应用RFID的数控刀具识别系统设计与实现

3系统功能实现

    3.1随机快速取刀

    为了验证系统功能，设计了一个具有8刀位(间隔45度)的圆盘回转装置，随机存放刀具。RFID系统初始对应的刀位设为识别起点。系统启动，刀盘从当前起点开始随步进电动机控制每转动45度,RFID识别当前刀具标签，每次识别的信息传给微处理器存于刀位信息数组，数组包含刀座和刀具对应信息。RFID将一圆周识别完后，回到识别起点。此时，微处理器端的键盘输入所需的刀具号，微处理器内部算法运行，查找刀位数组中与输入刀具号信息匹配的刀位，并计算该刀位与识别起点的角度差(角距).角距值为n*45度（n=0~7）。再根据n的取值，判断电动机如何旋转才能最快到达目标刀具。接着，RFID读写器将所对应刀具信息的核心参数在液晶显示器上显示。随后便等待取刀，工作完成后RFID系统将重回识别起点，整个识别过程运转快速简便。系统换刀流程如图5所示。

    图5换刀流程

    新刀其存入库的方式遵循就近空位放置的原则。取刀后，圆盘刀库8个刀位中将有空刀位。当新刀具需存入刀库时，微处理器查询该时刻各刀位信息.确定距离当而RFID系统位置的最近空刀位，随后，刀库转至最近空刀位，等待欣置新刀具。放置过后，RFID重新识别放置新刀具后的刀位信息并存储，以待下次识别工作的循环执行。新刀人库后，整个刀位信息数组无需重置。只修改部分信息即可。

    3.2实验结果

    系统工作时，圆盘刀库转速为15r/min,RFID。识别刀具标签时间为0. 25s。系统扫描识别一圆周总时间为6s。接着系统接受需查询的刀具号对目标刀具定位，各刀具所需定位时间T如表2所示，假设RFID在识别起始点(0号刀位)，刀具识别定位的平均时间为1s。

    表2 刀具定位时间

    本识别系统改善了刀库中刀具识别的功能，使整个识别过程更加有效、稳定。对刀具识别的改进，使刀具在刀库中能随机存放;将射频识别与查表定位相结合的方法应用于刀具定位中，系统功能执行效率更高;电子标签中存有的刀具信息容量更大;单位刀具信息在换刀过程中可实时显示，使换刀过程实现可视化控制。

4结语

    无线射频识别与其他目前应用的刀具识别方法比较，电子标签不受现场恶劣环境的干扰，不怕油、灰尘和脏东西的污染，使用寿命长，自动化程度高。数控机床刀具射频识别系统的用途是监控刀具和管理刀具，为机械加工准备好所需刀具，避免了停工等刀现象的产生。

    本系统中管理与监控有机结合，具有较强的实用性，可提高生产效率和降低管理成本。