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RFID智能技术在自动化生产过程中的应用分析

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发布日期: 2017-05-15 来源; 网络 作者; 英迈思
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1.RFID智能技术的概念

  RFID(Radio Frequency Idenlification)是射频识别,俗称电子标签、无线射频识别属于短距离无线通信技术。它是由RFID标签、阅读器以及天线构成,其中RFID标签是由天线和芯片构成,每个芯片都有相应的识别条码,包含的信息可以自行设定。具体工作原理是通过无线电射频信号对目标以及对象进行自动识别然后获取相关数据,对于一些高速运转的物体也有较高的识别效果而且还能够同时识别多个标箍,操作方便快捷应用前景广泛,目前在创库管理、供应链自动管理、防伪识别、医疗以及自动化生产等多个领域都涉及到RFID智能技术的应用。

  RFlD智能技术不需要在识别目标或者对象之间建立任何机械设备或者光学接触,即整个过程无须人工干预,在一些环境比较恶劣不适合人工操作的情况下具有很大的优势。根据这一点,RFID智能技术逐渐被广泛应用在工业自动化领域,在生产制造和装配领域可以利用RFID实现自动化生产线的可视化管理以及生产过程的控制。

  2.RFID智能技术在自动化生产过程中的应用

  目前,生产制造业的自动化水平逐渐提高,生产线的集中控制程度越来越密集,作为企业的管理层需要在第一时问了解生产线的运行状况,所以在这里引人RFID智能技术对生产线进行可视化管理、生产线检测以及产品监测。

  2.1生产线的可视化管理

  利用RFID智能技术进行可视化管理的系统主要由生产流水线、RFID数据采集系统、制造产品、工位以及两个同定的RFID读识器这几大部分构成。工作原理如图1所示:

RFID智能技术在自动化生产过程中的应用分析

图1 RRID工作原理图

  由罔可知读识器通过天线发送出一定频率的射频信号,当标箍进入磁场时产生感应电流从而获得能力。向读识器发送出自身编码信息,经过采集、解码后将数据信息传输到计算机进行分析处理。利用这个原理,产品在生产流水线上移动,到达工位后工人取下该产品进行零配件组装,在这个过程中每个生产品都加上RFID标签,等到工人装配完成后再放回流水线进行下一道工序。带有RFID标签的产品在流水线上运转的过程中,先后通过系统固定的两个RFID读识器,机器阅读产品标签上的信息然后将其传输到总控制系统,操作人员可以通过系统显示的数据米判断产品在生产流水线运转的状况以及成品的制造情况。

  2.2生产线监测

  通过RHD智能技术还可以通过产品在流水线上的工位进行监测,来反映生产线超时以及压货的现象。并以此为依据判断流水线的工作状态是否良好。在进行工位超时监测时,需要对产品在工位上停留的最大时间Tmax进行设定,产品经过两个读识器的时间间隔是相同的并且都等于Tmax,一旦产品经过读识器1,但并未在规定时间经过读识器2,系统会根据初始设定进行报警提示。产品工位的停留时间为T(读识器2)一T(读识器1),如果计算结果小于Tmax,则说明产品在工位上停留的时间属于正常范围;如果计算结果大于Tmax,则说明生产品已经出现超时现象。

  进行工位压货的监测时,首先需要对产品在工位上的最大堆积量进行设定。并且在相同的时间间隔内经过两个读识器的产品数量相同都为Nmax,然后运用同样的监测原理对产品在工位上的堆积量进行判断,具体的计算公式为N(读识器2)一N(读识器1),如果计算结果小于Nmax,则说明产品在生长流水线上正常运转;如果计算结果大于Nmax。则说明产品出现过量堆积现象,生产流水线存在异常,此时系统会根据初始设定情况进行报警提示。

  2.3产品监测

  产品监测是通过RFID智能技术对产品标箍进行识别。获取相应的数据信息,并进一步判断该产品在生产流水线的位置以及相应的工序完成状况。

  具体的监测流程包括:首先设定产品在生产流水线上经过的中所有工序N并且按照工位进行排序(123...n),然后在根据产品的完成状态设计一个二进制代码,即产品完成代码为1,未完成代码为0,将代码编入RFID标签每完成一个工序相应的更换代码;当产晶在生产流水线上运转时,通过同定好的读识器读取RFID标签的信息,系统根据数据显示产品完成状况,以及所在的工序,操作人员以此确定出已经完成的工序和正在完成的工序。并最终实现生产过程的控制。

  利用RFID智能技术进行生产过程控制的主要目标是利用产品上的RFID标签所包含的数据信息,静态或者动态的确定生产流水线上产品的组装路线以及组装方式,因为制造产品的组装路线可以分为进行如流水线之前制定的静态路线,以及进人流水线后f临时改变的动态路线。具体的工作原理是,预先同定好的读识器对产品的信息进行实时检测,然后根据系统初始设定的组装路线以及组装方式,生成产品路径的选择指令以及组装工序提示。该控制系统主要由读写器、RFID数据采集系统、工位控制器、看板以及路径选择执行机构组成。

  具体控制方法为:根据在产品的组装要求,生成虚拟生线。将RFID标签中的产品代码和虚拟生产线绑定,然后将标签以及产品绑定。当产品进行多径选择时,读识器读取标签中的在生产品代码,并根据虚拟生产线中的信息,确定下一个工位。该算法的优点是,当需要对在生产品的制造工序进行改变时,只需更改控制器中存储的虚拟生产线和工位关系。便于组装路径动态控制。根据产品的组装要求,生产组装指令;通过读识器读取RFID标签中的产品代码以及工序代码;显示组装指令,并指导生产。

  结束语

  综上所述,RFID智能技术是20世纪90年代逐渐兴起的一种射频识别技术,由于它无需识别系统与特定目标之间建立机械或者光学接触,所以被普遍应用于各个领域。本文以RFID智能技术在自动化生产过程中的应用为主要研究对象,通过分析RFID在生产线的可视化管理、生产线监测以及产品监测的工作原理,阐述了其在生产管理上的优越性,能够更好地帮助装备制造业一步完善自动化的管理。

 

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