一種基于rfid的電極全生命周期控制系統(tǒng)及控制方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種基于RFID的電極全生命周期控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括用于加工電極的CNC數(shù)控機(jī)床、用于測(cè)量電極的對(duì)刀預(yù)調(diào)儀、利用電極加工模具工件的EDM數(shù)控機(jī)床和電極座。CAM設(shè)計(jì)PC機(jī)、電極倉(cāng)庫(kù)入口PC機(jī)、CNC車間一體機(jī)、CMM車間測(cè)量PC機(jī)、EDM車間一體機(jī)，安裝于電極座上的RFID抗金屬電子標(biāo)簽、RFID讀寫器以及電極系統(tǒng)服務(wù)器；CAM設(shè)計(jì)PC機(jī)、電極倉(cāng)庫(kù)入口PC機(jī)、CNC車間一體機(jī)、CMM車間測(cè)量PC機(jī)和EDM車間一體機(jī)均通過以太網(wǎng)與電極系統(tǒng)服務(wù)器通訊。本發(fā)明同時(shí)提供了基于該系統(tǒng)的控制方法，涵蓋電極全生命周期的“CAM設(shè)計(jì)—電極出庫(kù)—CNC工序—CMM工序—EDM工序—電極回收”過程。
【專利說明】—種基于RFID的電極全生命周期控制系統(tǒng)及控制方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及模具制造過程中的電極管理【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種基于RFID的電極全生命周期控制系統(tǒng)及控制方法。

【背景技術(shù)】
[0002]制造業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)賴以生存和發(fā)展的支柱產(chǎn)業(yè)，而模具制造業(yè)則是制造業(yè)中的核心技術(shù)行業(yè)。工具電極是模具制造中最基礎(chǔ)、最關(guān)鍵的制造資源。在模具制造過程中，通常首先進(jìn)行模具設(shè)計(jì)，確定一個(gè)模具由多少工件組成，每個(gè)工件需要多少個(gè)電極加工，并進(jìn)一步確定進(jìn)行加工的電極的參數(shù)、尺寸及形狀，然后經(jīng)由CNC過程對(duì)電極進(jìn)行加工，CMM過程對(duì)電極進(jìn)行打點(diǎn)測(cè)量，最后經(jīng)由EDM過程利用電極對(duì)工件放電加工。傳統(tǒng)的模具制造過程，一個(gè)電極在整個(gè)生命周期過程中是由人工控制的，而產(chǎn)品的多樣化，模具數(shù)量劇增，而制造一副復(fù)雜程度一般的注塑模具往往需要用到幾十種甚至上百種形狀各異的電極；面對(duì)復(fù)雜的工藝流程和協(xié)作關(guān)系，加上數(shù)量龐大的生產(chǎn)、配套和管理信息，傳統(tǒng)的依靠人工的電極控制模式己經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能適應(yīng)企業(yè)發(fā)展的需要。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了基于RFID技術(shù)的電極全生命周期控制系統(tǒng)，針對(duì)模具制造業(yè)這一日益突顯的問題，借助RFID技術(shù)、信息技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)模具制造過程中所涉及電極的全生命周期的智能化控制。
[0004]本發(fā)明為解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:提供了一種基于RFID的電極全生命周期控制系統(tǒng)，包括用于加工電極的CNC數(shù)控機(jī)床、用于測(cè)量電極的對(duì)刀預(yù)調(diào)儀、利用電極加工模具工件的EDM數(shù)控機(jī)床，以及電極座，該系統(tǒng)還包括以下設(shè)備:
[0005]具有CAM信息標(biāo)準(zhǔn)化、CAM信息導(dǎo)入、CAM電極與倉(cāng)庫(kù)坯料綁定和庫(kù)存狀態(tài)查詢與統(tǒng)計(jì)功能的CAM設(shè)計(jì)PC機(jī)；
[0006]具有備料管理、電極出入庫(kù)管理與追蹤、電極座和庫(kù)存狀態(tài)查詢與統(tǒng)計(jì)功能的電極倉(cāng)庫(kù)入口 PC機(jī)；
[0007]具有電極信息自動(dòng)加載、NC程式自動(dòng)調(diào)取、一鍵串聯(lián)NC程式、一鍵上傳NC程式至CNC數(shù)控機(jī)床、自動(dòng)對(duì)刀殺頂、多電極自動(dòng)加工、優(yōu)化CNC數(shù)控機(jī)床換刀次數(shù)功能的CNC車間一體機(jī)；
[0008]具有測(cè)量程式自動(dòng)調(diào)取、自動(dòng)打點(diǎn)、測(cè)量數(shù)據(jù)同步功能的CMM車間測(cè)量PC機(jī)；
[0009]具有電極信息自動(dòng)加載、一鍵合成放電程式、一鍵上傳放電程式至EDM機(jī)床、優(yōu)化EDM機(jī)床換刀次數(shù)至最少功能的EDM車間一體機(jī)；
[0010]具有電極管理、電極座管理、生產(chǎn)狀況統(tǒng)計(jì)、機(jī)床狀況統(tǒng)計(jì)、報(bào)表查詢、電極倉(cāng)庫(kù)管理、操作日志管理、系統(tǒng)參數(shù)管理、文件服務(wù)以及存儲(chǔ)功能的電極系統(tǒng)服務(wù)器；
[0011]安裝于電極座上的RFID抗金屬電子標(biāo)簽；
[0012]對(duì)RFID抗金屬電子標(biāo)簽進(jìn)行信息讀寫的RFID讀寫器；
[0013]所述電極倉(cāng)庫(kù)入口 PC機(jī)、CNC車間一體機(jī)、CMM車間測(cè)量PC機(jī)和EDM車間一體機(jī)均通過RS232方式分別連接有一臺(tái)RFID讀寫器；所述CAM設(shè)計(jì)PC機(jī)、電極倉(cāng)庫(kù)入口 PC機(jī)、CNC車間一體機(jī)、CMM車間測(cè)量PC機(jī)和EDM車間一體機(jī)均通過以太網(wǎng)與所述電極系統(tǒng)服務(wù)器通訊；所述CNC車間一體機(jī)通過以太網(wǎng)、RS232串行端口、TNC、DNC和/或PR0FIBUS-DP總線方式同CNC數(shù)控機(jī)床通訊；所述CMM車間測(cè)量PC機(jī)通過RS232串行端口與對(duì)刀預(yù)調(diào)儀通訊；EDM車間一體機(jī)通過以太網(wǎng)、RS232串行端口、TNC、DNC和/或PR0FIBUS-DP總線方式與EDM數(shù)控機(jī)床通訊。
[0014]本發(fā)明還提供了一種，基于RFID的電極全生命周期控制方法，在每個(gè)安裝有RFID抗金屬電子標(biāo)簽的電極座上裝夾一個(gè)坯料，RFID抗金屬電子標(biāo)簽記錄有與該坯料的電極信息，至少包括編號(hào)、規(guī)格、電極參數(shù)、倉(cāng)位坐標(biāo)、工序狀態(tài)和庫(kù)存狀態(tài)；坯料信息均存儲(chǔ)于電極系統(tǒng)服務(wù)器；該控制方法具體包括以下步驟:
[0015](I)CAM設(shè)計(jì):通過電極設(shè)計(jì)得到電極設(shè)計(jì)參數(shù)；CAM設(shè)計(jì)PC機(jī)從電極系統(tǒng)服務(wù)器中抓取符合電極設(shè)計(jì)參數(shù)的電極信息，將電極設(shè)計(jì)參數(shù)添加至電極信息中，以完成電極信息所屬的坯料與電極設(shè)計(jì)參數(shù)的綁定，綁定完成的坯料稱為電極；此時(shí)電極系統(tǒng)服務(wù)器中該電極的電極信息還包括電極設(shè)計(jì)參數(shù)；
[0016](2)電極出庫(kù):將綁定完成的電極的電極信息打印成待出庫(kù)清單；對(duì)于待出庫(kù)清單上的每一個(gè)電極，工人根據(jù)該電極的倉(cāng)位坐標(biāo)從電極倉(cāng)庫(kù)中取出電極，利用RFID讀寫器掃描電極座上的RFID抗金屬電子標(biāo)簽以讀取電極信息，通過RS232串口將讀取到的電極信息傳輸至電極倉(cāng)庫(kù)入口 PC機(jī)；電極倉(cāng)庫(kù)入口 PC機(jī)將該電極的庫(kù)存狀態(tài)更新為“已出庫(kù)”、工序狀態(tài)更新為“待CNC”，并將修改信息與電極系統(tǒng)服務(wù)器同步，同時(shí)通過RFID讀寫器將修改信息寫入RFID抗金屬電子標(biāo)簽，以完成電極的出庫(kù)；將待出庫(kù)清單上的電極送至CNC車間；
[0017](3) CNC工序:通過RFID讀寫器掃描電極所在電極座上的RFID抗金屬電子標(biāo)簽，通過RS232串口將讀取到的電極信息傳輸至CNC車間一體機(jī)；CNC車間一體機(jī)根據(jù)電極信息模擬將2個(gè)以上電極裝載于CNC數(shù)控機(jī)床的卡盤上，CNC操作員根據(jù)模擬將2個(gè)以上電極實(shí)際地裝載于CNC數(shù)控機(jī)床的卡盤；CNC車間一體機(jī)根據(jù)各電極的電極信息分別調(diào)取加工程式,對(duì)加工程式進(jìn)行串聯(lián)和優(yōu)化，以生成總加工程式,并將總加工程式傳輸至CNC數(shù)控機(jī)床，CNC數(shù)控機(jī)床根據(jù)總的加工程式進(jìn)行機(jī)床換刀以對(duì)2個(gè)以上電極進(jìn)行批量加工；加工完成后，CNC車間一體機(jī)將各電極的電極信息中的工序狀態(tài)更新為“待CMM”并將修改信息與電極系統(tǒng)服務(wù)器同步，同時(shí)通過RFID讀寫器將修改信息寫入RFID抗金屬電子標(biāo)簽；將經(jīng)CNC加工后的電極送至CMM車間；
[0018](4)CMM工序:對(duì)于完成CNC加工的每個(gè)電極，利用RFID讀寫器掃描電極座上的RFID抗金屬電子標(biāo)簽，并通過RS232串口將讀取到的電極信息傳輸至CMM車間測(cè)量PC機(jī)；CMM車間測(cè)量PC機(jī)根據(jù)電極信息調(diào)取電極測(cè)量程式，以進(jìn)行自動(dòng)打點(diǎn)測(cè)量，并將測(cè)量結(jié)果通過RFID讀寫器寫入該電極的RFID抗金屬電子標(biāo)簽、并上傳至電極系統(tǒng)服務(wù)器，將該電極的電極信息中的工序狀態(tài)更新為“待EDM”并將修改信息與電極系統(tǒng)服務(wù)器同步，同時(shí)通過RFID讀寫器將修改信息寫入RFID抗金屬電子標(biāo)簽；將經(jīng)CMM工序測(cè)量后的電極送至EDM車間；
[0019](5)EDM工序:利用RFID讀寫器掃描電極座上的RFID抗金屬電子標(biāo)簽，并通過RS232串口將讀取到的電極信息傳輸至EDM車間一體機(jī)；EDM車間一體機(jī)根據(jù)電極信息模擬將電極裝載于EDM數(shù)控機(jī)床的刀位上，EDM操作員根據(jù)模擬實(shí)際地將電極裝載于EDM數(shù)控機(jī)床的刀位上；EDM車間一體機(jī)根據(jù)電極信息和CMM測(cè)量結(jié)果生成放電程式，并將放電程式傳輸至EDM數(shù)控機(jī)床，EDM數(shù)控機(jī)床根據(jù)放電程式對(duì)工件進(jìn)行批量放電，在批量放電過程中，EDM數(shù)控機(jī)床自動(dòng)進(jìn)行換刀；放電完成后，EDM車間一體機(jī)將電極的工序狀態(tài)更新為“待回收”，并將修改信息與電極系統(tǒng)服務(wù)器同步，同時(shí)通過RFID讀寫器將修改信息寫入RFID抗金屬電子標(biāo)簽；將電極送至電極倉(cāng)庫(kù)；
[0020](6)電極回收:利用RFID讀寫器掃描電極座上的RFID抗金屬電子標(biāo)簽,將電極入庫(kù)，電極倉(cāng)庫(kù)入口 PC機(jī)將電極信息的工序狀態(tài)更新為“已回收”、庫(kù)存狀態(tài)更新為“在庫(kù)”，將電極設(shè)計(jì)參數(shù)刪除以完成電極與電極設(shè)計(jì)參數(shù)的解綁，并將修改信息與電極系統(tǒng)服務(wù)器同步，同時(shí)通過RFID讀寫器將修改信息寫入RFID抗金屬電子標(biāo)簽。
[0021]本發(fā)明基于其技術(shù)方案所具有的有益效果在于:
[0022](I)本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供一種更智能化的電極全生命周期控制系統(tǒng)，結(jié)合RFID電子標(biāo)簽且通過射頻信號(hào)自動(dòng)識(shí)別目標(biāo)并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)的技術(shù)特點(diǎn)，將電極參數(shù)、電極狀態(tài)等信息存儲(chǔ)到RFID電子標(biāo)簽中，且同時(shí)存儲(chǔ)到電極系統(tǒng)服務(wù)器上的數(shù)據(jù)庫(kù)中，從而對(duì)電極全生命周期的各個(gè)環(huán)節(jié)，包括CAM設(shè)計(jì)、庫(kù)存管理、CNC加工、CMM檢測(cè)、EDM電火花放電、電極回收再利用進(jìn)行全程掌握及監(jiān)管，實(shí)現(xiàn)一種無紙化、半自動(dòng)化、智能化的管理和作業(yè)方式；
[0023](2)本發(fā)明通過CAM設(shè)計(jì)PC機(jī)與電極系統(tǒng)服務(wù)器的交互，實(shí)現(xiàn)了 CAM信息標(biāo)準(zhǔn)化、CAM信息導(dǎo)入、CAM電極與倉(cāng)庫(kù)坯料綁定和庫(kù)存狀態(tài)查詢與統(tǒng)計(jì)功能，能夠?qū)崿F(xiàn)電極信息源初始化；
[0024](3)本發(fā)明通過電極倉(cāng)庫(kù)入口 PC機(jī)與電極系統(tǒng)服務(wù)器和RFID讀寫器之間的交互，實(shí)現(xiàn)備料管理、電極出入庫(kù)管理與追蹤、電極座和庫(kù)存狀態(tài)查詢與統(tǒng)計(jì)的功能，實(shí)現(xiàn)電極倉(cāng)庫(kù)的規(guī)劃化管理；
[0025](4)本發(fā)明通過CNC車間一體機(jī)同電極系統(tǒng)服務(wù)器、RFID讀寫器、CNC數(shù)控機(jī)床之間的交互，實(shí)現(xiàn)電極信息自動(dòng)加載、NC程式自動(dòng)調(diào)取、一鍵串聯(lián)NC程式、一鍵上傳NC程式至CNC數(shù)控機(jī)床、自動(dòng)對(duì)刀殺頂、多電極自動(dòng)加工、優(yōu)化CNC數(shù)控機(jī)床換刀次數(shù)功能，能夠?qū)崿F(xiàn)CNC作業(yè)流程的優(yōu)化，使原本的手動(dòng)操作轉(zhuǎn)化為自動(dòng)化操作，使效率大幅度提升；
[0026](5)本發(fā)明通過CMM車間測(cè)量PC機(jī)同電極系統(tǒng)服務(wù)器、RFID讀寫器、對(duì)刀預(yù)調(diào)儀之間的交互，實(shí)現(xiàn)測(cè)量程式自動(dòng)調(diào)取、自動(dòng)打點(diǎn)、測(cè)量數(shù)據(jù)同步，能夠?qū)崿F(xiàn)CMM作業(yè)流程的優(yōu)化和測(cè)量數(shù)據(jù)的無紙化傳遞、共享；
[0027](6)本發(fā)明通過EDM車間一體機(jī)同電極系統(tǒng)服務(wù)器、RFID讀寫器、EDM數(shù)控機(jī)床之間的交互，實(shí)現(xiàn)電極信息自動(dòng)加載、一鍵合成放電程式、一鍵上傳放電程式至EDM機(jī)床、優(yōu)化EDM機(jī)床換刀次數(shù)至最少，實(shí)現(xiàn)EDM作業(yè)流程的優(yōu)化，使效率大幅度提升；
[0028](7)本發(fā)明利用電極系統(tǒng)服務(wù)器實(shí)現(xiàn)電極管理、電極座管理、生產(chǎn)狀況統(tǒng)計(jì)、機(jī)床狀況統(tǒng)計(jì)、報(bào)表查詢、電極倉(cāng)庫(kù)管理、操作日志管理、以及系統(tǒng)參數(shù)管理，能夠?yàn)楣芾碚咛峁└咝У墓芾矸?wù)和可靠的決策依據(jù)；
[0029](8)本發(fā)明利用電極系統(tǒng)服務(wù)器同步CAM設(shè)計(jì)PC機(jī)、電極倉(cāng)庫(kù)入口 PC機(jī)、CNC車間一體機(jī)、CMM車間測(cè)量PC機(jī)和EDM車間一體機(jī)傳輸至電極系統(tǒng)服務(wù)器的數(shù)據(jù)，保證不同設(shè)備的多線程存儲(chǔ)操作和修改操作的準(zhǔn)確性；
[0030](9)本發(fā)明的系統(tǒng)和方法可有效地協(xié)同CAM設(shè)計(jì)部門、電極倉(cāng)儲(chǔ)部門、CNC加工部門、CMM測(cè)量部門、EDM加工部門。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0031]圖1是一種基于RFID技術(shù)的電極全生命周期控制系統(tǒng)框圖。

【具體實(shí)施方式】
[0032]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0033]結(jié)合圖1，本發(fā)明提供了一種基于RFID的電極全生命周期控制系統(tǒng)，包括用于加工電極的CNC數(shù)控機(jī)床、用于測(cè)量電極的對(duì)刀預(yù)調(diào)儀、利用電極加工模具工件的EDM數(shù)控機(jī)床，以及電極座，還包括CAM設(shè)計(jì)PC機(jī)、電極倉(cāng)庫(kù)入口 PC機(jī)、同CNC數(shù)控機(jī)床通訊的CNC車間一體機(jī)、與對(duì)刀預(yù)調(diào)儀通訊的CMM車間測(cè)量PC機(jī)、同EDM數(shù)控機(jī)床通訊的EDM車間一體機(jī)，安裝于電極座上的RFID抗金屬電子標(biāo)簽、對(duì)RFID抗金屬電子標(biāo)簽進(jìn)行信息讀寫的RFID讀寫器，以及電極系統(tǒng)服務(wù)器；所述CAM設(shè)計(jì)PC機(jī)、電極倉(cāng)庫(kù)入口 PC機(jī)、CNC車間一體機(jī)、CMM車間測(cè)量PC機(jī)和EDM車間一體機(jī)均通過以太網(wǎng)與電極系統(tǒng)服務(wù)器通訊，它們?cè)谕粋€(gè)LAN局域網(wǎng)中。
[0034]其中，所述RFID抗金屬電子標(biāo)簽遵循IS0-15693協(xié)議，可多次擦寫使用。其存儲(chǔ)容量為2000Byte，工作頻率13.56MHz，尺寸Φ 10x4.5mm,重量2g，防護(hù)等級(jí)IP67，安裝在電極座上的方式為嵌入，具備抗金屬性；所述RFID讀寫器遵循IS0-15693協(xié)議，工作頻率13.56MHz，其防護(hù)等級(jí)為IP67 ;所述RFID讀寫器可以為固定式和/或?yàn)槭殖质絉FID讀寫器，通訊接口有RS232串行端口、PR0FIBUS-DP和GP10。
[0035]所述RFID抗金屬電子標(biāo)簽用于存儲(chǔ)包括電極參數(shù)和電極狀態(tài)在內(nèi)的數(shù)據(jù)，RFID讀寫器用于RFID抗金屬電子標(biāo)簽進(jìn)行讀和寫操作，這些數(shù)據(jù)同時(shí)存儲(chǔ)在電極系統(tǒng)服務(wù)器的數(shù)據(jù)庫(kù)中。
[0036]CAM設(shè)計(jì)PC機(jī)具有CAM信息標(biāo)準(zhǔn)化、CAM信息導(dǎo)入、CAM電極與倉(cāng)庫(kù)坯料綁定和庫(kù)存狀態(tài)查詢與統(tǒng)計(jì)功能，能夠?qū)崿F(xiàn)電極信息源初始化。
[0037]電極倉(cāng)庫(kù)入口 PC機(jī)具有備料管理、電極出入庫(kù)管理與追蹤、電極座和庫(kù)存狀態(tài)查詢與統(tǒng)計(jì)功能，能夠?qū)崿F(xiàn)電極倉(cāng)庫(kù)的規(guī)劃化管理。電極倉(cāng)庫(kù)入口 PC機(jī)通過RS232串行端口與一個(gè)RFID讀寫器通訊。
[0038]CNC車間一體機(jī)具有電極信息自動(dòng)加載、NC程式自動(dòng)調(diào)取、一鍵串聯(lián)NC程式、一鍵上傳NC程式至CNC數(shù)控機(jī)床、自動(dòng)對(duì)刀殺頂、多電極自動(dòng)加工、優(yōu)化CNC數(shù)控機(jī)床換刀次數(shù)功能，能夠?qū)崿F(xiàn)CNC作業(yè)流程的優(yōu)化，使效率大幅度提升。CNC車間一體機(jī)通過RS232串行端口與一個(gè)RFID讀寫器通訊，通過以太網(wǎng)、RS232串行端口、TNC、DNC和/或PR0FIBUS-DP總線方式同CNC數(shù)控機(jī)床通訊。
[0039]CMM車間測(cè)量PC機(jī)具有測(cè)量程式自動(dòng)調(diào)取、自動(dòng)打點(diǎn)、測(cè)量數(shù)據(jù)同步功能，能夠?qū)崿F(xiàn)CMM作業(yè)流程的優(yōu)化和測(cè)量數(shù)據(jù)的無紙化傳遞、共享。CMM車間測(cè)量PC機(jī)通過RS232串行端口與一個(gè)RFID讀寫器和對(duì)刀預(yù)調(diào)儀通訊。
[0040]EDM車間一體機(jī)具有電極信息自動(dòng)加載、一鍵合成放電程式、一鍵上傳放電程式至EDM機(jī)床、優(yōu)化EDM機(jī)床換刀次數(shù)至最少功能，能夠?qū)崿F(xiàn)EDM作業(yè)流程的優(yōu)化，使效率大幅度提升。EDM車間一體機(jī)通過以太網(wǎng)、RS232串行端口、TNC、DNC和/或PROFIBUS-DP總線方式與EDM數(shù)控機(jī)床通訊。
[0041]電極系統(tǒng)服務(wù)器具有電極管理、電極座管理、生產(chǎn)狀況統(tǒng)計(jì)、機(jī)床狀況統(tǒng)計(jì)、報(bào)表查詢、電極倉(cāng)庫(kù)管理、操作日志管理、系統(tǒng)參數(shù)管理、文件服務(wù)以及存儲(chǔ)功能，能夠?yàn)楣芾碚咛峁└咝У墓芾矸?wù)和可靠的決策依據(jù)，還能用于同步CAM設(shè)計(jì)PC機(jī)、電極倉(cāng)庫(kù)入口 PC機(jī)、CNC車間一體機(jī)、CMM車間測(cè)量PC機(jī)和EDM車間一體機(jī)的數(shù)據(jù)，保證不同設(shè)備的多線程存儲(chǔ)操作和修改操作的準(zhǔn)確性。
[0042]所述電極倉(cāng)庫(kù)入口 PC機(jī)、CNC車間一體機(jī)、CMM車間測(cè)量PC機(jī)和EDM車間一體機(jī)均通過RS232方式分別各自連接有一臺(tái)RFID讀寫器，所述的CAM設(shè)計(jì)PC機(jī)、電極倉(cāng)庫(kù)入口PC機(jī)、CNC車間一體機(jī)、CMM車間測(cè)量PC機(jī)和EDM車間一體機(jī)均通過以太網(wǎng)同電極系統(tǒng)服務(wù)器通訊，并可以訪問電極系統(tǒng)服務(wù)器的數(shù)據(jù)庫(kù)。
[0043]本發(fā)明同時(shí)提供了一種基于RFID的電極全生命周期控制方法，涵蓋了電極全生命周期的“CAM設(shè)計(jì)一〉電極出庫(kù)一〉CNC工序一〉CMM工序一〉EDM工序一〉電極回收”過程。首先在每個(gè)安裝有RFID抗金屬電子標(biāo)簽的電極座上裝夾一個(gè)坯料，RFID抗金屬電子標(biāo)簽記錄有與該坯料的電極信息，至少包括編號(hào)、規(guī)格、電極參數(shù)、倉(cāng)位坐標(biāo)、工序狀態(tài)和庫(kù)存狀態(tài)；坯料信息均存儲(chǔ)于電極系統(tǒng)服務(wù)器；該控制方法具體包括以下步驟:
[0044](I) CAM設(shè)計(jì):CAM設(shè)計(jì)員通過UG軟件進(jìn)行電機(jī)設(shè)計(jì)，繪制電極3D模型圖，生成電極圖檔PRT文件，并到處電極BOM清單excel文件至CAM設(shè)計(jì)PC機(jī)，BOM清單包含了所需電極的電極材質(zhì)、備料尺寸、粗細(xì)電極數(shù)量等點(diǎn)擊基本信息，并未所需電極分配了一個(gè)電極編號(hào);
[0045]通過CAM外掛到處電極設(shè)計(jì)參數(shù)至CAM設(shè)計(jì)PC機(jī)，生成包含電極設(shè)計(jì)參數(shù)的TXT文件，該文件中記錄了電極編號(hào)、電極伸出長(zhǎng)、ZO到頂端長(zhǎng)度、放電面積、火花位、電極形狀、X軸、Y軸等電極設(shè)計(jì)參數(shù)信息；
[0046]CAM設(shè)計(jì)PC機(jī)加載電極設(shè)計(jì)參數(shù)文件，從電極系統(tǒng)服務(wù)器中抓取符合電極設(shè)計(jì)參數(shù)的電極信息，則抓取到的電極信息所屬的坯料是符合電極設(shè)計(jì)參數(shù)文件要求的；將電極設(shè)計(jì)參數(shù)添加至電極信息中，以完成電極信息所屬的坯料與電極設(shè)計(jì)參數(shù)的綁定，綁定完成的坯料稱為電極；此時(shí)電極系統(tǒng)服務(wù)器中該電極的電極信息還包括電極設(shè)計(jì)參數(shù)；
[0047](2)電極出庫(kù):將綁定完成的電極的電極信息打印成待出庫(kù)清單；對(duì)于待出庫(kù)清單上的每一個(gè)電極，工人根據(jù)該電極的倉(cāng)位坐標(biāo)從電極倉(cāng)庫(kù)中取出電極，利用RFID讀寫器掃描電極座上的RFID抗金屬電子標(biāo)簽以讀取電極信息，通過RS232串口將讀取到的電極信息傳輸至電極倉(cāng)庫(kù)入口 PC機(jī)；電極倉(cāng)庫(kù)入口 PC機(jī)將該電極的庫(kù)存狀態(tài)更新為“已出庫(kù)”、工序狀態(tài)更新為“待CNC”，并將修改信息與電極系統(tǒng)服務(wù)器同步，同時(shí)通過RFID讀寫器將修改信息寫入RFID抗金屬電子標(biāo)簽，以完成電極的出庫(kù)；將待出庫(kù)清單上的電極送至CNC車間；這個(gè)過程即備料；
[0048]通過電極倉(cāng)庫(kù)入口 PC機(jī)能夠訪問電極系統(tǒng)服務(wù)器，以進(jìn)行電極出入庫(kù)管理與追蹤、電極座和庫(kù)存狀態(tài)查詢與統(tǒng)計(jì)；
[0049](3) CNC工序:通過RFID讀寫器掃描電極所在電極座上的RFID抗金屬電子標(biāo)簽，通過RS232串口將讀取到的電極信息傳輸至CNC車間一體機(jī)；CNC車間一體機(jī)根據(jù)電極信息模擬將2個(gè)以上電極裝載于CNC數(shù)控機(jī)床的卡盤上，CNC操作員根據(jù)模擬將2個(gè)以上電極實(shí)際地裝載于CNC數(shù)控機(jī)床的卡盤；CNC車間一體機(jī)根據(jù)各電極的電極信息分別調(diào)取加工程式,對(duì)加工程式進(jìn)行串聯(lián)和優(yōu)化，以生成總加工程式,并將總加工程式傳輸至CNC數(shù)控機(jī)床，CNC數(shù)控機(jī)床根據(jù)總的加工程式進(jìn)行機(jī)床換刀以對(duì)2個(gè)以上電極進(jìn)行批量加工；加工完成后，CNC車間一體機(jī)將各電極的電極信息中的工序狀態(tài)更新為“待CMM”并將修改信息與電極系統(tǒng)服務(wù)器同步，同時(shí)通過RFID讀寫器將修改信息寫入RFID抗金屬電子標(biāo)簽；將經(jīng)CNC加工后的電極送至CMM車間；
[0050](4)CMM工序:對(duì)于完成CNC加工的每個(gè)電極，利用RFID讀寫器掃描電極座上的RFID抗金屬電子標(biāo)簽，并通過RS232串口將讀取到的電極信息傳輸至CMM車間測(cè)量PC機(jī)；CMM車間測(cè)量PC機(jī)根據(jù)電極信息調(diào)取電極測(cè)量程式，以進(jìn)行自動(dòng)打點(diǎn)測(cè)量，并將測(cè)量結(jié)果通過RFID讀寫器寫入該電極的RFID抗金屬電子標(biāo)簽、并上傳至電極系統(tǒng)服務(wù)器，將該電極的電極信息中的工序狀態(tài)更新為“待EDM”并將修改信息與電極系統(tǒng)服務(wù)器同步，同時(shí)通過RFID讀寫器將修改信息寫入RFID抗金屬電子標(biāo)簽；將經(jīng)CMM工序測(cè)量后的電極送至EDM車間；
[0051](5)EDM工序:利用RFID讀寫器掃描電極座上的RFID抗金屬電子標(biāo)簽，并通過RS232串口將讀取到的電極信息傳輸至EDM車間一體機(jī)；EDM車間一體機(jī)根據(jù)電極信息模擬將電極裝載于EDM數(shù)控機(jī)床的刀位上，EDM操作員根據(jù)模擬實(shí)際地將電極裝載于EDM數(shù)控機(jī)床的刀位上；EDM車間一體機(jī)根據(jù)電極信息和CMM測(cè)量結(jié)果生成放電程式，并將放電程式傳輸至EDM數(shù)控機(jī)床，EDM數(shù)控機(jī)床根據(jù)放電程式對(duì)工件進(jìn)行批量放電，在批量放電過程中，EDM數(shù)控機(jī)床自動(dòng)進(jìn)行換刀；放電完成后，EDM車間一體機(jī)將電極的工序狀態(tài)更新為“待回收”，并將修改信息與電極系統(tǒng)服務(wù)器同步，同時(shí)通過RFID讀寫器將修改信息寫入RFID抗金屬電子標(biāo)簽；將電極送至電極倉(cāng)庫(kù)；
[0052](6)電極回收:利用RFID讀寫器掃描電極座上的RFID抗金屬電子標(biāo)簽,將電極入庫(kù)，電極倉(cāng)庫(kù)入口 PC機(jī)將電極信息的工序狀態(tài)更新為“已回收”、庫(kù)存狀態(tài)更新為“在庫(kù)”，將電極設(shè)計(jì)參數(shù)刪除以完成電極與電極設(shè)計(jì)參數(shù)的解綁，并將修改信息與電極系統(tǒng)服務(wù)器同步，同時(shí)通過RFID讀寫器將修改信息寫入RFID抗金屬電子標(biāo)簽。
[0053]回收完成的電極即可稱為坯料，該坯料在倉(cāng)庫(kù)中又可以在下一輪生命周期中的CAM設(shè)計(jì)過程中被抓取，與新的電極設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行綁定。
[0054]利用本發(fā)明可協(xié)同CAM設(shè)計(jì)部門、電極倉(cāng)儲(chǔ)部門、CNC加工部門、CMM測(cè)量部門、EDM加工部門，對(duì)電極全生命周期的各個(gè)環(huán)節(jié)，包括CAM設(shè)計(jì)、庫(kù)存管理、CNC加工、CMM檢測(cè)、EDM電火花放電、電極回收再利用進(jìn)行全程掌握及監(jiān)管，實(shí)現(xiàn)電極參數(shù)的傳遞、共享，倉(cāng)庫(kù)可視化，坯料壽命、電極信息、電極狀態(tài)等的可追蹤，優(yōu)化管理和作業(yè)流程，減少生產(chǎn)成本，提高機(jī)床稼動(dòng)率，提升企業(yè)整體生產(chǎn)效率。
【權(quán)利要求】
1.一種基于RFID的電極全生命周期控制系統(tǒng)，包括用于加工電極的CNC數(shù)控機(jī)床、用于測(cè)量電極的對(duì)刀預(yù)調(diào)儀、利用電極加工模具工件的EDM數(shù)控機(jī)床，以及電極座，其特征在于:該系統(tǒng)還包括以下設(shè)備: 具有CAM信息標(biāo)準(zhǔn)化、CAM信息導(dǎo)入、CAM電極與倉(cāng)庫(kù)坯料綁定和庫(kù)存狀態(tài)查詢與統(tǒng)計(jì)功能的CAM設(shè)計(jì)PC機(jī)； 具有備料管理、電極出入庫(kù)管理與追蹤、電極座和庫(kù)存狀態(tài)查詢與統(tǒng)計(jì)功能的電極倉(cāng)庫(kù)入口 PC機(jī)； 具有電極信息自動(dòng)加載、NC程式自動(dòng)調(diào)取、一鍵串聯(lián)NC程式、一鍵上傳NC程式至CNC數(shù)控機(jī)床、自動(dòng)對(duì)刀殺頂、多電極自動(dòng)加工、優(yōu)化CNC數(shù)控機(jī)床換刀次數(shù)功能的CNC車間一體機(jī)； 具有測(cè)量程式自動(dòng)調(diào)取、自動(dòng)打點(diǎn)、測(cè)量數(shù)據(jù)同步功能的CMM車間測(cè)量PC機(jī)； 具有電極信息自動(dòng)加載、一鍵合成放電程式、一鍵上傳放電程式至EDM機(jī)床、對(duì)模具工件進(jìn)行批量放電、優(yōu)化EDM機(jī)床換刀次數(shù)功能的EDM車間一體機(jī)； 具有電極管理、電極座管理、生產(chǎn)狀況統(tǒng)計(jì)、機(jī)床狀況統(tǒng)計(jì)、報(bào)表查詢、電極倉(cāng)庫(kù)管理、操作日志管理、系統(tǒng)參數(shù)管理、文件服務(wù)以及存儲(chǔ)功能的電極系統(tǒng)服務(wù)器； 安裝于電極座上的RFID抗金屬電子標(biāo)簽； 對(duì)RFID抗金屬電子標(biāo)簽進(jìn)行信息讀寫的RFID讀寫器； 所述電極倉(cāng)庫(kù)入口 PC機(jī)、CNC車間一體機(jī)、CMM車間測(cè)量PC機(jī)和EDM車間一體機(jī)均通過RS232方式分別連接有一臺(tái)RFID讀寫器；所述CAM設(shè)計(jì)PC機(jī)、電極倉(cāng)庫(kù)入口 PC機(jī)、CNC車間一體機(jī)、CMM車間測(cè)量PC機(jī)和EDM車間一體機(jī)均通過以太網(wǎng)與所述電極系統(tǒng)服務(wù)器通訊；所述CNC車間一體機(jī)通過以太網(wǎng)、RS232串行端口、TNC、DNC和/或PROFIBUS-DP總線方式同CNC數(shù)控機(jī)床通訊；所述CMM車間測(cè)量PC機(jī)通過RS232串行端口與對(duì)刀預(yù)調(diào)儀通訊；EDM車間一體機(jī)通過以太網(wǎng)、RS232串行端口、TNC、DNC和/或PROFIBUS-DP總線方式與EDM數(shù)控機(jī)床通訊。
2.一種基于權(quán)利要求1所述控制系統(tǒng)的基于RFID的電極全生命周期控制方法，其特征在于:在每個(gè)安裝有RFID抗金屬電子標(biāo)簽的電極座上裝夾一個(gè)坯料，RFID抗金屬電子標(biāo)簽記錄有與該坯料的電極信息，至少包括編號(hào)、規(guī)格、電極參數(shù)、倉(cāng)位坐標(biāo)、工序狀態(tài)和庫(kù)存狀態(tài)；坯料信息均存儲(chǔ)于電極系統(tǒng)服務(wù)器；該控制方法具體包括以下步驟: (1)CAM設(shè)計(jì):通過電極設(shè)計(jì)得到電極設(shè)計(jì)參數(shù)；CAM設(shè)計(jì)PC機(jī)從電極系統(tǒng)服務(wù)器中抓取符合電極設(shè)計(jì)參數(shù)的電極信息，將電極設(shè)計(jì)參數(shù)添加至電極信息中，以完成電極信息所屬的坯料與電極設(shè)計(jì)參數(shù)的綁定，綁定完成的坯料稱為電極；此時(shí)電極系統(tǒng)服務(wù)器中該電極的電極信息還包括電極設(shè)計(jì)參數(shù)； (2)電極出庫(kù):將綁定完成的電極的電極信息打印成待出庫(kù)清單；對(duì)于待出庫(kù)清單上的每一個(gè)電極，工人根據(jù)該電極的倉(cāng)位坐標(biāo)從電極倉(cāng)庫(kù)中取出電極，利用RFID讀寫器掃描電極座上的RFID抗金屬電子標(biāo)簽以讀取電極信息，通過RS232串口將讀取到的電極信息傳輸至電極倉(cāng)庫(kù)入口 PC機(jī)；電極倉(cāng)庫(kù)入口 PC機(jī)將該電極的庫(kù)存狀態(tài)更新為“已出庫(kù)”、工序狀態(tài)更新為“待CNC”，并將修改信息與電極系統(tǒng)服務(wù)器同步，同時(shí)通過RFID讀寫器將修改信息寫入RFID抗金屬電子標(biāo)簽，以完成電極的出庫(kù)；將待出庫(kù)清單上的電極送至CNC車間； (3)CNC工序:通過RFID讀寫器掃描電極所在電極座上的RFID抗金屬電子標(biāo)簽，通過RS232串口將讀取到的電極信息傳輸至CNC車間一體機(jī)；CNC車間一體機(jī)根據(jù)電極信息模擬將2個(gè)以上電極裝載于CNC數(shù)控機(jī)床的卡盤上，CNC操作員根據(jù)模擬將2個(gè)以上電極實(shí)際地裝載于CNC數(shù)控機(jī)床的卡盤；CNC車間一體機(jī)根據(jù)各電極的電極信息分別調(diào)取加工程式，對(duì)加工程式進(jìn)行串聯(lián)和優(yōu)化，以生成總加工程式,并將總加工程式傳輸至CNC數(shù)控機(jī)床，CNC數(shù)控機(jī)床根據(jù)總的加工程式進(jìn)行機(jī)床換刀以對(duì)2個(gè)以上電極進(jìn)行批量加工；加工完成后，CNC車間一體機(jī)將各電極的電極信息中的工序狀態(tài)更新為“待CMM”并將修改信息與電極系統(tǒng)服務(wù)器同步，同時(shí)通過RFID讀寫器將修改信息寫入RFID抗金屬電子標(biāo)簽；將經(jīng)CNC加工后的電極送至CMM車間； (4)CMM工序:對(duì)于完成CNC加工的每個(gè)電極，利用RFID讀寫器掃描電極座上的RFID抗金屬電子標(biāo)簽，并通過RS232串口將讀取到的電極信息傳輸至CMM車間測(cè)量PC機(jī)；CMM車間測(cè)量PC機(jī)根據(jù)電極信息調(diào)取電極測(cè)量程式，以進(jìn)行自動(dòng)打點(diǎn)測(cè)量，并將測(cè)量結(jié)果通過RFID讀寫器寫入該電極的RFID抗金屬電子標(biāo)簽、并上傳至電極系統(tǒng)服務(wù)器，將該電極的電極信息中的工序狀態(tài)更新為“待EDM”并將修改信息與電極系統(tǒng)服務(wù)器同步，同時(shí)通過RFID讀寫器將修改信息寫入RFID抗金屬電子標(biāo)簽；將經(jīng)CMM工序測(cè)量后的電極送至EDM車間； (5)EDM工序:利用RFID讀寫器掃描電極座上的RFID抗金屬電子標(biāo)簽，并通過RS232串口將讀取到的電極信息傳輸至EDM車間一體機(jī)；EDM車間一體機(jī)根據(jù)電極信息模擬將電極裝載于EDM數(shù)控機(jī)床的刀位上，EDM操作員根據(jù)模擬實(shí)際地將電極裝載于EDM數(shù)控機(jī)床的刀位上；EDM車間一體機(jī)根據(jù)電極信息和CMM測(cè)量結(jié)果生成放電程式，并將放電程式傳輸至EDM數(shù)控機(jī)床，EDM數(shù)控機(jī)床根據(jù)放電程式對(duì)工件進(jìn)行批量放電，在批量放電過程中，EDM數(shù)控機(jī)床自動(dòng)進(jìn)行換刀；放電完成后，EDM車間一體機(jī)將電極的工序狀態(tài)更新為“待回收”，并將修改信息與電極系統(tǒng)服務(wù)器同步，同時(shí)通過RFID讀寫器將修改信息寫入RFID抗金屬電子標(biāo)簽；將電極送至電極倉(cāng)庫(kù)； (6)電極回收:利用RFID讀寫器掃描電極座上的RFID抗金屬電子標(biāo)簽，將電極入庫(kù)，電極倉(cāng)庫(kù)入口 PC機(jī)將電極信息的工序狀態(tài)更新為“已回收”、庫(kù)存狀態(tài)更新為“在庫(kù)”，將電極設(shè)計(jì)參數(shù)刪除以完成電極與電極設(shè)計(jì)參數(shù)的解綁，并將修改信息與電極系統(tǒng)服務(wù)器同步，同時(shí)通過RFID讀寫器將修改信息寫入RFID抗金屬電子標(biāo)簽。
【文檔編號(hào)】G06Q50/04GK104199424SQ201410468062
【公開日】2014年12月10日 申請(qǐng)日期:2014年9月15日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月15日
【發(fā)明者】邵光遠(yuǎn), 胡衛(wèi)兵, 何家兵 申請(qǐng)人:湖北華威科智能技術(shù)有限公司