CN109978096B - 一种电极自动化生产与仓储管理系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电极自动化生产与仓储管理系统，包括用户客户端，服务器和主控制器，用于向服务器输入、编辑生产信息并发送至服务器；服务器，用于接收用户客户端传递的信息并解析任务类型，根据任务类型调用业务数据处理函数，业务数据处理函数直接对数据库表单或文件进行操作，更新数据库表单和文件下发。主控制器，用于实现订单管理、设备管理、设备调度、状态监控、料仓管理和工艺管理；现场操作端用于加工优先级调整，原料的出库和入库操作；CNC柔性加工车间用于将电极毛坯加工为成品。本发明将电极生产、应用与仓储管理业务融合在一起，提高了生产连续性、可靠性、可追溯性。

Description

一种电极自动化生产与仓储管理系统

技术领域

本发明属于生产管理技术领域，具体涉及一种电极自动化生产与仓储管理系统。

背景技术

模具加工过程中遇到一些型腔、型孔加工时，使用普通CNC加工较为困难，甚至无法实现，近年来大多数厂家均使用电火花放电加工，电极则成为电火花加工的必备工具，随着工业自动化的飞速发展和人力成本逐年上升的趋势，打造柔性、智能的全自动化模具生产线成为该行业的当务之急。目前大部分厂商还在完全使用人工操机的方式，即人工标记产品信息、人工搬运、人工统计产品存储信息、人工在CNC\CMM\EDM端上下料的方式，传统的模具电极仓储管理采用人工的方式，数据统计和上下料工作均较为繁琐；一部分厂商已经引入了半自动化生产线，采用工业机器人、RFID等自动化与信息化技术，构成柔性自动化生产线，实现产品的自动化上下料、自动化检测、自动CNC加工、自动EDM加工，自动化仓储，但是电极仓储这一块功能单一、兼容性差、操作不方便，流程固化，一但自动线运行过程中，想实现随时出入库，整体线就得恢复初始化。

现有技术方案主要分两种：

第一种：大多工厂采用人工的方式，人工首先根据模具加工所需电极产品，进行拆电极，拆完电极后，进行CNC开料、加工，然后人工放入三坐标进行测量，将根据测量数据进行统计填表，最后根据火花机上模具加工需要，配置对应的电极，人为将电极测量数据补正到火花机上。人工操作与统计的方式，带给人员较大的工作量，且人为失误因素较难避免。

第二种：部分工厂采用半自动化系统，只实现了CNC端电极库管理或者EDM端电极库临时管理，即属于加工单元料仓管理且流程固化，在生产线运行过程中，不允许电极库出入库操作，不能兼容不同规模的工厂。现有的半自动化管理系统及方法，大多数通过单一的模式，连续生产性较差。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种电极自动化生产与仓储管理系统，较大程度避免了人为失误，连续生产性好。

为达到上述目的，本发明所述一种电极自动化生产与仓储管理系统包括：用户客户端，用户客户端与服务器连接，用于向服务器输入、编辑生产信息并发送至服务器；服务器，服务器内置数据库，数据库中包括表单和文件，服务器与用户客户端、现场操作端和主控制器连接，用于接收用户客户端传递的生产信息并解析任务类型，根据任务类型调用业务数据处理函数，业务数据处理函数对数据库中的表单或文件进行操作，更新数据库中的表单并下发文件；主控制器，用于实现订单管理、设备管理、设备调度、状态监控、料仓管理和工艺管理；现场操作端，与服务器连接，用于加工的优先级调整，原料的出库和入库操作；生产设备，用于将电极毛坯加工为成品。

进一步的，用户客户端包括工艺室客户端、和开料车间客户端，所述工艺室客户端用于根据电极图纸要求，进行NC文件编程设计，并根据返修件的跟踪单要求进行返修件的NC文件编程，编辑完成后上传服务器；开料车间客户端根据电极原始订单要求，进行开料，开完料后测量毛坯高度，然后进行信息录入和绑定，所述信息包括产品ID、NC文件名称、毛坯高度、指定加工机床号。

进一步的，主控制器包括订单管理模块、设备管理模块、设备调度模块、状态监控模块、料仓管理模块和工艺管理模块，其中：订单管理模块用于产品信息绑定，以及产品加工的全生命周期的追踪；设备管理模块用于对各台生产设备进行维护信息、附件、部件的管理；设备调度模块用于各台生产设备的外部远程控制和监控，然后根据设备及料仓的工艺流程，控制各生产设备执行相应的任务；状态监控模块用于采集对应数据地址或调用对应函数，实现产品信息、设备信息、异常状态的数据采集，然后同步到用户客户端和服务器；料仓管理模块用于物料建模、出库管理、入库管理、料位管理和料仓加工的优先级设置；工艺管理模块用于生产设备间的文件共享、用户客户端文件下载和上传、设备自动化防呆管控与提醒，以及结合柔性制造单元不同布局模型，添加的工艺组合配置模块。

进一步的，订单管理模块包括信息录入模块、文件加载模块、信息绑定模块和订单查询模块，其中：信息录入模块用于提供两种形式的信息录入方法，第一种是将客户提供的原始订单 EXCEL文件转换为系统列表文件，配置对应文件和参数后，采用RFID射频设别技术，通过发送指令的形式，将信息写入产品工装芯片中；另一种是产品ID号不变，通过射频技术读取产品ID后，将产品ID号录入订单列表中；文件加载模块用于对服务器数据库的查询操作；信息绑定模块用于将毛坯尺寸存放到订单列表中，将产品信息和产品ID号绑定；订单查询模块用于供用户通过ID号查询到对应产品信息。

进一步的，设备管理模块包括设备维护管理模块、刀具管理模块和切削液管理模块，其中：设备维护管理模块：用于根据维护要求，设置正常、提醒维护和强制维护三个时间档，实时进行设备运行时间统计，如果设备运行即将达到维护时间，则提示用户需要进行设备维护，如果达到强制维护后，停止设备，并提醒用户；刀具管理模块：用于采集刀具信息，并根据刀具寿命和产品加工周期，进行刀具寿命统计，当刀具备刀数不够时，提醒用户开始备刀以及体备刀的刀具信息；切削液管理模块：用于采集液箱液位传感器信号，并提醒用户补充切削液。

进一步的，设备调度模块包括设备外部控制模块、设备业务状态标定模块和设备异常自动恢复模块，其中：设备外部控制模块：用于实现控制器与机床间的通信，通过以太网接口实现数据采集、机床启停、刀具管理以及文件下发功能，通过IO实现上下料交互；设备业务状态标定模块：用于采集设备状态信号，并对不同生产设备进行状态标定；设备异常自动恢复模块：用于采集各个时序控制中出现的问题并根据采集到的问题进行报警汇总，然后根据各流程中报警情况，将任务流程提前到下一步或推后到上一步柔性制造单元。

进一步的，状态监控模块包括设备运行状态监控模块、设备异常信息监控模块和设备部件状态监控模块，其中：设备运行状态监控模块：用于实景监控和数据采集监控；设备异常信息监控模块：用于通过设备接口采集各个设备的异常信息、存储并传递至用户客户端；设备部件状态监控模块：用于采集手抓、自动门、刀具和液箱的状态信息。

进一步的，料仓管理模块包括料仓建模模块、出库管理模块和入库管理模块，其中：料仓建模模块：用于识别料仓各物料的位置，以及该位置是否有料，然后调度机器人在有料处读取对应产品的RFID信息，每读一个产品，将该产品RFID信息存储到料仓管理列表对应数据存储地址中；出库管理模块：用于根据该信号和用户客户端的操作指令，将选中的出库的产品信息清除，恢复为无料状态，并且更新数据库信息；入库管理模块：用于根据用户客户端入库操作指令，将当前客户端对应的入库更改信息同步到数据库信息，完成料仓订单更新。

进一步的，工艺管理模块包括工艺组合模块、文件操作模块、防呆提醒模块和文件共享模块，其中：工艺组合模块：用于结合不同布局模型，设计不同的工艺组合模式，不同的UI对应模型设置不同变量，工艺组合模块中的系统设备调度层，根据所述变量选择对应的调度策略方法，实现工艺组合选择的功能；文件操作模块用于文件在用户客户端的上传与下载；防呆提醒模块：用于和精雕机的防呆流程配合，发送测头防呆测试程序给数控加工中心，数控加工中心执行测试程序后反馈对应结果，即可判断装夹工艺是否合格，不合格提醒报警；文件共享模块：用于与数控加工中心、三坐标、火花机控制系统进行FTP通信，从而在生产设备终端通过FTP通信方式下载、上传文件，实现文件共享。

与现有技术相比，本发明至少具有以下有益的技术效果：同时将电极生产、应用与仓储管理业务融合在一起，将电极全生命周期实现自动化、智能化，缩短整体工艺周期，提高了生产连续性、可靠性、可追溯性。提高设备连续生产力，节约管理成本。降低人工作业强度，提高生产效率。

附图说明

图1为系统业务分布图；

图2为系统业务模块图；

图3为系统主体架构图；

图4为系统通信网络拓扑图；

图5为IO接口交互方式示意图；

图6为机床与主控PLC及机器人IO交互方式示意图；

图7为设备业务状态标识方法示意图；

图8为工艺组合配置界面示意图；

图9为订单管理子系统架构图；

图10为信息录入流程图；

图11为文件加载流程图；

图12为料仓管理子系统架构图；

图13为设备管理子系统架构图；

图14为状态监控子系统架构图；

图15为设备调度子系统架构图；

图16为工艺管理子系统架构图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

参照图1，一种电极自动化生产与仓储管理系统是一套针对模具电极从设计，到用于放电加工的全工艺流程管理和控制，重点突出了电极自动化加工的一种集成与管理方法，电极自动化生产与仓储管理系统主要进行传感器、工艺机器人、RFID、火花机、三坐标等硬件设备的信号采集、存储、计算，并控制对应设备执行相应动作，系统主要通过automation软件与PLC 集成技术实现，系统平台主要包括订单管理模块、料仓管理模块、设备管理模块、状态监控模块、设备调度模块和工艺管理模块等模块。

具体技术实现步骤如下：第一步，终端设备通信组网，适配接口连接；第二步设备信号采集与处理；第三步，根据设备业务需要，对数据进行整理、计算，并标定设备业务状态标识；第四步，工艺组合配置，标定柔性制造单元布局模型及工艺组合形式；第五步，监控服务端的搭建及适配接口调用，实现柔性制造单元的3D动画实时监控；第六步，判断设备业务状态标识，根据选定设备调度策略，进行计算，并发布调度任务；第七步，控制调度设备执行对应任务；第八步，线程管理与任务管理，实现数据更新与异常自动化恢复。

1、系统业务分布

系统主要结合电极自动化生产工艺，进行系统集成，其业务分布主要如图1所示，分为工艺室、开料车间和CNC柔性加工车间(包括若干柔性制造单元)。其中工艺室主要功能是根据电极图纸要求，进行NC文件编程设计，另外根据返修件的跟踪单要求进行返修件的NC文件编程，编辑完成后自动化上传服务器；开料车间主要是根据电极原始订单要求，进行毛坯准备，即开料，开完料后进行高度测量，然后通过客户端进行信息录入和绑定(将产品ID号和指定机床号、产品毛坯尺寸进行绑定)；CNC柔性加工车间，主要是将电极毛坯加工为成品，用作电火花放电的工具，然后实现模具的放电加工。具体的，包括用户客户端、服务器、主控制器、现场操作端以及CNC柔性加工车间。

用户客户端，设置于管理办公室或车间，用户客户端与服务器连接，用于向服务器输入、编辑生产信息并发送至服务器；

服务器，与用户客户端、现场操作端和主控制器连接，用于接收用户客户端传递的信息并解析任务类型，根据任务类型调用业务数据处理函数，业务数据处理函数直接对数据库表单或文件进行操作，更新数据库表单和文件下发，其中数据库表单为生产任务排序表，文件为产品加工程序；

主控制器，用于实现订单管理、设备管理、设备调度、状态监控、料仓管理和工艺管理；

现场操作端，与服务器连接，用于加工优先级调整，原料的出库和入库操作；

CNC柔性加工车间，主要是将电极毛坯加工为成品，用作电火花放电的工具，然后实现模具的放电加工，主控制器通过排产单，通过现场总线的方式向机器人发送路径号，机器人根据路径号，执行对应程序，抓取指定料位的产品，放入指定机床内，并给对应机床下发加工文件，远程启动机床进行CNC加工，加工完毕后，主控制器调度机器人将机内产品取出，放入料仓。待下一工序使用。

其中，用户客户端包括工艺室客户端、和开料车间客户端，其中工艺室客户端用于根据电极图纸要求，进行NC文件编程设计；另外，根据返修件的跟踪单要求进行返修件的NC文件编程，编辑完成后上传服务器；开料车间客户端根据电极原始订单要求，进行开料，开完料后进行高度测量，然后进行信息录入和绑定，所述信息包括产品ID、NC文件名称、毛坯高度、指定加工机床号，需要将以上信号与产品列表绑定，即产品与对应产品的加工文件、尺寸高度、加工设备进行绑定。

电极自动化生产与仓储管理系统结合以上业务，主要包括工艺文件自动上传、信息录入、信息绑定操作界面和业务处理模块，以及自动化生产单元的自动化控制。

1、系统主体业务

电极自动化生产与仓储管理系统主体架构如图2所示，主要包括订单管理模块、料仓管理模块、设备管理模块、状态监控模块、工艺管理和设备调度模块。

2、系统主体架构

电极自动化生产与仓储管理系统架构如图3所示，主要采用automation软件与PLC进行系统集成，其中PLC主要负责设备(包括精雕机、防护栏安全光栅、电极库、RFID和机器人) IO数据(设备外部启动、停止、上料请求、下料请求等数字量信号)转换和信号采集，automation 主要负责具体业务处理，状态监控以及工艺管理等。

3、系统技术方案及详细功能

(1)终端设备通信组网方法：

参照图4，终端设备通信组网方法，主要通过以太网结合硬件电路(继电器隔离)的方式，将实时性不高、安全系数较低的交互信号放入以太网交互通道，将安全交互信号(例如安全急停、机器人在机床内)及实时性要求较高的信号(例如实时性要求在80ms以内采集的信号，如上料请求、下料请求等)放在IO通道里，系统在硬件及软件上均采用安全互锁的方式确保信号处理安全性。

(2)设备信号采集与处理方法：

为了统一终端设备信号采集方法，将各机床、火花机、三坐标同类上下料设备交互信号整理为类似接口，其中机床IO接口交互方式如图5(机床与主控PLC直接的信号交互，也指主控与机床直接的任务交互关系)和图6所示，以太网接口直接采用调用函数的方式实现。

当PLC接收到机床发送联机标志、运行态标志和预上料请求后，向机器人发送运动到门外的指令；

当PLC接收到机床发送联机标志、复位态标志和换料安全标志后，向机器人发送去机床卸料或上料的信号，机器人卸料或上料完成后，向PLC发送完成标志；

当PLC接收到报警态标志时，PLC控制机床自动断开联机。

(3)设备业务状态标识方法：

参照图7，根据设备的业务分配，将设备分为不同状态，并采集相应(例如离线按钮信号、离线软件标志信号、机床发送的换料请求信号、机床是否联机信号、机床是否报警信号等)数据信息，通过计算后标识每台设备的当前状态(状态包括离线、运行中、预换料请求、换料请求、上料请求和下料请求)，然后根据不同机床的状态，自动结合工艺流程编辑状态切换工艺方案，从而加上线程要求，生产最终的调度策略。

(4)布局模型选择与工艺组合配置方案：

参照图8，根据不同的柔性制造单元布局方案，可直接UI中设计对应的模型布局图，然后配置相关组合模式，如图所示，不同组合模式将置位对应的变量，调度策略里根据判断当前变量的值，选择调度设备的运行轨迹。

(5)订单管理模块：订单管理将模具电极从拆分出的电极清单开始，进行产品信息绑定后，伴随整个工艺流程中可实现产品追溯，一直追踪到用于放电加工的全生命周期，子系统主要包含信息录入、文件加载、信息绑定和订单查询四个模块，具体实现方案如图9所示，包括以下模块：

①信息录入模块：提供两种形式的信息录入方法，第一种是将客户提供的电极原始订单 EXCEL文件转换为系统列表文件，并配置对应文件和参数后，采用RFID射频设别技术，通过发送指令的形式，将信息写入产品工装芯片中，如图10所示(图10中，N表示重复读取次数)；具体流程为：进入订单录入界面，依次进行数据复位、表格导入和列表生成，列表生成后，判断列表是否被选中以及否有写入信号，若为选中，则进行自复位；若选中，则将列表选中的地址标志置为1；若有无写入信号，流程结束，若有写入信号，调用RFID写函数，然后判断是否写完毕，如果没有写完毕且N小于5，则继续调用RFID写函数并判断是否写完毕；若没有写完毕，且N大于等于5则输出报警信号。若写完毕，则调用RFID读函数，然后判断是否读完毕，如果没有读完毕且N小于5，则继续调用RFID读函数并判断是否读完毕；若没有读完毕，且N大于等于5则输出报警信号，最后输出读结果。另一种是产品ID不变，通过射频技术读取产品ID后，将产品ID录入系统订单列表中，进行统一管理。

②文件加载模块：参照图11，客户端查询功能，实现对服务器数据库的查询操作，加载按键对应于服务端文件关系绑定函数，服务端(数据库)存储一份列表，用于存储不同产品对应的ID号、文件、状态、尺寸、位置等信息，文件加载后，列表中将生成对应产品的对应文件绑定。查询流程为：检索输入文件的信息，然后根据文件名进行处处筛选判断，若没有发现与输入的查询信息一致的文件名，则提醒无对应文件；若有文件的文件名和查询内容一致，则调用文件查询接口，调用文件查询接口成功后进行文件信息绑定，如果不成功判断N大于5 是否成立，若成立，则提示报警；若不成立，则继续调用文件查询接口，直至查询成功，或发出报警信号。

③信息绑定模块：信息绑定主要是毛坯尺寸的输入，系统采集用户输入的毛坯尺寸后，将毛坯尺寸存放到订单列表中，将产品信息和产品ID绑定。

④订单查询模块：订单查询主要是开发订单查阅界面，当用户点击订单查询时，弹出订单列表信息，并且根据ID号可搜索到对应产品订单信息。

(6)料仓管理模块：料仓管理主要实现对总料库、二级料仓、周转料仓进行信息管理，实现物料建模、出库管理、入库管理、料位管理、料仓加工优先级设置，通过传感器、RFID技术的融合使用，用户可随时操作料仓、料位，系统可自动化更新料仓料位信息，具体实现方案图12所示，包括以下模块：

①料仓建模模块：主控制器首先会生产一张料仓物料管理列表，在料仓处于在线状态下，服务器每隔200MS轮询采集料仓传感器状态，通过采集料仓的光电/接近传感器，识别料仓各物料的位置，以及该位置是否有料，然后调度机器人在有料处读取对应产品的RFID信息，每读一个产品，系统将该产品RFID信息存储到料仓管理列表对应数据存储地址中，这样便实现初始料仓中各料位的信息建模。

②出库管理模块：系统收到料仓离线信号(该信号从离线按钮输入)后，终止最后一次数据库信息更新，接收到客户端操作出库信号后，系统会将当前选中出库的产品信息清除，恢复为无料状态，并且更新数据库信息，完成出库操作。

③入库管理模块：系统收到料仓离线信号后，并且收到客户端入库操作信号后，将当前客户端对应的入库更改信息同步到数据库信息，完成料仓订单更新，实现物料入库业务。

④优先级设置模块：系统优先级设置界面设置了物料位置、ID号，当前状态、上移、下移、置顶和置地功能，用户可根据产品信息和加工优先级，进行相应功能操作和设置，系统收到下发按钮信号后，将当前客户端列表同步到主控制器中，主控系统更新生产任务排序表，实现产品加工顺序优先级设置。

(7)设备管理模块：主要对各台设备进行维护信息管理、附件、部件的管理，包括设备维护管理、刀具管理和切削液的管理，具体实现方案如图13所示，包括以下模块：

①设备维护管理模块：系统通过采集对应设备的系统运行时间，然后根据维护要求，设置三个时间档，分别为正常、提醒维护、强制维护，实时进行时间统计，如果设备运行即将达到维护时间，则弹出提醒窗口，提示用户需要进行设备维护，如果达到上限后，停止设备，并报红色指示窗口，提醒用户必须采取设备维护操作，并弹出设备维护须知和注意事项。

②刀具管理模块：刀具管理主要是系统通过数控机床提供的远程以太网接口，在TCP/IP 组网基础上，通过调用刀具监控函数，实现对机床刀具的信息采集，根据刀具寿命和产品加工周期，进行刀具寿命统计；当刀具备刀数不够时，提醒用户开始备刀，并弹出具体备刀的刀具信息。

③切削液管理模块：系统通过机床以太网接口采集液箱液位传感器信号，当切削液的液位快达到上限时，并且根据系统运行时间，计算出切削液即将达到上限时，系统弹出提醒窗口，提醒用户补充切削液或向自动补液系统发送补液请求信号，实现切削液管理，达到上限时，弹出红色报价窗口，提醒用户切削液已经无法满足加工需要。

(8)状态监控模块：主要通过各设备通信接口，采集对应数据地址或调用对应函数，实现产品信息、设备信息、异常状态的数据采集，然后同步到客户端和服务器，实现监控，包括设备运行状态监控、设备异常信息监控、设备部件状态监控和产品状态监控，具体技术方案如图14所示，包括以下模块：

①设备运行状态监控模块：设备运行状态监控分为实景监控和数据采集监控，实景监控是通过采集摄像头数据和画面，直接添加进现场操作端对应设备(精雕机、机器人)坐标位置即可，数据采集监控主要采集设备运行状态、坐标系地址对应数据，配合利用OPENGL(这就是专业名词，开放式图形库)设计的三维动画模型、状态标识和界面图标，通过数据运算后，实现实时状态显示在客户端。

②设备异常信息监控模块：主控制器通过设备接口采集到各台设备的异常信息存放在内存异常信息区，从而将本身系统的异常信息放在一起，供客户端显示。

③设备部件状态监控模块：本系统设备部件状态监控是结合柔性制造单元(包括机床、机器人和料仓)中关键部件(易出问题部件)手抓、自动门、刀具、液箱等设备部件进行监控(门是否打开，液位高度、刀具寿命等)，原理同样是通过设备接口进行相关硬件设备(传感器、压力表等)的数据采集门是否打开，液位高度、刀具寿命等)。

(9)设备调度模块：主要包括系统对于各台设备的通信接口开发，实现外部远程控制和监控，然后根据柔性制造单元的工艺流程，控制各设备执行相应的任务，例如CNC加工调度，主要根据模具放电加工对电极的需要，进行对应电极产品CNC排产，根据CNC空闲设备，进行产品换料、加工文件下发、外部启停、数据采集等控制，具体实现技术方案如图15所示。设备调度模块包括以下模块：

①设备外部控制模块：

机床外部控制基于TCP/IP网络协议，通过调用远程监控模块动态数据库(远程监控模块是机床控制系统自带的模块，设备外部控制模块与机床控制系统的接口连接实现通信和调用) 的方式，结合IO安全信号交互的方式，实现主控制器与机床间的通信，具体通过以太网接口实现状态数据(包括机床异常和运行状态等)采集、机床启停、刀具管理、文件下发等功能，通过IO实现上下料交互。其他设备(三坐标、火花机，此处外部控制，主要指外部控制启动停止)均采用IO交互的方式实现外部控制。

②设备状态标定模块：将柔性制造单元中每台设备根据业务或任务类型进行状态标定，机床标定为允许换料、上料请求或加工中，机器人标定状态包括：手抓空闲、手抓有料、机床外、料仓外或原点位等；三坐标测量机标定状态包括：测量中、允许换料或预上料请求中；火花机标定状态包括：放电加工中、可换工具或预换工具等。各设备状态，标定实现方法主要依靠采集设备状态信号，进行标定，以便设备调度策略设计。

③设备调度策略模块：设备调度策略主要根据距离优先、节能优先、指定机床加工等调度策略，具体实现过程，结合判断设备状态标定和系统运行逻辑实现。

④设备异常自动恢复模块：设备异常自动恢复，主要分布在设备调度主流程及子程序中，其中设备异常单独放在一个模块，主要结合各个时序控制中出现的问题，进行报警汇总，然后根据各流程中报警情况，将任务流程提前到下一步或推后到上一步，并进行系统数据同步，实现柔性制造单元异常自动化恢复。

(10)工艺管理模块

工艺管理模块主要包括设备间的文件共享功能实现、客户端文件下载、上传功能实现、设备自动化防呆管控与提醒，以及结合柔性制造单元不同布局模型，添加的工艺组合配置模块。具体实现技术方案如图16所示，包括以下模块：

①工艺组合模块：系统结合不同布局模型，利用OPENGL制作对应的三维动态监控界面，然后前端UI调用后台数据库对应的设备监控采集函数，实现对布局模型中各台设备的实时监控，模型选择配置完后，添加工艺组合功能，结合不同的模型，根据生成工艺方式，在系统 UI中设计不同的工艺组合模式，即一种产品在某台机床上完成全工艺或需要分两道工艺在分别在两台机床上完成加工，不同的UI对应模型设置不同变量(例如JD_A\JD_B)，工艺组合模块中的系统设备调度层(系统设备调度层主要用于识别模型变量，调用对应的策略方法)根据此函数的类型，选择对应的调度策略方法，从而实现工艺组合选择的功能。

②文件操作模块：文件操作主要实现文件在客户端的上传与下载，UI界面设计下载按钮，当系统接收到下载或上传按键时，将搜寻对应地址文件夹的对应文件名称文件发送到服务器，或者从服务器下载到指定位置。

③防呆提醒模块：在精雕机添加测头防呆流程，系统发送测头防呆测试程序给机床，机床执行测试程序后反馈对应结果，系统即可判断装夹工艺是否合格，不合格提醒报警，提醒用于重新装夹。

④文件共享模块：系统与数控加工中心、三坐标、火花机控制系统实现FTP通信功能，从而在设备终端即可通过FTP通信方式下载、上传文件，实现文件共享的功能。

基于雕刻中心的电极自动化仓储管理系统，取代了以往的人工实现方式，取代了现有自动化生产线不具备的仓储、控制、管理一体化功能。实现电极自动化加工中的全生命周期管控，实现对电极产品从图纸到毛坯开料、周转、入库、出库、CNC加工、检测、清洁到放电加工整个过程的所有设备进行设备监控、设备管理、设备调度，并对整个工艺流程进行管控，具有以下功能：

1、模具电极的自动化入库前处理

(1)实现电极产品信息自动录入

(2)实现电极产品追溯，全生命周期信息管理

(3)实现CNC工站自动化排产

①CNC加工优先级设置

②CNC加工文件远程发送

③CNC雕刻中心自动上下料

(4)实现电极自动化运输

(5)实现电极自动化测量

①CMM测量文件远程发送

②CMM自动化上下料

2、电极自动化入库

(1)自动化实时单件入库或批量入库

(2)支持人工临时单件或批量入库

3、电极自动化出库

(1)自动化实时单件出库或批量出库

(2)支持人工临时单件或批量出库

4、模具电极的自动化出库后处理

(1)三坐标测量机(CMM)补正

(2)放电加工(EDM)自动化加工

以上内容仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明权利要求书的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种电极自动化生产与仓储管理系统，其特征在于，包括：

用户客户端，用户客户端与服务器连接，用于向服务器输入、编辑生产信息并发送至服务器；

服务器，服务器内置数据库，数据库中包括生产任务排序表、产品加工程序和业务数据处理函数，服务器与用户客户端、现场操作端和主控制器连接，服务器用于接收用户客户端传递的生产信息并解析任务类型，根据任务类型调用业务数据处理函数，业务数据处理函数对数据库中的生产任务排序表或产品加工程序进行操作，更新数据库中的表单并向主控制器下发产品加工程序；

主控制器，用于实现订单管理、设备管理、设备调度、状态监控、料仓管理和工艺管理；

现场操作端，与服务器连接，用于加工的优先级调整，原料的出库和入库操作；

主控制器包括订单管理模块、设备管理模块、设备调度模块、状态监控模块、料仓管理模块和工艺管理模块，其中：

订单管理模块用于产品信息绑定，以及产品加工的全生命周期的追踪；

设备管理模块用于对各台生产设备进行维护信息、附件及部件的管理；

设备调度模块用于各台生产设备的外部远程控制和监控，然后根据生产设备及料仓的工艺流程，控制各生产设备执行相应的任务；

状态监控模块用于采集对应数据地址或调用对应函数，设备状态的数据采集，然后同步到用户客户端和服务器；

料仓管理模块用于物料建模、出库管理、入库管理、料位管理和料仓加工的优先级设置；

工艺管理模块用于生产设备间的文件共享、用户客户端文件下载和上传、设备自动化防呆管控与提醒，以及结合柔性制造单元不同布局模型，添加的工艺组合配置模块；

订单管理模块包括信息录入模块、文件加载模块、信息绑定模块和订单查询模块，其中：

信息录入模块用于提供两种形式的信息录入方法，第一种是将客户提供的原始订单EXCEL文件转换为系统列表文件，配置对应文件和参数后，采用RFID射频设别技术，通过发送指令的形式，将信息写入产品工装芯片中；另一种是产品ID号不变，通过射频技术读取产品ID后，将产品ID号录入订单列表中；

文件加载模块用于对服务器数据库的查询操作；

信息绑定模块用于将毛坯尺寸存放到订单列表中，将产品信息和产品ID号绑定；

订单查询模块用于供用户通过ID号查询到对应产品信息。

2.根据权利要求1所述的一种电极自动化生产与仓储管理系统，其特征在于，用户客户端包括工艺室客户端、和开料车间客户端，所述工艺室客户端用于根据电极图纸要求，进行NC文件编程设计，并根据返修件的跟踪单要求进行返修件的NC文件编程，编辑完成后上传至服务器；开料车间客户端根据电极原始订单要求，进行开料，开完料后测量毛坯高度，然后进行信息录入和绑定，所述信息包括产品ID、NC文件名称、毛坯高度、指定加工机床号。

3.根据权利要求1所述的一种电极自动化生产与仓储管理系统，其特征在于，设备管理模块包括设备维护管理模块、刀具管理模块和切削液管理模块，其中：

设备维护管理模块：用于根据维护要求，设置正常、提醒维护和强制维护三个时间档，实时进行设备运行时间统计，如果设备运行即将达到维护时间，则提示用户需要进行设备维护，如果达到强制维护后，停止设备，并提醒用户；

刀具管理模块：用于采集刀具的寿命和数量，并根据刀具寿命和产品加工周期，进行刀具寿命统计，当刀具备刀数不够时，提醒用户开始备刀以及体备刀的刀具信息；

切削液管理模块：用于采集液箱液位传感器信号，并提醒用户补充切削液。

4.根据权利要求1所述的一种电极自动化生产与仓储管理系统，其特征在于，设备调度模块包括设备外部控制模块、设备业务状态标定模块和设备异常自动恢复模块，其中：

设备外部控制模块：用于实现控制器与机床间的通信，通过以太网接口实现数据采集、机床启停、刀具管理以及文件下发功能，通过IO实现上下料交互；

设备业务状态标定模块：用于采集设备状态信号，并对不同生产设备进行状态标定；

设备异常自动恢复模块：用于采集各个时序控制中出现的问题并根据采集到的问题进行报警汇总，然后根据各流程中报警情况，将任务流程提前到下一步或推后到上一步柔性制造单元。

5.根据权利要求1所述的一种电极自动化生产与仓储管理系统，其特征在于，状态监控模块包括设备运行状态监控模块、设备异常信息监控模块和设备部件状态监控模块，其中：

设备运行状态监控模块：用于实景监控设备运行状态并采集监控数据；

设备异常信息监控模块：用于通过设备接口采集各个设备的异常信息、存储并传递至用户客户端；

设备部件状态监控模块：用于采集手抓、自动门、刀具和液箱的状态信息。

6.根据权利要求1所述的一种电极自动化生产与仓储管理系统，其特征在于，料仓管理模块包括料仓建模模块、出库管理模块和入库管理模块，其中：

料仓建模模块：用于识别料仓各物料的位置，以及该位置是否有料，然后调度机器人在有料处读取对应产品的RFID信息，每读一个产品，将该产品RFID信息存储到料仓管理列表对应数据存储地址中；

出库管理模块：用于根据该信号和用户客户端的操作指令，将选中的出库的产品信息清除，恢复为无料状态，并且更新数据库信息；

入库管理模块：用于根据用户客户端入库操作指令，将当前客户端对应的入库更改信息同步到数据库信息，完成料仓订单更新；

优先级设置模块：用于接收用户发送的优先级设置信息，将并当前客户端的生产任务排序表同步到主控制器中，主控系统更新生产任务排序表，实现产品加工顺序优先级设置。

7.根据权利要求1所述的一种电极自动化生产与仓储管理系统，其特征在于，工艺管理模块包括工艺组合模块、文件操作模块、防呆提醒模块和文件共享模块，其中：

工艺组合模块：用于结合不同布局模型，设计不同的工艺组合模式，不同的UI对应模型设置不同变量，工艺组合模块中的系统设备调度层，根据所述变量选择对应的调度策略方法，实现工艺组合选择的功能；

文件操作模块用于文件在用户客户端的上传与下载；

防呆提醒模块：用于和精雕机的防呆流程配合，发送测头防呆测试程序给数控加工中心，数控加工中心执行测试程序后反馈对应结果，即可判断装夹工艺是否合格，不合格提醒报警；

文件共享模块：用于与数控加工中心、三坐标、火花机控制系统进行FTP通信，从而在生产设备终端通过FTP通信方式下载、上传文件，实现文件共享。

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