工业金属冲压中的 RFID 系统

在冲压过程中，为给定的作业选择正确的模具是非常重要的防错步骤。不匹配的模具在第一次冲程时就非常容易发生崩溃，这样会给公司造成工具和机器损坏的有形成本，以及意外停机的无形成本，通常持续数天，有时甚至数周。

通常，识别模具组并将信息加载到冲压机控制软件的过程是手动完成的，因此容易出现人为失误。简单的涂漆/印刷序列号是非常常见的模具标识符。但随着时间的推移，标识发生磨损导致无法识别，从而增加了出错的风险。带有污渍或磨损的 ID 码可能显示为“KY537-2”或“KV537-2”——这完全取决于工作人员的视觉解读。即使正确读取了涂漆的序列号，操作员也可能在输入时手误输错字符。

人工模具识别的一个改进是条形码扫描。当连接到冲压机控制系统时，条形码系统通过电子扫描自动识别模具，能够可靠消除人为错误。市场上有多种基于光学原理的读取技术，从使用不干胶标签到直接在模具块上喷丸、打印或激光蚀刻Data Matrix码。然而，不干胶条形码通常缺乏冲压车间所需的耐用性，即使有更昂贵、更坚固的型号可以在机械上提供耐用性，但在可读性方面不可预测。特别是当污渍积聚或扫描仪到代码的检测距离较长的情况下 。

上述几种方案都无法实现 RFID 解决方案所提供的安全性或可读性。

RFID 的优势可不是从冲压机才刚刚开始，而是开始得更早，在模具存储领域就已显现。模具仓库的布局范围包括从地面上散落堆放的零部件，到整齐协调的货架系统。这完全取决于公司的需求、规模和预算。在任何给定的时间，可能有“数十个”到“数百个”模具，其中一些的使用频率为每周，而另一些可能每隔几年才使用一次。

模具的定位越容易，冲压机就能越快地开始冲压零件并产生收益。定位“标记”模具就像在计算机或手机上查看拣选位置一样简单，使用手持式读码器验证 ID 并将模具转移到冲压机上。在没有 RFID 验证的情况下，工作人员可能在错误的货架上拣选模具。或者他们即使在正确的位置进行拣选，但如果在上一个作业完成后将错误的模具存放在那里，那么这一切都是徒劳的。ID 扫描将触发错位的即时通知。

如果不正确的模具已经进入冲压机，工作人员可以在启动前发现错误。然而，即使幸运细心的操作员避免了事故发生，这个失误也不是完全没有代价的。拆卸错误模具的过程，浪费了本可以用于生产零件的宝贵时间。

通过标记模具和 RFID 读写设备的确认扫描，可以防止错误的模具选择或错位。

丰富的 RFID 产品克服了人工识别和光学识别的缺点。

RFID 系统由扫描仪、ID 标签和控制器组成。不仅可以读取电子标签，还可以将作业信息写入标签。例如模具使用情况、操作员历史记录和模具特定设置指令等数据，可即时更新，并确保其可用性。此外，许多标签可以齐平嵌入金属中，确保其在存储和检索过程中免受损坏。

通过 RFID 进行模具确认可以 100% 非接触式实现。与光学传感器实现读取不同，RFID 读取对目标物的对齐要求更加宽容。用于读取或更新标签信息的天线覆盖范围很大。这种宽检测区域对于上模和下模分开存放的大型冲压机上特别有用。如果在安装过程中上模和下模未能正确配对，则不可避免地会发生严重的模具碰撞。单个 UHF 系统可以在启动前同时读取安装在上下模具上的标签，以确保其匹配。

技术特性

• 工作频率：13.56 MHz
• 符合 ISO 15693 标准
• 防护等级 ：IP67/68
• ID标签可以齐平嵌入金属中，读取距离可达 4 米
• 自带安装孔，用于简单安装标签
• 读写设备的指示灯可以反馈设备状态
• UHF 系统支持多标签读取

RFID 的优势可不仅仅简单但重要的初始防错。实际上 RFID 只是受到冲压车间要求和工程独创性的限制。这就是 IIoT 发挥作用的地方。

通过模具识别功能，可以轻松跟踪使用时间。无需人工确定模具状况，可以自动触发预防性维护。再也不用担心由于工具错过翻新日期而导致的生产零件质量下降。

将 RFID 扫描仪与零件传感器相结合，可提供模具实际使用情况的高分辨率视图。许多 RFID 系统通过标准的 IIoT 通信协议，如 MQTT，OPC UA 或 REST API，轻松连接至公司 MES/ERP/SCADA 软件。这样有助于从传统的基于人工和电子表格的性能分析过渡到实时、无差错的状态更新。生产的零件数量、需要维护的剩余小时数、模具位置、可用性状态和每月的模具碰撞率——您认为重要的所有数据都可以随时随地进行查看。

• 通过自动模具识别消除人为错误
• 在冲压车间采用 RFID，是可靠提高 IIoT 效率的一种途径
• 可靠消除由于模具选择和错位而导致的模具崩溃
• 可以将模具使用情况等重要的作业信息写入 RFID 标签