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谈谈射频基于RFID数控机床刀具识别系统设计和实现

收藏本文 2024-02-01 点赞:12318 浏览:47591 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:在自动化生产中,数控机床刀具是消耗性产品,并且随着加工零件品种的增加,刀具的更换也越来越频繁。在加工中心中,装备了刀具自动更换装置,要求对刀具进行自动化管理。为了更加有效地管理数控机床刀具以及实现自动换刀系统中刀具的快速查询、定位,本论文将射频识别技术(RFID, Radio frequency identification)运用于数控机床刀具的识别与管理中。论文基于RFID技术构建了数控机床刀具识别系统,其中电子标签被安装在刀具表面上。标签内存有刀具的主要几何尺寸和技术数据,标签信息始终与刀具并存,能够方便地进行刀具的自动化管理,论文主要探讨如下:1.在对加工中心刀库中刀具识别、换取方式和RFID工作原理的探讨之后,确定了RFID技术运用于刀具管理的案例,并进行了RFID系统数据传输完整性的仿真探讨。2.设计了基于RFID的刀具管理系统。内容主要包括:RFID识别模块的硬件电路、读写器天线设计以及识别模块软件、上位机软件系统和刀具信息数据库的开发。实现了刀具信息在整个系统内的流动。3.将设计的刀具管理系统运用于自动换刀模拟装置中,设计了刀盘回转装置与RFID模块接口电路,开发了随机换刀系统软件并进行了功能调试。论文利用RFID技术实现了刀具的自动化管理和换刀模拟装置中刀具的快速定位。本系统具有较高的可靠性和执行效率,设计成本低。关键词:数控论文射频识别论文通信协议论文刀具管理论文自动换刀论文

    摘要7-8

    ABSTRACT8-9

    第一章 绪论9-17

    1.1 探讨背景及作用9-12

    1.2 国内外探讨情况12-15

    1.2.1 刀具管理探讨情况12-13

    1.2.1.1 国外探讨情况12

    1.2.1.2 国内探讨情况12-13

    1.2.2 RFID技术探讨情况13-15

    1.2.2.1 RFID技术的进展13-14

    1.2.2.2 国内外探讨情况14-15

    1.2.2.3 在刀具识别领域的探讨情况15

    1.3 本论文探讨内容15-17

    第二章 RFID技术论述探讨17-27

    2.1 RFID系统结构组成17-18

    2.1.1 读写器17

    2.1.2 电子标签17-18

    2.1.3 RFID运用系统软件18

    2.2 RFID系统工作原理18-20

    2.2.1 RFID系统工作方式18-19

    2.2.2 RFID系统的电磁场论述19-20

    2.3 RFID系统数据传输20-25

    2.3.1 数据传输原理20-21

    2.3.2 数据传输协议与方式21-23

    2.3.3 系统数据传输的完整性探讨23-25

    2.4 RFID系统的协议标准25-26

    2.5 小结26-27

    第三章 系统选型27-32

    3.1 系统工作平台选择27-28

    3.1.1 刀库的分类27-28

    3.1.2 刀库驱动模块选择28

    3.2 RFID系统工作频率选择28-29

    3.3 识别系统硬件选择29-31

    3.3.1 电子标签的选择29-30

    3.3.2 读写模块的选择30-31

    3.3.3 处理器的选择31

    3.4 小结31-32

    第四章 刀具管理系统的设计与探讨32-58

    4.1 刀具管理系统概述32

    4.2 硬件系统设计32-43

    4.2.1 射频基站模块设计32-36

    4.2.1.1 MF RC500功能结构32-33

    4.2.1.2 MF RC500引脚说明33-34

    4.2.1.3 MF RC500接口电路设计34-35

    4.2.1.4 读写器主控芯片及电路35-36

    4.2.2 读写器矩形天线设计36-42

    4.2.2.1 RFID系统天线探讨36-37

    4.2.2.2 天线线圈的场强和磁通量37-38

    4.2.2.3 矩形天线优化设计38-42

    4.2.3 电子标签存储结构42-43

    4.2.4 系统PCB图设计43

    4.3 射频识别模块软件开发43-46

    4.3.1 系统开发平台44

    4.3.2 系统软件设计基础44-46

    4.3.2.1 RC500底层命令函数45

    4.3.2.2 通信协议45-46

    4.4 射频识别下位机程序设计46-49

    4.4.1 软件设计思路46-47

    4.4.2 射频识别标签程序设计47-49

    4.4.2.1 RC500初始化47

    4.4.2.2 RC500子程序说明47-49

    4.5 PC端上位机软件设计49-55

    4.5.1 串口通信模块50-52

    4.5.1.1 串口参数设置50

    4.5.1.2 通信程序设计50-52

    4.5.2 数据库处理模块52-55

    4.5.2.1 数据库结构52

    4.5.2.2 数据库连接代码实现52-54

    4.5.2.3 数据库操作实现54-55

    4.6 性能浅析及调试55-57

    4.6.1 性能浅析55

    4.6.2 系统软件调试55-57

    4.7 小结57-58

    第五章 刀库中刀具识别功能的实现58-69

    5.1 盘式刀库换刀系统试验平台构建58-59

    5.2 刀盘回转装置介绍59-61

    5.2.1 刀盘装置主要参数确定59

    5.2.2 刀盘设计59

    5.2.3 刀盘转动定位模块设计59-60

    5.2.4 刀盘制约系统与识别模块的连接60-61

    5.3 刀具识别功能实现61-63

    5.3.1 刀号输入61

    5.3.2 刀具信息RFID扫描61-62

    5.3.3 与识别模块通信62-63

    5.4 刀盘换刀系统识别功能优化63-68

    5.4.1 随机换刀功能改善63-64

    5.4.2 刀具绝对编码64

    5.4.3 全刀盘RFID预扫描64-65

    5.4.4 记忆式刀具定位65-67

    5.4.5 新刀入库67

    5.4.6 上位机数据库更新67-68

    5.5 小结68-69

    第六章 总结与展望69-71

    6.1 总结69

    6.2 展望69-71

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