生产线系统从整体可分为三个层次——智能决策层、智能传感层和智能设备层。智能决策层主要包含MES、ERP等工业系统，负责制定生产计划、制造过程管理、生产调度、排产及物料管理等；智能传感层主要是SCADA系统，负责生产线设备数据采集与监控、作业任务派发和生产线实时控制等；智能设备层由各种加工设备组成，主要负责完成生产加工任务。
图1系统架构
3工艺流程
图2工艺流程
智能生产线根据工艺流程分为六大功能模块区（见图3），即预装预调区、电极加工检测区、钢料加工检测区、电火花加工区、成品整理区和电极智能化仓储区。每个功能区域均配置有PLC和SCADA系统，主要设备有电极加工CNC、钢料加工CNC、电火花机、三坐标测量仪、机器人、带定位动力滚筒线、电极和钢料料架、料盘、AGV物流小车系统、RFID系统以及各种辅助设备。每个功能区的设备种类由其工艺特性决定，但基本遵循“加工设备—机器人—料架—对接台”的模式。加工设备有CNC、三坐标测量仪或电火花机等。机器人则根据物料的大小和重量来选型，电极选用20kg的机器人，钢料则选用200～300kg的机器人，每个机器人上都装有RFID读写器，除了搬运物料外，还负责产品RFID信息的读取和写入。料架用来临时存放待加工或已加工的物料。对接台是用于与AGV进行物料对接的平台，各个单元之间采用AGV进行连接，实现物料流转。
图3产线硬件组成
4.1预装预调区
该区为人工操作区，包括2条上料滚筒线、2条料盘回收双向滚筒线、1台三坐标测量仪及工作台/架、料盘/电极座储存架、升降推车等。
将AGV运送来的空料盘和需人工干预的问题钢料等转入回收滚筒线，由人工卸下进行存放或处理，AGV需要的空料盘也由此处发出。
4.2电极CNC加工检测区
电极加工单元（见图4）包括3台CNC、1台机器人、1个料架和1个对接台，电极检测单元（见图5）包括１台三坐标测量仪、1台机器人、1个料架和1个对接台。机器人负责加工、检测单元与对接台的上下料以及料盘产品RFID信息读取。
图4电极加工单元
图5电极检测单元4.3钢料加工检测区钢料加工单元（见图6）包括4台CNC、1台机器人、1个料架和1个对接台，钢料检测单元（见图7）包括１台三坐标测量仪、１台机器人、4个料架和1个对接台。在钢料加工区完成的模具钢料送入“钢料测量区”进行测量，不需要电火花加工的合格品作为完成品直接进入成品区，需要电火花加工的产品放在料架上存放，等待指令送入电火花模块加工。电火花加工后的模具钢料，再次进入本测量区进行测量。
图6钢料加工单元
图7钢料检测单元4.4电火花加工区电火花单元（见图8）包括2台双头火花机、1台机器人、2个料架（电极料盘架和钢料料盘架）和1个对接台。
图8电火花加工单元4.5成品整理区本功能区为人工操作区，检测合格的模具成品在此区域进行整理和出货。设置动力滚筒线、升降台车和工作台架等。AGV从钢料检测区运输检测合格的模具成品，进入本区与滚筒线对接。滚筒线输入成品后，由人工取下模具成品，扫描信息，并使空的钢料料盘返回滚筒线，由AGV自带或转运至预装预调区，作为新模具钢坯料的载体。4.6电极智能化仓储区如图9所示，电极智能化仓储设置2台机器人和6个电极料架，机器人1对3布局，配置1台料盘定位输送滚筒线，对电极进行智能化储存和管理。该区域电极包括待测电极、已测不合格电极、已测合格待用电极或出货电极、已用电极、报废电极等。
图9电极智能化仓储
图10生产线网络架构
6SCADA系统设计
如图11所示，SCADA系统（即产线控制系统）是智能生产线的核心层，主要负责生产线设备数据（各设备状态、I/O状态、生产数据等）采集、状态显示、生产线监控、RFID读写控制、AGV交互、NC文件及作业指导书传输和PLC控制等。SCADA系统遵循标准化、开放性设计原则，具有高度可扩充性，能够方便地与ERP、MES等工业软件系统进行连接。SCADA系统主要功能如下。
7应用效果
8结束语
本文针对模具制造自动化、智能化需求，设计了模具智能制造生产线总体框架，开发了SCADA系统，实现了模具智能生产线建设，采用工业机器人替代人工，大大节省了人力成本，有效提高了模具生产效率和产品质量。同时该生产线具有极强的适用性和扩展性，可为模具制造企业自动化、智能化升级改造或建设提供帮助和借鉴。