RFID-rendszerek az ipari fémpréselés területén

Annak biztosítása, hogy egy adott munkához a megfelelő szerszámot húzza ki a rendszer, talán a legfontosabb hibabiztos lépés a préselési folyamatban. De miért? Egy nem megfelelően összeillesztett szerszám már az első ütésnél összeütközhet, ami a vállalatot a szerszám és a gép sérülésének kézzelfogható költségeivel, valamint a nem tervezett állásidő alternatív költségeivel terheli, ami gyakran napokig, néha hetekig is elhúzódhat.

A szerszámkészlet azonosítása és az információk betöltése a présvezérlő szoftverbe hagyományosan kézzel történik, ezért előfordulhatnak az emberi tévedések. Az egyszerű, festett/nyomtatott sorozatszámok valószínűleg a leggyakoribb szerszámazonosítók. Idővel azonban a jelölések lekopnak és felismerhetetlenné válnak, ami növeli a hibák kockázatát. Egy elkenődött vagy kopott azonosítókód lehet „KY537-2” vagy „KV537-2” – minden a dolgozó vizuális értelmezésétől függ. Még ha a felfestett sorozatszámot helyesen olvassák is le, a kezelő tévedésből rossz karaktereket írhat be.

Az emberi szerszámazonosítás továbbfejlesztése a vonalkódolvasás. Ha a vonalkódrendszerek a présgép vezérlőrendszeréhez csatlakoznak, a szerszámok elektronikus leolvasása révén történő automatikus azonosításával kiküszöbölik az emberi hibákat. Számos különböző optikai alapú olvasási technológia létezik, a ragasztócímkék használatától kezdve az adatmátrixkódok közvetlenül a szerszámtömbre történő gravírozásáig, nyomtatásáig vagy lézeres maratásáig. Az öntapadós vonalkódok azonban gyakran nem rendelkeznek a présüzemben megkövetelt tartóssággal, míg a drágább, robusztusabb változatok mechanikusan tartósak, de olvashatóságuk kiszámíthatatlan. Különösen akkor, ha szennyeződések halmozódnak fel, vagy ha a szkenner és a kód egymástól nagyobb távolságra található.

A fenti lehetőségek egyike sem nyújt olyan biztonságot vagy olvashatóságot, mint az RFID-megoldás. 

Az RFID előnyei nem csak a présgépnél kezdődnek. Már korábban, a szerszámtárolóban is van szerepük. A szerraktár elrendezése a lazán szervezett, a padlón szétszórt tételektől a rendezett polcrendszerekig terjed. Minden a vállalat igényeitől, méretétől és költségvetésétől függ. Akár „tucatnyi” vagy „több száz” szerszám is jelen lehet, amelyek közül néhányat hetente használnak, míg másokra csak néhány évente egyszer van szükség.

Minél könnyebb megtalálni a szerszámot, annál gyorsabban kezdheti meg a prés az alkatrészek préselését és a bevételszerzést. A „címkével ellátott” szerszámok megtalálása egyszerű: meg kell keresni a szerszám helyét a számítógép vagy a telefon kijelzőjén, ellenőrizni kell az azonosítót egy kézi leolvasóval, majd át kell adni a szerszámot a présüzembe. RFID-ellenőrzés nélkül előfordulhat, hogy egy dolgozó véletlenül rossz állványról vesz ki egy szerszámot. Vagy kiválasztják a megfelelő helyet, de hiába, mert egy korábbi munka után rossz szerszámot helyeztek oda vissza. Az azonosító beolvasása azonnal értesítést küld a helytelen elhelyezésről.

Ha a hibás szerszám eljut a présbe, a dolgozó még az indítás előtt észlelheti a hibát. Azonban még ha a szerencse és a figyelmes kezelő meg is akadályozta az ütközést, a tévedés költségekkel jár. A nem megfelelő szerszám eltávolításának folyamata értékes órákba kerül, amelyeket az alkatrészek gyártására lehetett volna fordítani.

A címkével ellátott szerszámok és az RFID-olvasó által végzett ellenőrző beolvasás megakadályozza a szerszámok helytelen kiválasztását vagy rossz elhelyezését.

Számos olyan RFID-termék létezik, amely kiküszöböli az emberi és az optikai azonosítás hiányosságait.

Az RFID-rendszer egy leolvasóból, egy azonosítócímkéből és egy vezérlőből áll. Az elektronikus címkék nemcsak olvashatók, hanem a munkainformációk is írhatók a címkére. Ezért az olyan adatok, mint a szerszámhasználat, a kezelői előzmények és a szerszámspecifikus beállítási utasítások azonnal frissíthetők és elérhetők. Ezenkívül számos címke fémbe ágyazható, ami megvédi őket a tárolás és visszakeresés során bekövetkező sérülésektől.

Az RFID szerszámkészlet megerősítése100%-os érintésmentes biztonsággal elvégezhető. Az optikai olvasókkal ellentétben a beigazítás sokkal felhasználóbarátabb. A címkeinformációk olvasására vagy frissítésére használt antenna nagy területet fed le. Ez a széles érzékelési terület különösen hasznos a nagy présgépeknél, ahol a felső és alsó szerszámokat külön tárolják. Ha a felső és az alsó szerszámot nem megfelelően párosítják a telepítés során, akkor elkerülhetetlen a szerszám nagymértékű ütközése. Egyetlen UHF-rendszer egyidejűleg le tudja olvasni a felső és az alsó szerszámra szerelt címkéket az indítás előtt, hogy biztosítsa azok egyezőségét. 

Az RFID-címkék és -olvasók műszaki jellemzői

• Működési frekvencia: 13,56 MHz
• Megfelelés az ISO 15693 szabványnak
• Védettségi szint (IP67/68)
• Az azonosítócímkék fémbe ágyazhatók, és akár 4 méteres távolságból is leolvashatók
• Szerelőfuratok a címkék egyszerű felszereléséhez
• Az író-/olvasófejek kettős LED-ekkel rendelkeznek a funkció megjelenítéséhez
• Az UHF-rendszerek lehetővé teszik a többcímkés olvasást

Az RFID előnyei messze túlmutatnak az egyszerű, de fontos kezdeti hibabiztonságon. Ezeknek valóban csak a nyomdai követelmények és a mérnöki leleményesség szab határt. Itt jön a képbe az IIoT.

A szerszám azonosításának segítségével könnyen nyomon követhető a használati órák száma. Ahelyett, hogy az emberre hagyatkozna a szerszám állapotának meghatározásában, a megelőző karbantartás automatikusan elindítható. Nem kell többé aggódni amiatt, hogy a szerszám felújítási dátumáról való megfeledkezés miatt gyengébb minőségű alkatrészek készülnek.

Az RFID-olvasók és az alkatrészérzékelők kombinálása nagy felbontású képet ad a tényleges szerszámhasználatról. Számos RFID-rendszer könnyen csatlakozik a vállalat MES/ERP/SCADA szoftveréhez olyan szabványos IIoT kommunikációs protokollokon keresztül, mint az MQTT, OPC UA vagy REST API. Ez minden eddiginél könnyebbé teszi a hagyományos emberi és táblázat alapú teljesítményelemzésről a valós idejű, hibamentes állapotfrissítésre való áttérést. A legyártott alkatrészek száma, a szükséges karbantartásig hátralévő órák, a szerszámok helye, a rendelkezésre állás állapota és a havi szerszámhasználat – az összes fontosnak tartott adat bárki számára, bármikor és bárhol láthatóvá válik.

• Az automatikus szerszámazonosítás kiküszöböli az emberi hibát
• Az RFID bevezetése a présüzemben a hatékonyságnövelő IIoT kezdeményezések kapuja
• A nem megfelelő szerszámkiválasztás és -elhelyezés miatti szerszámütközések kiküszöbölése
• Fontos munkainformációk írhatók az RFID-címkékre, például a szerszámhasználat