應用RFID的數(shù)控刀具識別系統(tǒng)設計與實現(xiàn)

2.2 RFID下位機軟件設計

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)射模塊進入發(fā)射狀態(tài)，讀寫器通過防沖突算法分時選擇一個標簽進行讀取，實現(xiàn)標簽的識別，耗時短。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。主要功能是通過申門通信發(fā)送所要執(zhí)行的操作命令，讀取刀具標簽信息。以及將讀取的信息進行處理，查詢數(shù)據庫顯示。

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、刀其名稱和兒何參數(shù)等;動態(tài)信息則會隨著刀具的使用而發(fā)生變化，如借還信息、庫存信息等。系統(tǒng)在VC++環(huán)境下使用動態(tài)數(shù)據對象(ActiveXData Objects ADO)來對數(shù)據庫應用程序進行開發(fā)。

3系統(tǒng)功能實現(xiàn)

3.1隨機快速取刀

為了驗證系統(tǒng)功能，設計了一個具有8刀位(間隔45度)的圓盤回轉裝置，隨機存放刀具。RFID系統(tǒng)初始對應的刀位設為識別起點。系統(tǒng)啟動，刀盤從當前起點開始隨步進電動機控制每轉動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(shù)組，數(shù)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。此時，微處理器端的鍵盤輸入所需的刀具號，微處理器內部算法運行，查找刀位數(shù)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，判斷電動機如何旋轉才能最快到達目標刀具。接著，RFID讀寫器將所對應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)將重回識別起點，整個識別過程運轉快速簡便。系統(tǒng)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，圓盤刀庫8個刀位中將有空刀位。當新刀具需存入刀庫時，微處理器查詢該時刻各刀位信息。確定距離當而RFID系統(tǒng)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(zhí)行。新刀人庫后，整個刀位信息數(shù)組無需重置。只修改部分信息即可。

3.2實驗結果

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

本識別系統(tǒng)改善了刀庫中刀具識別的功能，使整個識別過程更加有效、穩(wěn)定。對刀具識別的改進，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(tǒng)功能執(zhí)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程中可實時顯示，使換刀過程實現(xiàn)可視化控制。

4結語

無線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(xiàn)場惡劣環(huán)境的干擾，不怕油、灰塵和臟東西的污染，使用壽命長，自動化程度高。數(shù)控機床刀具射頻識別系統(tǒng)的用途是監(jiān)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(xiàn)象的產生。

本系統(tǒng)中管理與監(jiān)控有機結合，具有較強的實用性，可提高生產效率和降低管理成本。