一种模具库管理系统和管理方法与流程

本申请涉及生产制造领域，尤其指立体模具库领域，用于模具信息和库位信息管理，同时根据工件配方信息，完成模具批量自动出入库控制。

背景技术：

在现有生产制造车间中，需要对制造工件的模具进行入库、出库等作业操作，而目前对加工现场的管理还处于人工管理的方式，通过人工登记的方式来获取下线的模具的数量，以及模具产品出/入库情况的管理，从而来管理模具产品的库存，以此来安排生成进度。然而这种上述现有方法具有一定的局限性，无法及时和准确地获取车间现场产品库存的真实数据，进而不利于企业现场管理，无法实现资源的合理化配置。

中国专利CN201010133127.2，该发明公开了一种柔性线路板快换型模架，包括上模板、与上模板相适配的下模板以及设置下模板底部的垫板，其特征在于，在所述上模板下表面设置有上模滑道、活动挡板和带有导柱导套的上模固定板，在所述下模板上设置有与上模滑道相适配的下模滑道以及下模固定板；所述上模滑道、下模滑道、上模固定板和下模固定板构成一制造柔性线路板，可快速更换型腔的模架，所述下模滑道下方还安装有托板。本发明通过安装可拆卸型的型腔，将模架设计为标准性，方便了各种模具的快速更换，使用方便；在模具库房上更是能做到方便、简单、省时省力，劳动强度小，现场管理整齐，干净的优点，其经济实惠、使用性强，满足了用户的需求。

中国专利CN201220320375.2，该实用新型公开了一种具有打标功能的数控母线冲剪机。它由由机架、夹钳、夹钳驱动机构、送料拖带、打击总成、动力系统和控制系统组成，打击总成由龙门架和安装于龙门架上的模具库、动力头构成，龙门架可沿Y轴移动，模具库中安装有冲孔模具、剪切模具和打标头，夹钳驱动机构由伺服电机、伺服驱动器、滚珠丝杠、直线导轨组成，夹钳连接在滚珠丝杠上。将要打印的中英文字符、图形的内容输入控制系统的计算机，计算机打标软件把内容转变为数字控制信号，传送到PLC和伺服驱动器，驱动夹钳和龙门架在X－Y两维平面内按设定的轨迹运动，同时打印针在压缩空气作用下作高频微冲击运动，从而在工件表面上打印出清晰、整齐的标记，便于分类和管理。

现有技术中有很多针对工件的管理系统，但对于模具的管理系统鲜有披露，尤其是当制造一个工件需要对应的一整套模具时，怎么管理模具成为一个瓶颈问题。

技术实现要素：

本发明针对上述问题，提出了一种模具库管理系统和方法，以期解决上述问题。本发明是通过以下技术方案实现的：

一种模具库管理系统，所述模具库管理系统包括：模具信息输入子系统、模具库位分配子系统、模具跟踪子系统、工件配方子系统和模具库位状态子系统，

所述模具信息输入子系统，用于对入库的所述模具进行信息录入；

所述模具库位分配子系统，用于根据所述模具库位的充盈空缺将入库的所述模具归置于空缺库位；

所述模具跟踪子系统，用于入库的任一所述模具进行去向跟踪；

所述工件配方子系统，用于对于所述工件的制造需要给定相应的所述模具；

所述模具库位状态子系统，用于根据所述模具库位的充盈空缺情况，给定所述模具库位状态信息。

进一步，所述的模具库管理系统，所述模具库位分配子系统包括主控PLC模块、堆垛机PLC模块和通讯模块，

所述主控PLC模块，用于对入库、在库和出库的所述模具进行总调度控制；

所述堆垛机PLC模块，用于执行入库或者出库所述模具；

所述通讯模块，用于所述主控PLC模块与所述堆垛机PLC模块的通讯交互，或者所述主控PLC模块与上位机的通讯交互。

进一步，所述的模具库管理系统，所述模具信息输入子系统包括：模具ID标签、模具对应工位、模具对应工件、模具空间定位芯片和模具数据库，

所述模具ID标签，用于记录所述模具名称、用途和数量；

所述模具对应工位，用于记录所述模具对应的使用工位；

所述模具对应工件，用于记录所述模具对应的制造工件；

所述模具空间定位芯片，用于跟踪所述模具的位置信息；

所述模具数据库，用于记录入库、在库和出库的所述模具状态信息。

进一步，所述的模具库管理系统，所述模具跟踪子系统包括模具库位传感器、模具工位传感器和模具空间定位芯片跟踪器，

所述模具库位传感器，用于感应所述模具的在库或者出库的状态；

所述模具工位传感器，用于感应所述模具的在工位或者不在工位的状态；

所述模具空间定位芯片跟踪器，用于通过所述模具空间定位芯片找到所述模具的空间位置。

进一步，所述的模具库管理系统，所述工件配方子系统包括工件配方数据库、工模对应模块，

所述工模对应模块，用于记录所述工件对应的所述模具和数量、对应的所述模具的归置库位、对应的所述模具的在库状态和对应的所述模具的离库去向；

所述工件配方数据库，用于记录通过所述工件配方子系统调度所述模具的使用情况。

进一步，所述的模具库管理系统，所述模具库位状态子系统包括模具库数据库、库模对应模块，

所述库模对应模块，用于记录所述库位对应的所述模具和数量、对应的所述模具的归置库位、对应的所述模具的在库状态和对应的所述模具的离库去向；

所述模具库数据库，用于实时跟踪对应模具数据库或者工件配方数据库，作动态更新。

进一步，所述的模具库管理系统，所述模具库管理系统还包括库外模具状态子系统或者故障提示子系统，

所述库外模具状态子系统，用于根据所述工位的属性感应对应的所述模具状态；

所述故障提示子系统，用于当发生故障的时候，实时报警提示。

进一步，所述的模具库管理系统，所述库外模具状态子系统包括工位监控模块和工位状态干预模块，

所述工位监控模块，用于监控所述工位状态以及该所述工位上的所述模具的状态；

所述工位状态干预模块，用于当所述工位出现状态异常时，提醒进行干预。

进一步，所述的模具库管理系统，所述故障提示子系统包括故障报警模块、故障报警数据库，

所述故障报警模块，用于当模具库管理系统出现系统故障情况时，发出报警提示；

所述故障报警数据库，用于记录故障报警历史，供事故调查时参考。

进一步，所述的模具库管理系统，所述模具库管理系统还包括可视化子系统，所述可视化子系统进一步包括工位显示模块、库位显示模块、入库显示模块、出库显示模块和操作提示模块，

所述工位显示模块，用于显示所述工位或者所述工位上的所述模具的状态信息；

所述库位显示模块，用于显示所述库位或者所述库位中的所述模具的状态信息；

所述入库显示模块，用于显示所述模具入库的状态信息和入库过程信息；

所述出库显示模块，用于显示所述模具出库的状态信息和出库过程信息；

所述操作提示模块，用于显示所述模具库管理系统操作过程中的提示信息。

本发明还提供了一种模具库的管理方法：

一种模具库管理方法，所述方法步骤如下：

S100：记录所述模具入库的信息；

S200：记录所述模具在库的信息；

S300：记录所述模具出库的信息；

S400：记录所述模具去向的信息。

进一步，所述的模具库管理方法，所述S100步骤包括如下步骤：

S110：确认所述模具的名称、数量、属性和使用范围；

S120：绑定所述模具与模具ID标签、模具空间定位芯片；

S130：确认上述模具库所述模具库位的充盈空缺；

S140：根据库位的充盈空缺分配所述模具归置库位；

S150：记录所述模具对应上述工件的信息。

进一步，所述的模具库管理方法，所述S200步骤包括如下步骤：

S210：主控PLC驱使堆垛机PLC执行入库操作；

S220：所述堆垛机PLC驱使堆垛机辨识所述模具；

S230：所述堆垛机将所述模具放入被分配的所述库位；

S240：所述库位传感器感应所述模具；

S250：上报所述模具在库并记录入库时间。

进一步，所述的模具库管理方法，所述S300步骤包括如下步骤：

S310：主控PLC驱使堆垛机PLC执行出库操作；

S320：所述堆垛机PLC驱使堆垛机辨识所述模具；

S330：所述堆垛机将所述模具从被分配的所述库位中取出；

S340：所述库位传感器感应所述模具离开状态；

S350：所述堆垛机将所述模具交付；

S360：上报所述模具出库并记录出库时间。

进一步，所述的模具库管理方法，所述S400步骤包括如下步骤：

S410：主控PLC查询所述模具被分配的所述库位是否为在库状态；

S420：主控PLC查询所述模具被交付的所述工位是否为在工位状态；

S430：主控PLC查询所述模具的入库或者出库时间；

S440：模具空间定位芯片跟踪器搜寻所述模具空间定位芯片的信息；

S450：上报所述模具的具体空间位置。

进一步，所述的模具库管理方法，所述S400步骤后包括如下步骤：

S500：回收所述模具。

进一步，所述的模具库管理方法，所述S500步骤包括如下步骤之一：

S510：所有所述模具回库模式；

S520：指定所述模具传送模式

本发明至少具有以下有益效果之一：

1.本发明克服了原先没有对应工件的模具管理系统的技术问题。

2.本发明克服了原先的计算机软件系统易受计算机病毒威胁，安全性不高的技术问题。

3.本发明赋予了模具库管理系统，能够智能识别模具入库、在库还是出库的状态。

4.本发明使用专用工业控制器，赋予了模具库管理系统抵御软件病毒和软件可靠性不高造成的问题，。

5、本发明的优点在于：功能强大、管理方便、实时跟踪模具位置，更可智能地根据制造工件所需的模具进行交付。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明：

图1为本发明第一实施例系统模块示意图；

图2为本发明第一实施例流程示意图；

图3为本发明第二实施例流程示意图；

图4为本发明第三实施例系统模块示意图；

图5为本发明第四实施例模块连接示意图；

图6为本发明第四实施例数据流示意图。

附图标记说明

1100—模具信息输入子系统；1200—模具库位分配子系统；1300—模具跟踪子系统；1400—模具库位状态子系统；1500—工件配方子系统；1600—库外模具状态子系统；1700—故障提示子系统；1800—可视化子系统。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，以下说明和附图对于本发明是示例性的，并且不应被理解为限制本发明。以下说明描述了众多具体细节以方便对本发明理解。然而，在某些实例中，熟知的或常规的细节并未说明，以满足说明书简洁的要求。

在本申请一个典型的计算硬件配置中，客户端/终端、网络设备和可信方均包括一个或多个处理器(CPU)、输入/输出接口、网络接口和内存。

本发明中的客户端、移动终端或网络设备包括处理器，含单核处理器或多核处理器。处理器也可称为一个或多个微处理器、中央处理单元(CPU)等等。更具体地，处理器可为复杂的指令集计算(CISC)微处理器、精简指令集计算(RISC)微处理器、超长指令字(VLIW)微处理器、实现其他指令集的处理器，或实现指令集组合的处理器。处理器还可为一个或多个专用处理器，诸如专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、数字信号处理器(DSP)、网络处理器、图形处理器、网络处理器、通信处理器、密码处理器、协处理器、嵌入式处理器、或能够处理指令的任何其他类型的逻辑部件。处理器用于执行本发明所讨论的操作和步骤的指令。

本发明中的客户端、移动终端或网络设备包括存储器，用于存储大数据，可包括一个或多个易失性存储设备，如随机存取存储器(RAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、静态RAM(SRAM)或其他类型的存储设备。存储器可存储包括由处理器或任何其他设备执行的指令序列的信息。例如，多种操作系统、设备驱动程序、固件(例如，输入输出基本系统或BIOS)和/或应用程序的可执行代码和/或数据可被加载在存储器中并且由处理器执行。

本发明中的客户端、移动终端或网络设备的操作系统可为任何类型的操作系统，例如微软公司的Windows、Windows Phone，苹果公司IOS，谷歌公司的Android，以及Linux、Unix操作系统或其他实时或嵌入式操作系统诸如VxWorks等。

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，以下说明和附图对于本发明是示例性的，并且不应被理解为限制本发明。以下说明描述了众多具体细节以方便对本发明理解。然而，在某些实例中，熟知的或常规的细节并未说明，以满足说明书简洁的要求。本发明的具体设备/系统及方法参见下述实施例：

第一实施例

如图1为本发明第一实施例系统模块示意图所示：

一种模具库管理系统，所述模具库管理系统包括：模具信息输入子系统1100、模具库位分配子系统1200、模具跟踪子系统1300、工件配方子系统1500和模具库位状态子系统1400，

所述模具信息输入子系统1100，用于对入库的所述模具进行信息录入；

所述模具库位分配子系统1200，用于根据所述模具库位的充盈空缺将入库的所述模具归置于空缺库位；

所述模具跟踪子系统1300，用于入库的任一所述模具进行去向跟踪；

所述工件配方子系统1500，用于对于所述工件的制造需要给定相应的所述模具；

所述模具库位状态子系统1400，用于根据所述模具库位的充盈空缺情况，给定所述模具库位状态信息。

优选地，所述的模具库管理系统，所述模具库位分配子系统1200包括主控PLC模块、堆垛机PLC模块和通讯模块，

所述主控PLC模块，用于对入库、在库和出库的所述模具进行总调度控制；

所述堆垛机PLC模块，用于执行入库或者出库所述模具；

所述通讯模块，用于所述主控PLC模块与所述堆垛机PLC模块的通讯交互，或者所述主控PLC模块与上位机的通讯交互。

优选地，所述的模具库管理系统，所述模具信息输入子系统1100包括：模具ID标签、模具对应工位、模具对应工件、模具空间定位芯片和模具数据库，

所述模具ID标签，用于记录所述模具名称、用途和数量；

所述模具对应工位，用于记录所述模具对应的使用工位；

所述模具对应工件，用于记录所述模具对应的制造工件；

所述模具空间定位芯片，用于跟踪所述模具的位置信息；

所述模具数据库，用于记录入库、在库和出库的所述模具状态信息。

优选地，所述的模具库管理系统，所述模具跟踪子系统1300包括模具库位传感器、模具工位传感器和模具空间定位芯片跟踪器，

所述模具库位传感器，用于感应所述模具的在库或者出库的状态；

所述模具工位传感器，用于感应所述模具的在工位或者不在工位的状态；

所述模具空间定位芯片跟踪器，用于通过所述模具空间定位芯片找到所述模具的空间位置。

优选地，所述的模具库管理系统，所述工件配方子系统1500包括工件配方数据库、工模对应模块，

所述工模对应模块，用于记录所述工件对应的所述模具和数量、对应的所述模具的归置库位、对应的所述模具的在库状态和对应的所述模具的离库去向；

所述工件配方数据库，用于记录通过所述工件配方子系统调度所述模具的使用情况。

优选地，所述的模具库管理系统，所述模具库位状态子系统1400包括模具库数据库、库模对应模块，

所述库模对应模块，用于记录所述库位对应的所述模具和数量、对应的所述模具的归置库位、对应的所述模具的在库状态和对应的所述模具的离库去向；

所述模具库数据库，用于实时跟踪对应模具数据库或者工件配方数据库，作动态更新。

本实施例还提供了一种模具库的管理方法，如图2为本发明第一实施例流程示意图所示：

一种模具库管理方法，所述方法步骤如下：

S100：记录所述模具入库的信息；

S200：记录所述模具在库的信息；

S300：记录所述模具出库的信息；

S400：记录所述模具去向的信息。

优选地，所述的模具库管理方法，所述S100步骤包括如下步骤：

S110：确认所述模具的名称、数量、属性和使用范围；

S120：绑定所述模具与模具ID标签、模具空间定位芯片；

S130：确认上述模具库所述模具库位的充盈空缺；

S140：根据库位的充盈空缺分配所述模具归置库位；

S150：记录所述模具对应上述工件的信息。

优选地，所述的模具库管理方法，所述S200步骤包括如下步骤：

S210：主控PLC驱使堆垛机PLC执行入库操作；

S220：所述堆垛机PLC驱使堆垛机辨识所述模具；

S230：所述堆垛机将所述模具放入被分配的所述库位；

S240：所述库位传感器感应所述模具；

S250：上报所述模具在库并记录入库时间。

优选地，所述的模具库管理方法，所述S300步骤包括如下步骤：

S310：主控PLC驱使堆垛机PLC执行出库操作；

S320：所述堆垛机PLC驱使堆垛机辨识所述模具；

S330：所述堆垛机将所述模具从被分配的所述库位中取出；

S340：所述库位传感器感应所述模具离开状态；

S350：所述堆垛机将所述模具交付；

S360：上报所述模具出库并记录出库时间。

优选地，所述的模具库管理方法，所述S400步骤包括如下步骤：

S410：主控PLC查询所述模具被分配的所述库位是否为在库状态；

S420：主控PLC查询所述模具被交付的所述工位是否为在工位状态；

S430：主控PLC查询所述模具的入库或者出库时间；

S440：模具空间定位芯片跟踪器搜寻所述模具空间定位芯片的信息；

S450：上报所述模具的具体空间位置。

第二实施例

在实施例一的基础上，本实施例进一步提供了一种模具库管理方法，如图3为本发明第二实施例流程示意图所示：

优选地，所述的模具库管理方法，所述S400步骤后包括如下步骤：

S500：回收所述模具。

优选地，所述的模具库管理方法，所述S500步骤包括如下步骤之一：

S510：所有所述模具回库模式；

S520：指定所述模具传送模式

第三实施例

在实施例一的基础上，本实施例进一步提供了一种模具库管理系统，如图4为本发明第三实施例系统模块示意图所示：

优选地，所述的模具库管理系统，所述模具库管理系统还包括库外模具状态子系统1600或者故障提示子系统1700，

所述库外模具状态子系统1600，用于根据所述工位的属性感应对应的所述模具状态；

所述故障提示子系统1700，用于当发生故障的时候，实时报警提示。

优选地，所述的模具库管理系统，所述库外模具状态子系统1600包括工位监控模块和工位状态干预模块，

所述工位监控模块，用于监控所述工位状态以及该所述工位上的所述模具的状态；

所述工位状态干预模块，用于当所述工位出现状态异常时，提醒进行干预。

优选地，所述的模具库管理系统，所述故障提示子系统1700包括故障报警模块、故障报警数据库，

所述故障报警模块，用于当模具库管理系统出现系统故障情况时，发出报警提示；

所述故障报警数据库，用于记录故障报警历史，供事故调查时参考。

优选地，所述的模具库管理系统，所述模具库管理系统还包括可视化子系统1800，所述可视化子系统1800进一步包括工位显示模块、库位显示模块、入库显示模块、出库显示模块和操作提示模块，

所述工位显示模块，用于显示所述工位或者所述工位上的所述模具的状态信息；

所述库位显示模块，用于显示所述库位或者所述库位中的所述模具的状态信息；

所述入库显示模块，用于显示所述模具入库的状态信息和入库过程信息；

所述出库显示模块，用于显示所述模具出库的状态信息和出库过程信息；

所述操作提示模块，用于显示所述模具库管理系统操作过程中的提示信息。

第四实施例

目前的立体仓库主要用于物流、电商、工厂，其库位管理系统WMS多采用上位计算机开发。其特点：功能强大，但因为基于标准计算机系统，容易受到标准计算机病毒威胁，安全性不太理想，软件和硬件可靠性不如专用工业控制器。

本实施例的目的在于提供一种基于可编程逻辑控制器(PLC)的可靠、安全的适用于模具库的管理系统。

1、实现功能

1)模具基本信息输入

2)模具在库内位置自动分配

3)模具位置跟踪

4)工件配方管理

5)模库库位状态显示

6)库外各工位显示

7)库外各工位传感器监控

8)库外各工位状态人工干预

9)具有以下主要操作模式：标准模式、所有模具回库模式、指定模具传送模式

10)故障报警

11)故障报警历史记录功能

12)操作提示功能

2、系统硬件构成及功能

1)主控PLC，如图5为本发明第四实施例模块连接示意图中①。主要功能：整个模具库管理，库内堆垛机调度，配方管理，与上位机通讯等。

2)主控人机界面，如图5为本发明第四实施例模块连接示意图中②。主要功能：人机接口，信息显示和操作命令输入。

3)现场总线，如图5为本发明第四实施例模块连接示意图中③。主要功能：分布式设备实时通讯，不同控制单元之间通讯。

4)光电通讯装置，如图5为本发明第四实施例模块连接示意图中④。主要功能：主控PLC与堆垛机之间无线通讯。

5)堆垛机PLC，如图5为本发明第四实施例模块连接示意图中⑤。主要功能：完成堆垛机自身动作控制，比如行走、升降、货叉伸缩、货叉调整等；接受主控PLC指令，完成出入库动作。

3、软件实现：主PLC

软件结构参见图6为本发明第四实施例数据流示意图，各主要软件模块功能如下：

1)初始化模块：在PLC启动时执行一周期，PLC运行后不再执行，主要完成常量赋值，变量赋初值。

2)通用信号处理模块：主要完成标记位变量赋值，操作模式处理，整系统起停信号处理，与其他PLC信号传送及通讯。

3)故障汇总模块：将各软件模块内故障汇总、分类，控制故障指示。

4)安全系统模块：处理整个系统内急停、安全门、光栅等安全信号，并根据安全区域定义控制相应的安全输出

5)人机界面模块：汇总用于显示的变量到人机界面接口变量中，完成模具信息、工件配方输入及编辑，操作模式切换，故障及操作辅助功能。

6)模具在模库位置分配模块：根据既定规则在模具库内对模具存放位置进行计算和分配。

7)模具位置追踪模块：追踪模具的位置，并完成记忆状态与实际在位检测传感器状态比较

8)所有模具回库流程控制模块：在所有模具回库模式下，完成所有模具回库流程控制

9)标准模式流程控制模块：在标准模式下,完成旧模具入库、新模具出库流程控制

10)指定位置传送流程控制模块：在指定位置传送模式下，完成指定模具传送到指定位置的流程控制

11)堆垛机调度模块：根据控制指令，发出相应的堆垛机调度命令；并完成堆垛机状态监控与相关信号交互

12)出入库口设备控制模块：配合堆垛机，完成模具的出入库控制

13)其他辅助功能模块：完成流程运行计时，各主要设备运行次数累计，各主要设备运行时间累计，维护保养辅助功能。

4、软件实现：堆垛机PLC

堆垛机PLC主要完成的功能：堆垛机手动控制；堆垛机库位位置手动、自动标定；堆垛机库位坐标存储；堆垛机出入库流程控制；堆垛机故障监控；与主PLC通讯，接受并执行调度指令，发送自身状态给主PLC。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化涵括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。此外，显然“包括”一词不排除其他单元或步骤，单数不排除复数。装置权利要求中陈述的多个单元或装置也可以由一个单元或装置通过软件或者硬件来实现。第一，第二等词语用来表示名称，而并不表示任何特定的顺序。