可重构制造系统的使能技术

为增强竞争的核心能力,未来的制造企业应该显著地改进产品和制造系统的设计能力;本文重点阐述了可重构制造系统(RMS)体系结构、内涵及特征,对传统的制造过程与可重构制造过程的区别进行了分析,并给出了二者的描述模型;指出可重构制造系统关键技术包括系统建模、支持可重构的信息平台、设备模块化与界面标准化、可重构控制与故障诊断技术等四个层面;在实现系统的可重构时,可重构制造系统是一种模块化、可重用和可扩展的;最后给出了评价指标.     

可重构装配线管理系统研究

可重构装配线的设计与管理作为可重构制造系统级研究的关键内容,是引导可重构制造系统深入研究和广泛应用的重要途径,为了满足对可重构装配线管理的要求,提出了基于CORBA分布式对象技术和多Agent技术的可重构装配线管理系统的体系结构,并设计了系统的功能模块。最后给出了基于CORBA的可重构线管理系统集成框架及系统的具体实现。该系统为企业实现装配线的重构、平衡、调度及评价提供一个很好的控制与管理平台,增强企业的灵活性和适应性,提高企业的竞争能力。     

基于OPC的可重构制造单元控制系统设计

为了满足制造单元快速重构要求,本文在对可重构制造单元的控制结构要求,以及OPC技术深入分析研究的基础上,将OPC技术引入到制造单元控制中,提出了基于OPC的可重构制造单元控制结构;建立了可重构制造单元控制系统软件架构,并对OPC服务器、功能组件、设备控件、单元开控制器等进行了详细设计;最后,利用所开发的原型系统,构建了FMS控制系统,运行结果表明该系统运行可靠,并满足快速重构要求.     

制造系统可重构控制技术研究

可重构制造系统重构的敏捷性、重构成本以及重构后的稳定性在很大程度上取决于其控制系统的可重构性,本文把制造系统的控制系统分为设备控制器、控制网络、监控平台3个部分,并分别从设备控制器重构技术、控制网络重构技术、监控平台重构技术3个方面阐述了可重构制造系统控制系统的可重构技术框架。     

制造系统的可重构性

可重构制造模式是一种指导管理和控制制造系统重构过程的制造哲理,它使制造系统有效地响应不断变化的环境,制造系统具有可重构能力是其生存和发 基本手段,具有较高可重构笥的公司在风云突变的环境中将远远超过其竞争对手。本文探讨了可重构造模式的基本定义和内涵,并从组织、过程、产品加工系统和信息平台等五个方面研究了制造系统的可重构性。     

一种基于硬件在环的可重构数控系统验证方法

作为一种开放式控制器,可重构数控(Computer numerical control,CNC)系统充分利用先进的控制技术、硬件产品等有利资源,提高系统功能的自适应性与快速响应能力。针对可重构CNC系统的验证过程复杂、硬件环境依赖性强等特点,采用硬件在环的设计方法,由仿真系统模拟数控机床的加工制造过程。给出面向可重构CNC系统的硬件在环仿真环境设计方法:采用现场总线连接数控系统与仿真环境,满足实时性、动态性等测试要求;建立机床驱动设备的仿真功能单元,完成数控加工指令的控制操作;实现数控机床的加工过程仿真,采用图形方式显示工件的切削成形过程。结合S曲线插补算法以及三轴数控铣床的仿真实例,对可重构CNC系统的加工控制过程进行测试,并且与实际加工样件进行对比分析,说明硬件在环技术在可重构CNC系统测试过程中的可行性与有效性。     

基于多色集合的敏捷制造系统重构方法

为了在满足客户需求的同时降低制造系统的生产成本,以敏捷制造系统的资源重构为研究对象,提出了基于多色集合理论的系统重构建模与重构方案评价方法。利用元素、个人颜色、统一颜色等概念,建立制造资源与系统功能的映射关系,通过搜索围道布尔矩阵获得系统重构方案。以此为基础,给出了基于系统功能冗余度的重构方案评价指标计算方法。实例验证结果表明,该建模方法简便易行,便于形式化表述和软件实现。     

可重构制造系统建模方法

对可重构制造系统建模方法,包括基于Petri网的可重构制造系统建模、基于排队网络的可重构制造系统建模、基于马尔可夫链的可重构制造系统建模、基于多Agent理论的可重构制造系统建模等方法的研究现状进行了系统的介绍,并进行了分析和比较,最后给出了可重构制造系统建模的发展方向。     

考虑可制造性的拓扑优化结果的几何重构

拓扑优化结果是一个边界呈离散阶梯状的非参数化模型,这使得拓扑优化结果的制造变得困难,因此需要将拓扑优化结果参数化几何重构,获得光滑的边界以满足机械制造要求,并且尽量不影响拓扑优化结果的结构响应。针对该问题,首先对拓扑优化结果进行二值化处理和边界识别,然后利用链码对拓扑优化结果的离散边界点进行排序和分段,最后用B样条曲线分段描述拓扑优化结果的外边界与内边界完成参数化建模。通过算例验证了几何重构方法的可行性,算例表明在满足可制造性要求的前提下,重构模型的结构响应能够较好的与拓扑优化初始设计结果保持一致,结构响应误差可以控制在5%以内。     

可重构机床的模块化设计

可重构机床是可重构制造系统的重要组成部分 ,其设计方法是实现制造过程可重构的关键。本文对可重构机床的模块化设计方法进行了探讨 ,系统分析了可重构机床区别于传统机床的模块化设计方法和特点。针对可重构机床设计任务驱动、运动重构的需求 ,在对机床结构进行拓扑图抽象描述的基础上 ,基于螺旋理论对加工任务进行运动分析和机床运动建模 ,提出了一种可重构机床模块化综合的设计方法 ,以生成满足加工任务运动需求的机床重构可行方案。     

可重构制造系统的发展研究

全球市场的激烈竞争,给制造业带来了新的工业革命。如何应对不可预测的市场和用户个性化的需求,成为全球制造业的核心问题。本文研究了可重构制造系统的起源、核心特征、基本原理,分析了可重构制造系统与专用制造生产线和柔性制造系统的区别,介绍了可重构制造系统在工业领域的应用及其商业化目标。     

可重构制造系统控制结构和实现技术基础研究

在分析传统制造方式不足的基础上，本文引入了一种新的制造系统－－可重构制造系统的概念。并结合当前可重构制造研究和应用情况，给出了可重构制造的内涵，探讨了其关键技术和主要研究内容。     

模块化的可重构制造系统研究

随着市场经济全球化的发展,可重构制造系统必将成为未来制造系统发展的新趋势,而可重构制造系统这个概念的提出是源于模块化机床和开放式体系结构控制器两种技术的日臻成熟。在分析了可重构制造系统和刚性制造系统、柔性制造系统区别的基础上,针对可重构制造系统的模块化特点及划分原则进行了详细分析,并对可重构制造系统的关键技术进行了研究。     

Cooperative optimization of reconfigurable machine tool configurations and production process plan

The production process plan design and configurations of reconfigurable machine tool (RMT) interact with each other. Reasonable process plans with suitable configurations of RMT help to improve product quality and reduce production cost. Therefore, a cooperative strategy is needed to concurrently solve the above issue. In this paper, the cooperative optimization model for RMT configurations and production process plan is presented. Its objectives take into account both impacts of process and configuration. Moreover, a novel genetic algorithm is also developed to provide optimal or near-optimal solutions: firstly, its chromosome is redesigned which is composed of three parts, operations, process plan and configurations of RMTs, respectively; secondly, its new selection, crossover and mutation operators are also developed to deal with the process constraints from operation processes (OP) graph, otherwise these operators could generate illegal solutions violating the limits; eventually the optimal configurations for RMT under optimal process plan design can be obtained. At last, a manufacturing line case is applied which is composed of three RMTs. It is shown from the case that the optimal process plan and configurations of RMT are concurrently obtained, and the production cost decreases 6.28% and nonmonetary performance increases 22%. The proposed method can figure out both RMT configurations and production process, improve production capacity, functions and equipment utilization for RMT.     

可重构机器的模块化设计

提出了一种基于旋量理论以及图论的可重构机器的模块化设计方法.该方法通过对已知加工任务的分析,建立实现该任务的可重构机器的拓扑构型,同时利用机械模块库生成一系列可选择的可重构机器.设计方法主要由数学模型建立模块、任务分析模块、拓扑构型模块和机械模块的选择模块4部分组成.并根据上述方法,对可重构机器进行软件建模.     

基于模块化思想的可重构数控系统初步研究

提出采用模块化思想来开发可重构数控系统。对数控系统软件进行了模块化划分,并结合刀具补偿模块的实现对可重构数控系统的研究与开发作了一些分析、探讨。     

一种新型自重构模块的设计

文章论述了自重构机器人的类型,国内外的发展情况,并提出了一种新型自重构模块。讨论并分析了设计模块机构阶段所遇到的问题,特别是离合器的机构设计,以及必须遵守的两种状态。为了使控制简单,采用开关量控制,把旋转面对接机构设计为差动连接,并对该模块机器人的运动形式和步态作了进一步解释。     

模块化自重构机器人的运动分析与仿真

在国外自重构机器人研究的基础上,设计开发了一种同构阵列式的模块化自重构机器人M-Cubes。此模块化机器人结构紧凑、运动灵活,模块间通过搭建成脚手架结构进行运动,可以组合成任意的构型。文章介绍了模块的脚手架结构运动方式,进行了运动学分析,推导出模块运动时的变换矩阵,并进行了逆运动学分析,说明了此脚手架结构的运动原理。在仿真平台上给出了一个4×2×2矩形阵列模块的平移仿真示例,验证了模块结构和运动方式的有效性。     

可重构制造系统创新硬件的研究

对可重构制造系统的可重构机床以及检测系统等几个典型硬件进行了研究,阐述了这些硬件的应用情况和发展趋势,并与传统技术进行了比较。