Systemy RFID w przemysłowym tłoczeniu metali

Zapewnienie, że właściwa matryca będzie pobierana dla danego zadania jest prawdopodobnie najważniejszym krokiem zabezpieczającym przed błędami w procesie tłoczenia. Dlaczego? Niedopasowana matryca może ulec awarii podczas pierwszego skoku, obciążając firmę zarówno namacalnymi kosztami uszkodzenia narzędzia, jak i maszyny, a także kosztem nieplanowanego przestoju, często trwającego kilka dni, a czasem tygodni.

Proces identyfikacji zestawu matryc i wprowadzania informacji do oprogramowania sterującego prasą jest tradycyjnie ręczny i dlatego podatny na błędy ludzkie. Proste, malowane/drukowane numery seryjne są prawdopodobnie najbardziej powszechnym identyfikatorem matryc. Z czasem jednak oznaczenia zużywają się i stają się nierozpoznawalne, co zwiększa ryzyko popełnienia błędu. Rozmazany lub zużyty kod identyfikacyjny może zostać odczytany jako „KY537-2” lub „KV537-2” – wszystko zależy od wzrokowej interpretacji pracownika. Nawet jeśli namalowany numer seryjny zostanie odczytany prawidłowo, operator może omyłkowo „grubymi palcami” wprowadzić niewłaściwe znaki.

Udoskonaleniem ludzkiej identyfikacji matryc jest skanowanie kodów kreskowych. Po podłączeniu do systemu sterowania prasą systemy kodów kreskowych eliminują błędy ludzkie poprzez automatyczną identyfikację matrycy, korzystając ze skanowania elektronicznego. Istnieje wiele różnych optycznych technologii odczytu, od stosowania etykiet samoprzylepnych do bezpośredniego śrutowania, drukowania lub laserowego wytrawiania kodów Data Matrix na bloku matrycy. Jednak samoprzylepnym kodom kreskowym często brakuje trwałości wymaganej w tłoczni, podczas gdy droższe, wytrzymałe warianty są mechanicznie trwałe, ale nieprzewidywalne pod względem odczytu. Szczególnie w przypadku gromadzenia się zanieczyszczeń lub przy większych odległościach od skanera do kodu.

Żadna z powyższych opcji nie zapewnia bezpieczeństwa ani czytelności zapewnianej przez rozwiązanie RFID. 

Korzyści z technologii RFID nie tylko zaczynają się na prasie. Zaczynają się wcześniej, w magazynie matryc. Układy magazynów matryc mogą być różne, od luźno zorganizowanych partii rozrzuconych po podłodze po starannie koordynowane systemy regałów. Wszystko zależy od potrzeb, wielkości i budżetu firmy. W danym czasie mogą istnieć „dziesiątki” do „setek” matryc pod ręką, z których niektóre są używane co tydzień, podczas gdy inne są potrzebne raz na kilka lat.

Im łatwiej jest zlokalizować matrycę, tym szybciej prasa może rozpocząć tłoczenie części i generować przychody. Zlokalizowanie „oznakowanej” matrycy jest tak proste, jak wyświetlenie jej lokalizacji na ekranie komputera lub telefonu, weryfikacja identyfikatora za pomocą ręcznego czytnika i przeniesienie matrycy do prasy. Bez weryfikacji RFID pracownik może przypadkowo pobrać matrycę z niewłaściwego regału. Może też wybrać właściwą lokalizację, ale wszystko na nic, jeśli niewłaściwa matryca była tam pozostawiona po poprzednim zadaniu. Skanowanie identyfikatora powoduje natychmiastowe powiadomienie o nieprawidłowym umieszczeniu.

Jeśli nieprawidłowa matryca trafi do prasy, pracownik może wychwycić błąd przed uruchomieniem. Jednak nawet jeśli szczęście i uważny operator zapobiegną awarii, błędne posunięcie nie pozostaje bez wpływu na koszty. Proces demontażu niewłaściwej matrycy oznacza utratę cennych godzin, które można przeznaczyć na produkcję części.

Dzięki oznaczonym matrycom i potwierdzającemu skanowaniu czytnikiem RFID można uniknąć nieprawidłowego wyboru lub błędnego umieszczenia matrycy.

Istnieje wiele produktów RFID, które eliminują niedostatki identyfikacji ludzkiej i optycznej.

System RFID składa się ze skanera, znacznika identyfikacyjnego i sterownika. Znaczniki elektroniczne można nie tylko odczytywać, ale również zapisywać w nich informacje o zadaniach. Dlatego dane, takie jak użycie matrycy, historia operatora i instrukcje ustawienia matrycy, są natychmiast aktualizowane i dostępne. Ponadto wiele znaczników może być osadzonych równo w metalu, chroniąc je przed uszkodzeniem podczas przechowywania i odzyskiwania.

Potwierdzenie ustawienia matrycy przez RFID może być wykonane bezdotykowo ze 100% pewnością. W przeciwieństwie do czytników optycznych, wyrównanie jest znacznie bardziej tolerancyjne. Antena używana do odczytu lub aktualizacji informacji ze znaczników obejmuje duży obszar. To szerokie pole wykrywania jest szczególnie przydatne w przypadku dużych pras, w których matryce górne i dolne są przechowywane oddzielnie. Jeśli matryca górna i dolna nie są prawidłowo sparowane podczas instalacji, to nieuniknione są poważne awarie matryc. Pojedynczy system UHF może przed uruchomieniem jednocześnie odczytać tagi zamontowane na górnej i dolnej matrycy, aby zapewnić ich dopasowanie. 

Cechy techniczne znaczników i czytników RFID

• Częstotliwość robocza 13,56 MHz
• Zgodność z normą ISO 15693
• Stopień ochrony (IP67/68)
• Znaczniki identyfikacyjne mogą być osadzone równo w metalu i mogą być odczytywane z odległości do 4 metrów (13 stóp)
• Otwory montażowe ułatwiające montaż znaczników
• Głowice do odczytu/zapisu są wyposażone w dwie diody LED do wyświetlania funkcji
• Systemy UHF umożliwiają odczyt wielu znaczników

Korzyści płynące z technologii RFID wykraczają daleko poza proste, ale ważne wstępne wykrywanie błędów. Są one naprawdę ograniczone tylko przez wymagania hali maszyn i pomysłowość inżynierów. To właśnie tutaj IIoT wchodzi do gry.

Dzięki możliwości identyfikacji matryc łatwo jest śledzić godziny użytkowania. Zamiast polegać na człowieku w celu określenia stanu matryc konserwacja zapobiegawcza może być uruchamiana automatycznie. Nie trzeba się już obawiać produkcji części o obniżonej jakości z powodu oprzyrządowania, które przekroczyło datę odnowienia.

Połączenie skanerów RFID z czujnikami części zapewnia precyzyjny obraz rzeczywistego wykorzystania matryc. Wiele systemów RFID można łatwo połączyć z firmowym oprogramowaniem MES/ERP/SCADA za pomocą standardowych protokołów komunikacyjnych IIoT, takich jak MQTT, OPC UA lub REST API. Dzięki temu przejście od tradycyjnej analizy wydajności opartej na ludziach i arkuszach kalkulacyjnych do bezbłędnych aktualizacji stanu w czasie rzeczywistym jest łatwiejsze niż kiedykolwiek. Liczba wyprodukowanych części, liczba godzin pozostałych do wymaganej konserwacji, lokalizacja matrycy, stan dostępności i miesięczne uderzenia matrycy – wszystkie dane, które są ważne, mogą być widoczne dla każdego, w dowolnym czasie i miejscu.

• Automatyczna identyfikacja matrycy eliminuje błędy ludzkie
• Wdrożenie technologii RFID w hali maszyn to brama do inicjatyw IIoT mających na celu poprawę efektywności
• Awarie matryc spowodowane nieprawidłowym wyborem i rozmieszczeniem matryc są eliminowane
• Ważne informacje dotyczące zadania, takie jak użycie matrycy, można zapisać w znacznikach RFID