【機床商務(wù)網(wǎng) 科技動態(tài)】早在工業(yè)4.0提出之前，使用RFID進(jìn)行刀具編碼就已頗為成功。世界航空結(jié)構(gòu)Tier 1供應(yīng)商Premium AEROTEC數(shù)十年來都使用這一技術(shù)為質(zhì)量及生產(chǎn)過程保駕護(hù)航。如今，巴魯夫的刀具ID系統(tǒng)用于金屬切割生產(chǎn)的全過程，為智能網(wǎng)絡(luò)化提供了先決條件，同時又能進(jìn)一步優(yōu)化刀具使用效率，持續(xù)不斷改善生產(chǎn)過程，從而保障產(chǎn)品質(zhì)量。
 

　　在Premium AEROTEC內(nèi)，約有30臺機加工中心配備了巴魯夫刀具ID讀寫頭及BIS V處理單元。
 

　　航空結(jié)構(gòu)零部件的機加工是業(yè)內(nèi)的機械加工之一。原因之一是使用了現(xiàn)代化但難以處理的材料進(jìn)行加工，除了復(fù)雜的鋁合金外，鈦、碳纖維增強復(fù)合材料(CFRP)材質(zhì)都對加工過程有很高的要求。此外，航天航空領(lǐng)域更偏愛薄壁零部件，在減重的同時又要保證零部件的高強度及韌性，這點至關(guān)重要。輕合金通常有復(fù)雜的自由曲面也難切割。德國奧格斯堡Premium AEROTEC公司的刀具修復(fù)及調(diào)試負(fù)責(zé)人Daniel Weishaupt說到：“高性能切割，即HPC，對精度及過程的可靠性要求極為高。”因而確保零部件的緊密度高是重中之重。Weishaupt還說到：“基本的要求是要讓刀具參數(shù)無誤的上傳至機加工中心。”這也是使用刀具識別系統(tǒng)的主要原因。
 

　　像巴魯夫刀具ID這類識別系統(tǒng)的普遍優(yōu)勢是能使用高頻電磁交頻場實現(xiàn)安裝在刀具上的數(shù)據(jù)載體和讀寫頭之間的刀具數(shù)據(jù)傳輸。射頻識別，即RFID，能確保刀具的關(guān)聯(lián)性，例如，使用RFID讀寫頭，對刀儀上的數(shù)據(jù)就能寫入刀具上的數(shù)據(jù)載體內(nèi)并在刀庫中進(jìn)行讀取。此外，刀具用完后，切割次數(shù)等的相關(guān)數(shù)據(jù)也能再次寫入數(shù)據(jù)載體。數(shù)據(jù)的自動化處理能確保所有信息的正確性與及時性。因此，Premium AEROTEC在卓勒的對刀儀及測量設(shè)備上以及30多個機加工中心內(nèi)配備了巴魯夫的刀具ID讀寫頭及處理單元。Weishaupt說到：“我們能將系統(tǒng)集成入不同機器的控制器上，不會有任何麻煩。”集成是由Augsburg的Erhardt + Leimer Automatisierungstechnik GmbH公司操作實施的。這家公司提供專業(yè)的加工過程系統(tǒng)解決方案及自動化技術(shù)，僅12周就能完成。
 

　　巴魯夫的BIS M讀寫頭有多個尺寸大小，圓形、條狀形，能滿足Premium AEROTEC不同機加工中心的多樣需求。
 

　　巴魯夫的BIS V能在多種頻率下通訊。因此，Premium AEROTEC的控制器不僅能使用金屬環(huán)境下牢固可靠的低頻系統(tǒng)零部件(LF, 70...455 kHz)進(jìn)行操作，同時還能使用高頻零部件(HF, 13.56 MHz)。對于這家商用軍用航空零部件公司來說，該款處理單元的多種接口方式能整合入不同的機器中，這點才是至關(guān)重要的，它適合世界范圍內(nèi)行業(yè)通用的總線系統(tǒng)，如Profibus, Profinet, EtherCAT, CC-Link and Ethernet/IP，還具備Ethernet接口的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器，此外，適合多個通用控制器OEM的功能模塊能更快進(jìn)行配置。
 

　　現(xiàn)有的刀具及刀柄上很匹配的裝上了數(shù)據(jù)載體(所謂的編碼塊)。Premium AEROTEC選擇BIS M型號的數(shù)據(jù)載體，能在13.56 MHz的頻率下工作，進(jìn)行無限次數(shù)的讀寫循環(huán)。德國奧格斯堡Premium AEROTEC公司的刀具修復(fù)及調(diào)試負(fù)責(zé)人Daniel Weishaupt說道：“我們決定使用BIS M版本是因為這類編碼塊符合RFID的ISO 15693及ISO 14443A標(biāo)準(zhǔn)，不同生產(chǎn)商都能提供。”這位負(fù)責(zé)人將這一產(chǎn)品視為生產(chǎn)的安全保障。目前Premium AEROTEC公司在刀柄內(nèi)為30,000臺左右的刀具裝上了巴魯夫的BIS M數(shù)據(jù)載體。
 

　　Weishaupt先生還補充道：“BIS M RFID系統(tǒng)能在高速傳輸下還能保證數(shù)據(jù)的優(yōu)良質(zhì)量，這點也尤為重要，如今我們的讀取過程比以往快30%。”
 

　　RFID刀具識別的首要需求就是能夠自動化且安全的處理刀具數(shù)據(jù)，這一點數(shù)年前就已實現(xiàn)。傳輸?shù)毒叱叽?、使用參?shù)，同時記錄使用壽命及剩余使用次數(shù)，這樣能確保可靠的加工過程。Weishaupt解說到：“記錄刀具的切割次數(shù)非常重要，切割力度的增大會導(dǎo)致刀具磨損，從而使得工件的形狀有偏差。而熱循環(huán)負(fù)載及機械循環(huán)負(fù)載會導(dǎo)致表面剝落，這對零部件是不可修復(fù)的損壞。”切割刀具使用久了就會出現(xiàn)表面剝落，這種情況下就無法測量實際磨損情況。只有在出現(xiàn)裂縫且蔓延開時才能知道磨損情況。結(jié)構(gòu)的變化及勞損會導(dǎo)致顆粒的分離，進(jìn)而損壞零部件。因摩擦產(chǎn)生的刀具磨損則會導(dǎo)致切割力度的增加。一旦刀具邊緣無法承受更強的切割力度時，刀具會斷裂，甚至?xí)p壞工件。
 

　　航空零部件的成本通常以成千上萬的美元計算，那問題就顯而易見了。原先憑經(jīng)驗估算刀具使用壽命，如今每把刀柄上的數(shù)據(jù)載體能將刀具的大使用壽命傳輸至刀具上的編碼塊，從而大大減小了這顯而易見的成本問題。
 

　　BIS M數(shù)據(jù)載體具有ID號，除了能知道刀具使用次數(shù)外，還能為刀具創(chuàng)建Weishaupt先生所提到的使用壽命文件。數(shù)據(jù)載體上的ID號只可讀取，不可更改，這能對零部件進(jìn)行追溯，確保其質(zhì)量，同時能記錄每把刀具的歷史信息。刀具管理系統(tǒng)內(nèi)對刀具數(shù)據(jù)的集中式存儲及處理能以不計其數(shù)的新方式進(jìn)一步優(yōu)化刀具的使用。巴魯夫的刀具ID在Premium AEROTEC公司的智能化網(wǎng)絡(luò)生產(chǎn)中是關(guān)鍵技術(shù)，助力該公司沖入工業(yè)4.0的云霄。
 

　　Premium AEROTEC是世界商用及軍用航空結(jié)構(gòu)Tier 1供應(yīng)商之一，其公司分布在Augsburg, Bremen, Nordenham, Varel及Bra?ov (羅馬尼亞)，業(yè)務(wù)包含使用鋁、鈦、碳纖維增強復(fù)合材料(CFRP)材質(zhì)開發(fā)并生產(chǎn)大型航空零部件。Premium AEROTEC對A350 XWB的開發(fā)及生產(chǎn)也做了杰出貢獻(xiàn)。此外，該公司還為波音787 "Dreamliner”, Eurofighter及A400M提供零部件。2016年，Premium AEROTEC的銷售額達(dá)20億歐元。
 

　　切割刀具在卓勒對刀儀中準(zhǔn)備，利用刀具ID讀寫頭在刀柄上將相關(guān)刀具數(shù)據(jù)寫入BIS M數(shù)據(jù)載體內(nèi)。
 

　　P3093195b: Premium AEROTEC公司在刀柄內(nèi)為30,000臺左右的刀具裝上了巴魯夫的BIS M數(shù)據(jù)載體。
 

　　P3093211: 刀柄內(nèi)的巴魯夫BIS M數(shù)據(jù)載體符合RFID的開放式ISO 15693及ISO 14443A標(biāo)準(zhǔn)
 

　　BIS V: BIS V處理單元能在多種頻率下通訊，為通用的總線系統(tǒng)提供了的接口。
 

　　(原標(biāo)題：沖向工業(yè)4.0的云霄)