CN208374399U - Mes电极智能制造与检测系统、模具智能制造系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种MES电极智能制造与检测系统，以及模具制造系统。MES电极智能制造与检测系统包括上料架、CNC电极加工中心、CMM三坐标测量仪、机器人行走导轨、机器人和中央控制系统。每个电极工件均装有RFID芯片，机器人的机械手爪上设有RFID读写装置，机器人安装在机器人行走导轨上。CMM三坐标测量仪与机器人行走导轨之间设有AGV磁条导航线路，AGV磁条导航线路上设有AGV物流车。CNC控制系统、CMM控制系统、机器人控制系统和AGV控制系统均连接到中央控制系统。模具制造系统包括MES电极智能制造与检测系统以及EDM电火花机。本实用新型可有效提高电极工件、模具工件的制造效率和产品合格率。

Description

MES电极智能制造与检测系统、模具智能制造系统

技术领域

本实用新型涉及自动化技术领域，具体涉及一种MES电极智能制造与检测系统，以及一种模具智能制造系统。

背景技术

模具设计过程中的结构性、缩水率、加工干涉、型腔方位、比例、细节处理等方面的错误，或者因加工过程中的刀具使用、备料、碰数校正、加工程序分配、装夹、加工补偿等方面的错误，又或者传输过程中的版本时效、格式转换、字体、小数点输入、管理体系等方面的错误，导致总体出错率居高不下。

另外，在传统模具行业，作业流程对人员依赖程度非常高，加工品质以及效率更多依赖于经验丰富的技工，但企业人员流动性高，加上招工难的问题，导致出现产品品质不稳定、产品交期难以控制等诸多问题。

使用电火花加工模具是现在运用极为广泛的一种方法，电极是电火花加工过程中重要的工件，电极的加工效率，精度及检测的准确性决定着电火花加工的模具效率及精确度。近些年出现了通过机械手码垛设备，通过现代工业中常见的零部件有机整合起来，构成一套从原料分拣、搬运、识别、组合定位，到成品制造，检测的完整系统。该类系统可以适用一些采用焊接、组装拼接等生产工艺的产品线，但对于模具的制造，尤其是基于电火花加工的模具制造系统并不适用。电火花加工需要使用电极工件，而电极工件的制造与检测在目前的实际生产中往往需要人工操作机床进行加工，机床加工好电极工件后，再由人工通过测量工具对电极进行检测，效率较为缓慢。电极制造的繁琐步骤，也拖慢了基于电火花加工技术的模具的生产制造的过程。

因此，有必要设计一种MES电极智能制造与检测系统、一种模具智能制造系统以及模具制造方法，使电极的制造与检测实现智能化，同时电极智能制造与检测系统，构建高效智能的模具自动化生产线，通过自动化生产的方式，以实现模具制造的生产的智能化，从根源上解决人员流动性大，产品出错率高，品质不佳的问题。

发明内容

本发明的第一目的在于提供一种MES电极智能制造及检测系统，通过智能制造及检测的方式，提高电极工件的制造效率和产品合格率。

本发明的第二目的在于提供一种模具制造系统，以降低模具制造过程中对作业人员的依赖。

为实现第一目的，本发明提供的MES电极智能制造及检测系统包括上料架、CNC电极加工中心和CMM三坐标测量仪。其中，CNC电极加工中心包括CNC控制系统，CMM三坐标测量仪包括CMM控制系统，上料架上放置电极工件。电极工件包括治具体和安装在治具体上的电极本体，每个电极工件上均安装有RFID芯片，RFID芯片安装在治具体的表面上。MES电极智能制造及检测系统还包括设置在地面上的机器人行走导轨和用于搬运电极工件的机器人，机器人包括机器人控制系统，并且机器人的机械手爪上设有RFID读写装置；机器人的底座安装有行走机构，机器人通过行走机构安装在机器人行走导轨上。上料架与CNC电极加工中心设置在机器人行走导轨的同一侧。CMM三坐标测量仪与机器人行走导轨之间通过AGV磁条导航线路连接，AGV磁条导航线路上设有AGV物流车，所述AGV物流车包括AGV控制系统。MES电极智能制造及检测系统还包括中央控制系统。CNC控制系统、CMM控制系统、机器人控制系统和AGV控制系统均连接到中央控制系统。

优选的一个方案是，机器人为六轴机器人。

优选的一个方案是，模具智能制造系统还包括报警模块，报警模块包括声光报警器，声光报警器连接到中央控制系统。

由上述的方案可见，利用CNC加工中心加工制造电极工件，机器人首先从上料架上取出电极工件，并通过机械手上的RFID读写器读取出设置在电极工件的治具座上的RFID芯片的信息，并将读取到的RFID芯片信息发送至中央控制系统。接着机器人将电极工件送到CNC加工中心加工成型为所需的形状，加工成型后，机器人将电极工件取出并由AGV物流车送到CMM三坐标检测仪上进行3D检测，电极工件的检测结果生成3D检测报告并上传至中央系统。在电极的制造与检测的过程中，采用全自动智能模式，有效提高了电极制造的效率、加工精度以及检测的准确度。此外，利用RFID芯片记录电极工件的信息，实时跟踪电极工件的状态信息如停放位置、所处的加工状态等，以及电极工件的参数信息如尺寸、加工误差等，为后续电极工件的使用以及盘点提供了数据支撑。

为实现第二目的，本发明提供的模具智能制造系统包括上述的MES电极智能制造与检测系统与EDM电火花机，EDM电火花机包括EDM控制系统。EDM电火花机设置在机器人行走导轨的另一侧，EDM控制系统连接到所述中央控制系统。

优选的一个方案是，上料架包括第一上料架和第二上料架，第一上料架、第二上料架和CNC电极加工中心并排设置在机器人行走导轨的一侧。

更具体的一个方案是，第一上料架为旋转式料架，所述第二上料架为立体式料架。第一料架用于放置电极工件，第二料架用于放置模具工件。

由上述的方案可知，本发明模具智能制造系统的有益效果在于：整个模具智能制造系统集成了料架、用于加工电极的加工中心、用于检测电极的三坐标测量仪、用于加工模具的电火花机以及行走于各个加工设备之间的机器人和AGV物流车等设备。从电极工件的制造到模具工件的制造，通过机器人自动进行上下料，由设备按预设的程序自动加工检测，并实现故障自动报警。模具制造的整个流程实现无人值守自动检测运行，减少了对人员的依赖。

附图说明

图1是本实用新型模具智能制造系统实施例第一视角的结构示意图。

图2是图1所示的A区域的放大视图。

图3是本实用新型模具智能制造系统实施例第二视角的结构示意图。

图4是本实用新型模具智能制造系统实施例通信结构示意图。

图5是本实用新型模具智能制造系统实施例中的电极胚料的结构图。

图6是利用本实用新型模具智能制造系统来进行模具制造的方法实施例的流程图。

以下结合附图及实施例对本发明作进一步说明。为了更好地说明本实施例，附图某些附件会有省略、放大或者缩小；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

具体实施方式

以下各实施例主要针对本发明的模具智能制造系统以及模具制造方法。由于本发明中的模具智能制造系统包含了MES电极智能制造与检测系统，因此，模具智能制造系统实施例的说明中已包含对MES电极智能制造及检测系统实施例的说明。

模具智能制造系统实施例

本实用新型模具智能制造系统为柔性加工自动化系统，集成了基于PC机和Window系统的数据采集、分析、管理显示系统软件，便于管理者的远程监控，可接收生产管理系统的计划，并自动向管理系统进行加工结果的报工。

参见图1至图3，本实施例中的模具智能制造系统包括上料架1、CNC电极加工中心2、EDM电火花机3、CMM三坐标测量仪4、设置在地面上的机器人行走导轨5和机器人6、AGV磁条导航线路7和AGV物流车8。其中，CNC电极加工中心2包括CNC控制系统，EDM电火花机3包括EDM控制系统，CMM三坐标测量仪4包括CMM控制系统，机器人6包括机器人控制系统，机器人控制系统设置在图3所示的机器人系统控制柜60内，AGV物流车8包括AGV控制系统。当然，根据实际的生产需求，各个设备（如CNC加工中心2、EDM电火花机3等）均可设置有一台或者多台。

优选的一个方案，上料架1包括第一上料架11和第二上料架12，第一上料架11、第二上料架12与CNC电极加工中心2并排设置在机器人行走导轨5的一侧。其中，第一上料架11为旋转式料架，主要放置电极工件；第二上料架12为立体式料架，主要放置模具工件。对于体积较小的电极工件来说，旋转式的料架可实现料架空间的最大利用率。而对于体积较大的模具工件来说，旋转式的料架并不适用，但相对于普通的单层料架，立体式的多层料架无疑也具有较大的空间利用率，从而减少了人工上料的频率。

第一上料架11和第二上料架12均设有安全门（图中未示出），安全门上设有感应器，安全门的打开与闭合主要靠安全门插销机构来控制。在安全门打开的时候，如果有人在料架上进行上料作业，安全门上的感应器感应到人的存在，感应器将反馈信息发送至PLC电控系统，PLC电控系统控制安全门插销使安全门保持在打开的状态，避免安全门闭合将人夹到。

机器人6为具有多自由度的六轴机器人，并且机器人6的底座上设置滚轮式或者履带式的行走机构（图中未示出），通过行走机构在机器人行走导轨5进行移动。机器人6的机械手爪（图中未示出）上安装有无线式RFID读写器。

上料架1（即第一上料架11和第二上料架12）与CNC电极加工中心2设置在机器人行走导轨5的一侧，EDM电火花机3连接设置在所述机器人行走导轨5的另一侧，AGV磁条导航线路7设置在CMM三坐标测量仪4与机器人行走导轨5之间。

图4是本实用新型模具智能制造系统实施例的通信结构示意图。如图4所示，模具智能制造系统还包括中央控制系统90、PLC电控系统91、人机操作界面92和手持式RFID读写器93。

CNC加工中心2、EDM电火花机3、CMM三坐标测量仪4、机器人6和AGV物流车8均通过以太网连接到中央控制系统90。具体来说，是CNC控制系统、EDM控制系统、CMM控制系统、机器人控制系统和AGV控制系统通过以太网连接到中央控制系统90。机器人6、上料架1、安全门插销机构10、CNC电极加工中心2、CMM三坐标测量仪4、EDM电火花机3、人机操作界面和AGV物流车8均通过I/O通讯接口连接到PLC电控系统91。上料架1包括可控制的安全门插销机构10，安全门插销机构10用于开启上料架1的料架门。通过PLC电控系统91可控制安全门插销机构10的开启与闭合。机器人6还通过动力线连接到PLC电控系统91。在本实施例中，人机操作界面92作为中央控制系统90的输入设备和显示设备，人机操作界面92与中央控制系统90之间通过USB线及HDMI线连接，通过人机操作界面92可想中央控制系统90输入指令，中央控制系统90的一些反馈信息也通过人机操作界面92显示。在一些其他的实施例中，输入设备可用键盘或鼠标代替。PLC电控系统91与中心控制系统90之间通过以太网连接。

手持式RFID读写器93通过RS232接口连接到中央控制系统90。手持式RFID读写器93读取的RFID芯片信息上传并储存到中央控制系统90中。

无线式RFID读写器61安装在机器人6的机械手爪上，并通过电源线连接机器人6上的电源接口，通过机器人6对无线式RFID读写器61进行供电，以提供无线式RFID读写器61工作所需的电能。中央控制系统90连接有无线路由器94，无线式RFID读写器61通过wifi与无线路由器94连接。无线RFID读写器61读取的RFID芯片信息通过wifi上传并储存在中央控制系统90中。

可见，中央控制系统90通过对PLC电控系统91发送命令信号，PLC电控系统91接收到命令信号并对相应的设备发送动作命令控制设备做出相应的动作。设备的运转如加工状态、加工时间等又通过以太网反馈到中央控制系统90中，中央控制系统90根据设备的反馈信息来控制当前的设备运转以及下一生产步骤用到的设备，整个模具智能制造系统形成一个闭环系统。

参见图5，本实用新型实施例中的电极胚料包括治具体和电极本体14，治具体包括治具座13，治具座13为矩形六面体，电极本体14安装在治具座13的其中一个端面上。如图4所示的方向，电极本体14设置在治具座13的下端面，治具座13在其中一个侧面上设有RFID芯片15，治具座13在上端面的四个顶角的位置设有定位片16，治具体还包括拉钉17，拉钉17设置在治具座13在上端面的中间位置，拉钉17的下端对称设有凹槽171，两个凹槽171形成夹持部，并且两个凹槽171指向设置有RFID芯片15的侧面。将电极胚料加工进行加工之前，也就是人工在电极装配车间将电极本体14与治具体（治具座13）安装在一起的同时，先用手持式RFID读写器93将每一个电极胚料的身份信息写入相对应的RFID芯片15中。

将电极胚料和模具胚料放到上料架1上主要由人工完成。当然，由机器人完成胚料的上料过程也是可以的，但人工可以一次性多次上料，无疑具有更高的效率。

在上料架1上的每一个电极工件和模具工件的料位，都用一个编号表示，如1号料位、2号料位、3号料位等等。运用现有的技术手段，通过逻辑运算，系统可判断出每个料位的产品状态的具体信息，同时根据进度自动更新每一个料位上的产品的状态信息，使料架1的各个料位产品状态信息以UI可视化界面的形式在中央控制系统90的显示设备上。在UI可视化界面，绿色为合格，红色为不合格，黄色为在检测中，蓝色为有料，紫色为无料。

在本实用新型模具智能制造系统实施例中，模具智能制造系统包括MES电极智能制造与检测系统， MES电极智能制造与检测系统包括上料架1、CNC电极加工中心2、CMM三坐标测量仪4和机器人6。MES电极智能制造与检测系统加上EDM电火花机3，形成一套模具制造系统。这样，本实施例的模具制造系统包含了电极制造与检测系统，将电极的制造检测以及模具的生产集成在一套生产工艺中。模具制造过程包括了利用MES电极智能制造与检测系统进行电极工件的制造、检测过程，以及EDM电火花机3利用MES电极智能制造与检测系统制造出来的电极工件，通过放电步骤制造模具工件的过程。

利用MES电极智能制造与检测系统加工检测电极的过程如下：

首先登陆到自动化加工系统，通过人机操作界面92输入用户名和账户密码，从中央控制系统90上登录到自动化加工系统，在自动化加工系统上，可实现对MES电极智能制造与检测系统的各个设备的控制操作。通过CAM软件编写每个电极工件的加工程式，并将编写好的程式按系统命名规则上传到指定的目录，此时自动化加工系统自动解析文件名并创建备料任务。在本实施例中，程式的命名规则为模号（如MD3331）+件号（如01L009N）+版本（00）+ASS（如不需组装可省略）+电极名（如E03）+版本（如09）+字母/数量（F表示粗放，C表示精放，如F3表示精放3个电极）。

接着进行电极备料，即将每一个电极的身份信息和高度信息录入系统中。由于每一个电极工件在电极装配车间将电极本体14与治具体（治具座13）安装在一起的同时，已经先用手持式RFID读写器93将每一个电极胚料的身份信息写入相对应的RFID芯片15中，因此进行电极备料时，用手持式RFID读写器93来读取每个电极的RFID芯片信息，读取的RFID芯片信息可在人机操作界面92中显示出来。由于此前自动加工系统已根据程式的命名规则自动创建并生成任务，此时操作人员可登陆到加工系统的“创建任务”界面，在“创建任务”界面，根据显示的RFID芯片信息，由人工将各个料位对应的电极的身份信息及高度值录入到自动化加工系统中。

电极备料完成后，进行电极上料，通过人工或机器人将备好的电极胚料装上第一上料架11的料位上。电极放到第一上料架11上时，治具座13设有RFID芯片15的侧面朝外。

接着，中央控制系统90根据预设的程序驱动机器人6通过无线式RFID读写器61对第一上料架11上的每一个料位上的电极进行RFID扫描，并将扫描读取的信息以无线传输的方式通过无线路由器94发送至中央控制系统90中，中央控制系统90接收并识别每一个料位上的电极的RFID信息，同时将每一个料位上的电极的RFID信息储存起来。由于之前已经人工录入了每一个电极的身份信息，通过无线式RFID读写器61对每一个料位上的电极RFID芯片进行读取后，可以确认每一个料位上的电极的身份。此外，每一个料位的电极的相关信息都可以通过中央控制系统90来查询，并将相关的信息显示在人机操作界面92上。

在执行自动化加工电极之前，需要检查每台设备的加工状态。例如电源控制柜、上料架等是否处于自动模式或是否处于非急停状态，CNC电极加工中心2的加工模式是否设置为记忆模式和远程遥控模式并复位，卡盘上是否有其他工件，机器人6是否处于HOME位置（如果不在，需要再执行相应的“GO HOME”指令，将机器人6移回到HOME的位置），机器人6的手爪上是否有夹料或夹紧状态等等。

人工或者机器人将电极胚料和模具胚料放到上料架1后，并确定CNC电极加工中心2、机器人6等设备处于正常状态，通过中央控制系统90控制机器人6及CNC加工中心2执行电极加工任务。

加工任务的管理执行主要在自动化加工系统中操作执行，通过自动化加工系统发送动作指令给相应的生产设备或辅助设备，具体操作方式如下：

在自动加工系统中切换到“任务执行”界面，点击“管理”进入“料架管理”界面，选中第一料架11上的一个或多个要加工的料位，并点击“启用”。若不选择具体的某一个料位，则默认选择整个料架上的电极胚料进行加工。而对于一些不需要加工的电极或者暂未需要用到的电极，可通过选择某一个料位并点击“禁用”，以此来禁用某一个料位的电极，若为选中某一个具体的料位点击“禁用”，则禁用整个料架。

确定了加工的料位后，再点击“换料”，进行换料操作。换料功能是基于对已启动的料位进行换料，点击“换料”便对已启动的料位进行确认扫描。例如要加工1号料位的电极胚料，机器人6利用机械手爪将1号料位的电极胚料取出，同时通过机械手爪上的无线式RFID读写器61来扫描读取电极胚料的RFID芯片信息并将该电极胚料的RFID芯片信息发送至中央控制系统90，从而确认从该料位取出的电极胚料的身份信息，中央控制系统90根据该电极胚料的身份信息控制相应的设备来执行相应的加工程序，并记录跟踪该电极的加工过程。

若扫描的信息与录入的信息一致，接下来在“设备监控”界面点击“复位”，将料架复位，接着点击“启动”，控制机器人6将料位上的电极胚料移动CNC加工中心2上进行加工，加工过程由机器人6和CNC加工中心2相互配合循环进行。

机器人6为具有多自由度的六轴机器人，并且机器人6的底座上设置滚轮式或者履带式的行走机构，通过行走机构在机器人行走导轨5进行移动。中央控制系统90通过与机器人6的控制系统连接的通讯协议，实时控制机器人6做出准确地动作以及处理合理逻辑。机器人6在执行一些操作如从CNC电极加工中心2中将加工好的电极取出时，机器人的精准定位不仅依靠预设的行程，还需要传感器来感应对应的位置，从而在合理的抓取角度做出抓取动作。依靠传统的接触式感应器无疑会受到外在因素的干扰，如机床切削时飞溅的切屑液以及附着在工件表面上的油污，使判断结果会受到干扰。因此本实施例的机械手爪上采用的是IP69等级的激光传感器，使机械手爪在远距离即可作出判断从而采取对应的动作，不仅可抗机床切屑液飞溅的干扰，又可抗电极工件表面附着的油污的影响。

机器人6抓取电极胚料时，机器人6的机械手夹在拉钉17的两个凹槽171上。机器人6的机械手爪上设有RFID读写装置（图中未示出），该RFID读写装置通过机器人6的控制系统连接到中央控制系统90。这样，机器人6从上料架1上抓取电极胚料时，RFID读写装置读取该电极胚料的RFID芯片信息，并将所读取的RFID芯片信息发送至中央控制系统90。另外，本实施例的电极胚料中的电极本体采用石墨材料，因此，电极胚料的加工成型只需CNC电极加工中心2即可完成。对于一些其他材料（如铜、铜钨合金、铸铁等金属）的电极胚料，在使用CNC加工中心的基础上，另外增加粗加工机床、去毛刺加工机等设备即可，这里不再一一赘述。

电极胚料固定在CNC电极加工中心2的夹具上时，CNC电极加工中心2的夹具夹住治具座13，电极本体14朝上。

回看图1至图3，中央控制系统90通过PLC电控系统91来控制机器人6将电极胚料送到CNC电极加工中心2。在机器人6将电极胚料送到CNC电极加工中心2后，机器人6的控制系统通过以太网向中央控制系统90发送完成电极胚料投放的信号，中央控制系统90根据接收到的投放电极胚料的信号，通过以太网向PLC电控系统91发送控制CNC加工中心2进行电极加工的命令,PLC电控系统91根据接收到的指令通过I/O端口向CNC电极加工中心2的CNC控制系统发送加工命令，CNC电极加工中心2根据接收到的加工命令，调用与电极胚料对应的预设的NC程序，按照预设的NC程序对电极胚料进行加工成型。

在电极加工的过程中，如需插入紧急电极加工，人机操作界面92切换回到自动化加工系统的“任务执行”界面，点击“管理”进入“料架管理”界面，在“料架管理”界面选择第一料架11上一个或多个紧急电极，再点击“急件”。若选择多个急件，则多个急件按所选择的急件的顺序排序加工。中央控制系统90通过自动化控制系统将急件排序在优先加工顺位，控制机器人6和CNC加工中心2对该急件进行优先处理。

进行多个加工任务时，通过中央控制系统90还可对多个加工任务进行调整。比如按顺序排列的1至6号加工任务，若要将6号加工任务排到2号加工任务的前面，在自动化加工系统的“任务调整”界面将6号加工任务上移到2号加工任务前面。加工任务的下移与上移同理。此外，还可以将两个加工任务调换，也可以将调整的加工任务复位还原等等，这里不一一赘述。

在一轮的电极加工任务完成后，回到自动化加工系统的“创建任务”界面，点击“备料”，通过控制机器人6利用其机械手爪上RFID读写器对料架上的其他电极胚料进行扫描，以确定料架上哪个料位有电极胚料、哪个料位的电极胚料已加工、哪个料位的电极胚料属于NG状态等等，从而做出相应的操作。

在本实用新型实施例中，MES电极智能制造与检测系统使用一台CNC电极加工中心2。在其他的实施例中，可以使用多台CNC电极加工中心。MES电极智能制造与检测系统使用多台CNC电极加工中心时，在自动加工启动前，如果当中有一台加工中心需要手动操作加工，或者是因为故障停机，通过中央控制系统90将该台加工中心设置为禁用状态，具体的操作是设备进行加工前，在自动化加工系统的“设备监控”界面，选择所需禁用的加工中心，然后再按前述的操作步骤，通过点击“复位”、“启动”控制其他的加工中心对电极进行加工。如果实在设备加工的过程中禁用某台设备，则直接禁用即可，不必再重复“复位”、“启动”。

电极加工制造的各项历史记录都存储在中央控制系统90的服务器中，在中央控制系统90上登陆到自动化加工系统，可以查看各项加工的历史记录，如每个工件的加工用时，每个时段的加工数量等等。

CNC电极加工中心2将电极胚料加工成型所需的电极工件后，CNC电极加工中心2向中央控制系统90发送电极加工完毕的信息，中央控制系统90接收到电极加工完毕的信息后通过PLC电控系统91，控制机器人6从CNC电极加工中心2中取出电极工件，并将电极工件放到AGV物流车8上，由AGV物流车8将电极工件送到CMM三坐标测量仪4上进行3D检测。AGV物流车8的上表面具有传输机构，当AGV物流车8运行到CMM三坐标测量仪4的位置时，AGV物流车8与CMM三坐标测量仪4等高齐平，AGV物流车8上传输机构将放置在AGV表面上的电极工件送到CMM三坐标测量仪4上。为了使电极工件能以正确的角度进入到CMM三坐标测量仪上，在CMM三坐标测量仪4旁设置一个等高齐平的定位台41，定位台上41同样设置传输机构。AGV物流车8先将电极工件送到定位台41上，再由定位台41将电极工件送到CMM三坐标测量仪4。从机器人6将电极工件从CNC加工中心2中取出，到AGV物流车8将电极工件放到CMM三坐标测量仪4上的整个过程，都由中央控制系统90和PLC电控系统91来控制相应的设备。

将电极工件送到CMM三坐标测量仪4后，中央控制系统90通过PLC电控系统91控制CMM三坐标测量仪4调用三坐标检测程序对电极工件进行3D检测，并将检测报告生成3D检测报告上传会中央控制系统90。中央控制系统90接收到3D检测报告后，在自动化加工系统的“创建任务”界面，点击对应电极的“高度”选项，自动化加工系统将自动获取CMM三坐标检测仪4所测的高度（传入系统高度值=实测高度值-加工端面的光刀量）。本实施例的CNC电极加工中心2的加工精度以及CMM三坐标测量仪4的检测精度可达到0.005毫米，这保证了模具（电极）具有更高的精确度和品质。对于本领域所属的技术人员来说，CMM三坐标测量仪4的工作原理属于公知的现有技术，这里不再详细赘述。

CNC电极加工中心2对电极胚料进行加工成型的过程中，因刀具磨损等因素的影响，每件电极工件均存在一定的加工误差，并且每件电极工件的加工误差均不一样。在本发明实施例中，由于每个电极工件都通过RFID芯片进行识别，且机器人6从料架上取下每个电极胚料的时候已经读取每个电极胚料的RFID芯片信息，因此，CMM三坐标测量仪4对每个电极工件进行3D检测后所生成的3D检测报告都识别该3D检测报告是属于哪个电极工件，而每件电极工件的加工误差均可以通过3D检测计算出来。在计算出电极工件的加工误差后，CMM三坐标测量仪4根据加工误差，通过中央控制系统90将信息补偿给EDM电火花机3。此时，MES电极智能制造与检测系统完成电极的制造与检测。

MES电极智能制造与检测系统完成电极的制造与检测后，由EDM电火花机3进行模具制造，模具制造过程如下：

电极工件进行3D检测后，中央控制系统90通过PLC电控系统91控制AGV物流车8将电极工件送回到机器人行走导轨5与AGV磁条导航线路7的连接处。接着，中央控制系统90通过PLC电控系统91控制机器人6先从料架1上取出一个模具胚料并放到EDM电火花加工机3已注入工作液的工作槽中，本实施例的模具胚料采用钢料；然后机器人6再将已检测完的电极工件送到EDM电火花加工机3已注入工作液的工作槽中，EDM电火花机3的电极夹头通过夹在两个凹槽171上夹住拉钉17，从而夹住电极工件。EDM电火花机3的电极夹头夹住电极工件时，安装有RFID芯片15的治具座13的侧面朝外，治具座13不接触工作液，电极本体14进入工作液中发生放电现象。EDM电火花机3调用放电程序，并根据接收到对应的电极的补偿信息自动优化放电程序后再执行放电步骤，通过电极的放电，电极工件与模具胚料之间发生因脉冲放电而产生的电蚀作用，从而将模具胚料加工成所需的模具工件。一个模具工件的成型往往需要使用若干个电极工件来加工，因此，在一个电极工件进行检测或者放电的时候，CNC电极加工中心2同时在加工制造其它的电极胚料。通过系统的逻辑设计，实现模具制造的过程无停顿。经过若干个电极工件的放电，最终实现模具的成型，最后再由机器人6将成型的模具取出并放到相应的位置。

对于一些在该批次的模具生产制造计划中暂未用到的电极工件，可存放在料架或者是仓库中。每个电极工件的生产状态，在机器人6抓取的时候，可以通过读取RFID芯片的信息来识别。例如，有的电极工件已经加工成型但未进行3D检测，有的电极工件已经进行3D检测，这些状态信息在完成该步骤的同时都已经实时上传到中央控制系统90的服务器中。在进行下一次的模具生产制造计划时，当机器人6抓取该电极工件后，RFID读写装置读取该电极工件的RFID芯片信息，并将读取结果发送至中央控制系统90，中央控制系统90根据RFID芯片的信息读取出对应的电极工件的状态，从而向相应的设备发出相应的动作命令。

模具智能制造系统还包括报警模块，报警模块包括声光报警器，声光报警器连接到中央控制系统90的监控模块，监控模块用以实时监控机床的主轴状态、刀具状态、加工状态等等。在系统出现故障或者完成生产流程后，声光报警器通过声光来提醒工作人员进行相应的下一步操作。在一些其他的实施例中，报警模块还可以是其他的方式，例如设置与中央系统连接的外部计算机，通过中央控制系统90向外部计算机发送邮件；或者是通过无线网络向操作人员的移动客户端发送信息等等。

本发明实施例模具智能制造系统中的设备形成一个完整的加工链，但各个加工设备自身的加工过程是独立的，这使得可以对机床进行手动模式切换，切换时不会影响到其他机床的自动加工，切换为手动模式的机床可进行人工操作，满足企业的灵活需求。此外，模具智能制造系统还具备急单插入优先的功能，具备极高的柔性。另外，模具智能制造系统还具有较强的扩展性，在订单量较大的车间，可以使电极检测系统搭载1至3台CMM三坐标测量仪以及选配一个或多个智能料架。

更进一步的方案是，将整个模具智能制造系统划分为加工区域98和检测区域99。上料架1、CNC电极加工中心2、EDM电火花机3、机器人行走导轨5和机器人6、AGV磁条导航线路7和AGV物流车8设置在加工区域98；CMM三坐标测量仪4设置在检测区域99；AGV磁条导航线路7则连接加工区域98和检测区域99，AGV物流车在加工区域98和检测区域99之间流转。在检测区域99，还可以设置若干智能料架，用以存放电极工件和模具工件。

模具制造方法实施例

在本实施例中，由于模具制造过程的一些方法步骤在模具智能制造系统实施例中已有详细描述，对于模具智能制造系统实施例中已有详细描述，本实施例不再一一赘述。

参见图6，本实施例的模具制造方法，使用上述的模具智能制造系统实施例中的模具智能制造系统，包括以下步骤：

S1：将RFID芯片装在电极胚料表面，并用手持式RFID读写器93将电极胚料的身份信息写入RFID芯片中。

S2：将步骤S1中的电极胚料放置到上料架1上。

S3：使用机器人6通过机械手爪上的无线式RFID读写器61来读取整个上料架上的电极胚料治具体表面的RFID芯片信息，并将读取到的所有的RFID芯片信息上传至中央控制系统90。

S4：使用机器人6从上料架1上抓取电极胚料，同时通过机械手爪上的无线式RFID读写器61来读取电极胚料治具体表面上的RFID芯片信息，并将读取的RFID芯片信息发送至中央控制系统90；然后控制机器人6将电极胚料送至CNC电极加工中心2，由CNC电极加工中心2调取相对应的电极胚料加工程序将电极胚料加工成型为所需的电极工件。

S5：使用机器人6将步骤S4中已加工成型的电极工件搬运到AGV物流车8上，通过AGV物流车8将电极工件送至CMM三坐标测量仪4，控制CMM三坐标测量仪4调用电极的RFID芯片信息所对应的三坐标检测程序对电极进行3D检测，将检测结果生成3D检测报告并上传至中央系统90，同时将信息补偿给所述EDM电火花机3。

S6：使用AGV物流车8将步骤S5中的电极工件沿所述AGV磁条导航线路7送回到所述机器人行走导轨5与AGV磁条导航线路7连接处的位置。

S7：使用机器人6依次将模具工件和步骤S6中的电极放到EDM电火花机3内。

S8：控制所述EDM电火花机3从中央控制系统90调用电极工件的信息，并执行电极放电步骤。

S9：控制机器人6将加工成型的模具工件取出，并通过AGV物流车8将模具工件运送至下一个工序。

在步骤S1中，电极胚料包括治具座13以及安装在治具座13上的电极本体14，电极本体14采用石墨材料，RFID芯片安装在治具座的表面。

本实施例中，电极胚料的加工与检测的方法步骤参见模具智能制造系统实施例中对MES电极智能制造与检测系统工作流程的描述，这里不再一一赘述。

在步骤S8中，EDM电火花机执行放电步骤前，获取放电程序，根据电极的补偿信息优化放电程序。

以上仅是本实用新型的较佳实施例，并不以限制本发明，凡在本发明的精神和原则范围内所作的修改、等同替换、改进等等，均应包含在本发明的保护范围内。

Claims (6)

1.MES电极智能制造与检测系统，包括上料架、CNC电极加工中心和CMM三坐标测量仪；所述CNC电极加工中心包括CNC控制系统，所述CMM三坐标测量仪包括CMM控制系统，所述上料架上放置电极工件，所述电极工件包括治具体和安装在所述治具体上的电极本体，每个所述电极工件上均安装有RFID芯片，所述RFID芯片安装在所述治具体的表面上，其特征在于：

所述MES电极智能制造与检测系统还包括设置在地面上的机器人行走导轨和用于搬运所述电极工件的机器人，所述机器人包括机器人控制系统，所述机器人的机械手爪上设有RFID读写装置；所述机器人的底座安装有行走机构，所述机器人通过行走机构安装在所述机器人行走导轨上；所述上料架与所述CNC电极加工中心设置在所述机器人行走导轨的同一侧；

所述CMM三坐标测量仪与所述机器人行走导轨之间通过AGV磁条导航线路连接，所述AGV磁条导航线路上设有AGV物流车，所述AGV物流车包括AGV控制系统；

所述MES电极智能制造与检测系统还包括中央控制系统；所述CNC控制系统、所述CMM控制系统、所述机器人控制系统和所述AGV控制系统均连接到所述中央控制系统。

2.根据权利要求1所述的MES电极智能制造与检测系统，其特征在于：

所述机器人为六轴机器人。

3.根据权利要求2所述的MES电极智能制造与检测系统，其特征在于：

所述MES电极智能制造与检测系统还包括报警模块，所述报警模块包括声光报警器，所述声光报警器连接到所述中央控制系统。

4.模具智能制造系统，其特征在于：

包括如权利要求1至3任一项所述的MES电极智能制造与检测系统；

所述模具智能制造系统还包括EDM电火花机，所述EDM电火花机包括EDM控制系统，所述EDM电火花机设置在所述机器人行走导轨的另一侧；所述EDM控制系统连接到所述中央控制系统。

5.根据权利要求4所述的模具智能制造系统，其特征在于：所述上料架包括第一上料架和第二上料架，所述第一上料架、所述第二上料架和所述CNC电极加工中心并排设置在所述机器人行走导轨的一侧。

6.根据权利要求5所述的模具智能制造系统，其特征在于：所述第一上料架为旋转式料架，所述第二上料架为立体式料架。