刀具直接标刻与识别技术研究

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1、刀具直接标刻与识别技术研究摘要：木文针对目前MES、柔性制造、徴捷制适等系统中刀具标识与信息追踪方面的不足，提出了直接激光标刻与二维条码相结介的刀具直接标识方法。文章首先对丿J具直接标识方法的町行性和可靠性进行了深入研究，Z后，通过编码，实现了条码识别设备和刀具管理系统的集成。该项研究对实现丿J具全生命周期管理和倍息追踪提供了有效的技术手段，能够提高MES系统的执行效率，对航空宇航数字化生产线(车间)的建设具有重耍的应用价值。关键词：制造执行系统直接激光标刻Datamatrix二维条码刀具金生命周期管理Re

2、searchoftheDirectToolMarkingandIdentificationMethodAbstract:Thispaperhasfirstintroducedanewmethodoftoofsdirectmarkingwhichcanbeusedontoofsinformationidentificationandtracking.Atfirst,thepaperhasdiscussedthefeasibilityandreliabilityofthemethodbasedonalargea

3、mountofexperiments,thenhasintegratedthebarcodeidentificationequipmentandtoolmanagementsystemtogethe匚Thepaperhassuppliedacompletemethodfromtoolmarkingtotooldatamanagement,thismethodcanimprovethecfficicncyofMES,canimprovetheagilemanufacturingcapabilityofente

4、rprise・Keyword:ManufacturingExecutionSystem(MES)DirectLaserMarkingDatamatrix2DBarcodeToolLifecycleManagement前s美国先进制造研究机构(AdvanceManufacturingResearch,AMR)将MES定义为"位于上层的计划管理系统与底层的工业控制之间的而向车间层的管理信息系统”⑴，它为操作人员、管理人员提供计划的执行、跟踪和所冇资源(人、设备、物料、在制品等)的当前状态。目前对MES的研究仍主

5、要集小在计划调度和优化决策算法方面Pl,由于缺乏准确和足够的牛产执行过程的信息的实时反馈，导致计划调度等决策信息的可执行性差，严重制约着算法执行的效果和效率。2000年SukhiN.和NickW.提出来智能笫二代MES解决方案(MESII)⑶，其核心是通过更精确的过程状态跟踪和更完整的数据记录以获取更多的数据来更方便地进行生产管理，如果能够获取车间底层实时信息反馈，复杂的调度问题也能得到人人简化。常用的信息采集与标识技术手段包括条码技术、射频技术和直接标识技术。在生产管理领域，通常采用条码技术用于物料、刀具

6、、在制品的库存管理。传统的手段是将条码打卬岀来粘贴在物料、刀具、在制品或其承载物表而，依靠条码识别设备采集相应的信息，由于纸制条码易于破损、污损，而且对于刀具管理來说，因为条码标识与刀具分离,在配刀和装刀及以后的过程中，不能够实现刀具数据门动釆集，不能够准确跟踪控制刀具的使用过程。射频识别(RFID)技术在生产领域的典型应用是当在制品加工成零件进入装配坏节时,采用RFID技术跟踪生产装配过程。射频识别技术用于刀具的识别也有一些报道，比如胡生清等人应用E5550射频卡识别刀具⑷，吴宁等人提出了数控加工屮刀具射

7、频识别技术的实现方法⑸，然而RFID用于刀具的标识有很人的局限性：首先，对于小尺寸的刀具来说，要选择合适的电子标签并将其恢入到刀具中是非常困难的；其次，电子标签被嵌入刀具Z后，nJ-能会改变刀具的物理参数。直接标识技术(DirectPailMarking,DPM)是国外近年来的重要研究方向。DPM指直接在物体表而标识可机器识别的代码，90年代末以來,NASA(NationalAeronauticsandSpaceAdministration)>DoD(DepartmentofDefense)与工业界(如Bo

8、eing>Airbus>AIM等)一起研究和试验冬件肓接标识方法，经过5年多的努力，最终选定点撞击(Dotpeen)、电化学标识(Electro-chemicalmarking)、直接激光标刻(Directlasermarking)^墨水喷射(Inkjet)等作为零件的主要标识方法©",DPM技术正在全球许多企业包括汽车、电了、航空航天等领域如Boeing、Airbus、Rolls-Royce>GE、MTU等得到