虚拟生产系统规划与仿真

生产系统是一个高度复杂的离散制造系统，用传统的方法对生产线的设计、实施与控制很难达到预期的效果。在虚拟环境下，应用面向对象仿真建模方法建立生产系统模型，利用仿真技术对生产系统的运行的性能进行分析与评价，可以在生产计划的早期，对生产系统进行参数优化和结构调整，达到优化生产过程、提高生产效率。论文以某发动机缸盖加工生产线为实例，在eM—Plant环境中建立生产线仿真模型，进行布局规划、生产线平衡和瓶颈分析，优化了生产线的配置。     

机器人冲压生产线的仿真与优化

为了对机器人冲压生产线方案进行有效验证及优化,以发动机罩壳冲压生产线为研究对象,选取六轴工业机器人为移料载体,设计出两种生产线整体布局方式,综合分析选择最优整体布局规划,并对生产线中的设备进行三维建模。在FANUC ROBOGUIDE软件中按布局规划方案,建立实际冲压生产线模型和完成对机器人的路径规划,最终在软件中进行仿真运行,实现了机器人取/放物料、压机作业以及物料变形的动态仿真。通过分析仿真结果,进一步优化了机器人作业路径和生产线节拍,使机器人作业路径更加柔性、简洁,整条生产线更加高效、无干涉运行,生产节拍由原来的15.42 s/件,提高到11.61 s/件。研究结果充分证明了优化方法的可行性和实用性。     

ROBCAD仿真技术在车身侧围补焊生产线的应用

针对车身侧围补焊生产线在设计中出现的工艺规划困难以及在调试阶段出现的机器人不可达性、设备干渉性问题、设计的生产线节拍不符合要求和人工编程时间长等问题,提出了一种虚拟仿真调试的方法,运用ROBCAD仿真工具,通过建立生产线的仿真模型,在虚拟的环境中就可以预见现场的位姿不可达性和设备干涉问题并进行规避,从而规划出可达无干涉的机器人加工轨迹以及设备运行时序图,最后采用离线编程的方式,缩短了调试时间。这有利于减少焊接生产线的规划难度,使得设计的效率以及质量得到提高。     

虚拟环境下的生产线三维动态仿真及其建模

文章分析了虚拟环境下生产线仿真和建模的特点,对比面向对象与Agent的建模方法,提出用多Agent来描述生产线的主要特征及动态仿真系统,用触发事件的消息传递机制实现系统的行为控制函数,建立了生产线系统模型.采用WTK平台实现生产线仿真系统,并且例举了两个不同的工程应用例子来说明生产线系统模型的有效性和通用性,为企业生产线的布局与决策提供了有力的工具.     

机车变压器油箱焊接生产线工艺过程的设计与优化

以某型号机车变压器油箱焊接生产线为研究对象,分析油箱焊接工艺流程,设计油箱焊接生产线的工艺布局,建立油箱焊接生产线仿真模型,以生产线平衡率、设备利用率、生产线产能作为评价指标对焊接生产线的仿真结果进行分析,发现了生产线初始模型存在的瓶颈、堵塞、设备利用率低等问题并提出优化方法对油箱焊接生产线模型进行优化。对比优化前后的仿真结果,证实了优化方法的可行性。     

生产线的设备规划布局设计与加工仿真的实现

生产线的设施规划布局设计作为制造系统设计的重要组成部分,它对生产设备的利用率、产品的生产与等待时间以及生产线的效率等都有密切关系。针对某企业机加工设备布局不合理现状,进行了机械加工设备布局方法及布局方案仿真技术的研究。通过分析设备布局的影响因素,建立了布局系统抽象模型,同时开发了设备布局原型系统,然后通过计算机仿真来预测系统的真实可用性,进而实现混合比加工零件的生产加工,仿真结果能够以图表或者文本的格式输出。通过在企业的实际应用表明,改进后的生产线设施规划布局方案能够有效地提高生产效率和设备利用率,仿真结果与实际结果比较接近。     

基于三维实体模型的四辊热轧机设计

根据热轧粗轧机的特点,采用了三维实体建模技术对某热轧生产线轧机区主要设备进行了三维实体建模,并对模型进行了装配分析及干涉检查。该方法提高了设计准确性和设计效率,节省了设计时间。     

基于气吸手部的壶体生产线仿真设计与轨迹规划

以热水壶体生产线为研究对象,提出一种利用RobotStudio与SolidWorks软件构建的仿真热水壶体多机器人生产线方案。介绍了生产线的布局及工艺,并完成了气吸手部设计、气压驱动系统设计、手部动态Smart组件设计以及手部坐标系标定;对机器人码盘工作站进行了轨迹规划,给出了该工作站的程序示例,最后进行了生产仿真以及码盘工作站的轨迹跟踪仿真。仿真结果表明:生产线的轨迹规划和连续生产的可靠性都达到了预期目的。该方案可合理规划配置各生产单元、缩短开发周期、降低设备投资风险,为实体生产线设计提供依据和验证平台。     

刹车盘柔性制造生产线的虚拟优化与实时仿真

传统生产线在规划设计阶段经验性依赖较强,设备联调耗时长,并且在生产加工过程中较难直观展示生产线真实动态。为解决以上问题,以刹车盘柔性制造生产线为研究对象,综合面向对象技术、仿真建模技术和模块化技术,采用SolidWorks、CINEMA 4D、Unity 3D软件和MySQL数据库,建立生产线的数字孪生模型,实现生产线的制造过程仿真、流程优化、碰撞监测、机器人轨迹优化和虚实同步,以解决生产线前期规划困难的问题,节省设备调试阶段时间,提高生产线可视化水平。结果表明:通过对该生产线进行虚拟优化与实时仿真,可有效提高设备利用率、显著减少设备间碰撞干涉、虚实同步偏差在800 ms内,能有效提高车间管理效率。研究结果为其他类型的柔性制造生产线搭建提供了参考。     

全自动冲压生产线虚拟样机的干涉检查

为提高冲压自动化生产线虚拟样机与物体样机的一致性,在虚拟样机设计过程中进行干涉检查是提高其可靠性和运行精度的重要保证。探讨了借助先进的软件对冲压自动化生产线上各内部零件及运动机构进行静态干涉检查及动态干涉检查方法。研究表明,利用Pro/E进行静态干涉检查能迅速发现机构内部零件设计中的问题,有利于及时修改模型参数从而消除干涉。利用ADAMS进行动态干涉检查,能模拟现实运动过程,且后处理模块能帮助设计者分析结果。干涉检查保证了设备设计和运动的合理性,同时也为冲压自动化冲压生产线虚拟样机的优化布局提供了理论依据。     

基于Flexsim仿真的生产线优化

随着制造企业的分工精细化,合理地布局生产线的一种有效方法为计算机仿真。以K公司球阀生产线为研究对象,采用秒表时间研究的方法测量各工序时间,应用Flexsim软件建立了生产线模型,对优化前后的生产过程进行了仿真。结果表明:通过Flexsim仿真对生产线进行优化,可提高生产线平衡率、产能以及所有工序平均工作率。     

数字化制造系统规划与建模仿真研究

通过对离散制造系统规划、建模与仿真分析,研究数字化制造系统面向对象的仿真建模方法.利用仿真技术对制造系统的运行的性能进行分析与评价,可以在生产计划的早期,对制造系统进行规划设计、参数优化和结构调整,验证工艺,优化生产过程,提高生产效率.以实际生产系统缸盖加工生产线为例,建立生产线仿真模型,进行布局规划、瓶颈分析,对生产线设计方案进行验证,优化生产线的配置和布局.     

船用螺旋桨数控加工干涉仿真及刀轴方向控制技术研究

干涉检测是螺旋桨数控加工中的关键问题,如果在加工过程中发生干涉,会破坏机床甚至造成重大损失。基于UG软件,构建了螺旋桨加工仿真平台,利用该平台进行螺旋桨加工过程仿真和干涉分析;在虚拟环境中,检验数控程序是否干涉;针对虚拟仿真过程中发现的发生干涉的刀位点,反复自动调整刀轴矢量,计算出无干涉刀轴矢量数据,优化数控程序,以避免干涉碰撞,提高了数控程序编程效率。     

基于遗传算法的凸轮轴生产线设备布局优化及仿真研究

为提高凸轮轴的生产效率,基于遗传算法对传统凸轮轴生产线设备布局进行优化。以凸轮轴生产线物流费用最低为目标函数,生产车间总长度、总宽度、设备间保留最小间距等为约束条件,建立凸轮轴生产线数学模型,通过MATLAB软件求得最优解。根据所求得的布局解,利用Flexsim仿真软件对凸轮轴车间机床布局进行仿真。结果表明:凸轮轴的日产量明显增加,设备布局优化后的物流费用降低,达到了预期目标。     

数字化工厂规划仿真在冲压生产线的应用

通过数字化工厂规划的方法，在虚拟环境中输出与生产线现场生产中一致的模型与仿真动作，满足生产线的工艺要求；从而获取更加贴近生产现场的规划生产线的方案，减少生产线的整体调试时间，缩短生产工期，节约人力和物力资源。     

“汽车模具动态调试数字化仿真平台”在模具设计中的应用

随着汽车工业的飞速发展,汽车模具设计与制造的要求越来越向着高质量、快节奏发展,我公司基于UG软件开发出"汽车模具动态调试数字化仿真平台"可以对三维实体设计的模具结构进行数据分析,提早发现设计过程中的运动干涉和静态干涉。     

基于设备分类的生产线车间平面布局

本文将精益生产的哲理应用于生产线车间平面布局设计之中,提出了生产线车间布局的数学模型和结构模型,并根据设备的特点提出了车间设备分类的方法,在此基础上根据不同设备分类的特点,提出了基于设备分类的定序算法和定位算法。本文在定位算法中还首次提出了“类八叉树”的平面分割方法,用于设备在车间平面的定位。     

基于3D模型的数控机床主轴箱装配和运动仿真研究

在数控机床主轴箱的设计中,采用三维设计方法,利用Pro/E对其进行了三维实体建模及装配设计,并通过动态仿真和干涉分析,以验证设计方案的可行性.该方法提高了产品的设计质量和设计效率,为产品的结构优化设计提供了有效的途径.     

基于热模锻压力机曲轴锻造自动化生产线的时序设计与优化

为了提高锻造自动化生产线的设计合理性及生产效率,在设计阶段对生产时序进行合理优化十分重要。以某企业热模锻压力机曲轴锻造自动化生产线的设计为例,在对生产线的主机设备、目标产品、机器人配置等整体规划的基础上,对该生产线生产时序进行初步设计,找出了限制提升生产节拍的瓶颈节点,并进一步通过时序拆分、时序分析与整合优化的方法,实现了该生产线某典型曲轴产品的动作规划,使生产节拍由43 s提升至20 s,保证了生产线的高效率生产。专业软件的仿真结果证明,在满足生产线功能要求的基础上,设备无干涉、机器人运行平稳,优化后的时序更为合理、高效。     

基于RobotStudio的多机器人生产线仿真设计

针对目前存在的机器人生产线轨迹规划和自动化生产时间协调难度大且耗费时间的问题,介绍了一种利用Robot Studio对多机器人自动线建模及虚拟生产的方案。首先利用Solid Works设计了数控机床等工作站的三维仿真模型,构建了多机器人生产线的布局,其次依据生产线连续运行模式,创建了仿真运行I/O信号和动态Smart组件,最后离线编制了程序,仿真结果表明可实时观察生产线状况,实时的改变参数可动态的输出生产节拍。该设计方案可以为机器人生产线设计提供理论依据和试验平台,可降低生产线设计、调试的成本,指导现场生产。