;將射頻識(shí)別與查表定位相結(jié)合的方法應(yīng)用于刀具定位中，系統(tǒng)功能執(zhí)行效率更高;電子標(biāo)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(xiàn)可視化控制。

4結(jié)語(yǔ)

無(wú)線(xiàn)射頻識(shí)別與其他目前應(yīng)用的刀具識(shí)別方法比較，電子標(biāo)簽不受現(xiàn)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(zhǎng)，自動(dòng)化程度高。數(shù)控機(jī)床刀具射頻識(shí)別系統(tǒng)的用途是監(jiān)控刀具和管理刀具，為機(jī)械加工準(zhǔn)備好所需刀具，避免了停工等刀現(xiàn)象的產(chǎn)生。

本系統(tǒng)中管理與監(jiān)控有機(jī)結(jié)合，具有較強(qiáng)的實(shí)用性，可提高生產(chǎn)效率和降低管理成本。