CPS环境下机械产品装配过程虚拟装配单元建模研究

为实现机械产品装配过程动态感知、协同交互的智能装配目标,在分析CPS于机械产品装配过程应用模式基础上,提出CPS环境下的虚拟装配单元(Virtual Assembly Unit,VAU)概念,然后完成单元建模和仿真交互。首先,通过分析CPS环境下机械产品装配过程特点来研究装配过程信息流动路径及信息交互需求;其次,以装配线工作站为研究对象,运用扩展Petri网将其抽象成若干具备内部自治能力的虚拟装配单元,VAU由单元动作功能模块组成,以门变迁与信息库所表示功能模块之间的信息交互;最后,以发动机装配中的凸轮轴涂胶工作站为例,依据工作站内部功能逻辑和作业标准约束,对虚拟装配单元功能逻辑交互进行仿真。     

基于装配任务集的装配过程建模研究

反映产品装配的装配过程模型是装配仿真和装配评价的基础,基于单向顺序装配任务链的装配过程模型不能描述装配任务的层次结构和并行特性。简要分析了装配过程建模研究的现状,提出了产品层次信息模型及其实现方法,给出了装配任务的详细描述。基于装配任务的层次关系,提出了基于层次结构的装配任务集链来描述装配过程的方法。采用嵌套表技术,实现了基于层次结构的装配任务集链的存储与访问。采用层次结构的装配任务集链,给出了一个基于装配任务集的装配过程模型应用示例。     

基于CPS数控机床远程监测系统

针对数控机床加工过程中出现的故障监测不及时、监测方法方式单一和CPS(信息物理系统)的实际应用差等问题,提出基于UML(统一建模语言)抽象建模,以CPS五层理论模型为基础,结合计算机开发技术的B/S(浏览器/服务器)模式的数控机床远程监测系统。数控机床的上位机监测采用WinCC和Simatic进行组态编程实现PLC通信,通过开发脚本将WinCC数据存储到数据库服务器,并通过B/S模式的Web服务器访问读取,将信号、数据信息以图形、图表的方式在浏览器上显示,同时通过预设预警阈值进行预警,为数控机床的智能化、远程监测提供可执行解决方案。     

基于DELMIA的搅拌车装配过程仿真研究

以DELMIA为仿真平台,对搅拌车装配过程进行虚拟仿真研究。直观分析产品的可装配性,结合人机工效分析和评估结果对其装配工艺方法进行必要的调整、改进和综合优化,提高产品质量和效率。实现生产工艺与制造系统的虚拟协同设计,缩短设计周期,降低设计成本。     

汽车发动机装配过程可视化监控系统研究

发动机装配车间管理水平低下、生产过程可视程度低等因素影响着发动机的装配质量,也是制约发动机制造企业发展的关键因素之一。针对这一问题,在分析发动机装配过程特点基础上,构建了面向发动机装配过程的可视化监测与控制系统(VMSE),实现了对装配过程的实时、精确、全方位监控。然后,详细阐述了系统的体系架构、硬件架构、运行流程,并通过应用实例,验证了该系统的可行性和有效性。     

硬同轴线系统装配过程优化

装配过程中出现的连接间隙、密封以及受力状况不佳等问题,直接影响了硬同轴线系统的工作性能。因此,解决硬同轴线系统装配过程中存在的问题,是保证其高可靠性的先决条件。文中通过剖析硬同轴系统的组成,分析故障原因,提出了硬同轴系统装配过程优化工艺方案。通过控制、检验同轴线间隙,划分安装段,设置测试点,监测入射与反射功率,确定补偿垫片尺寸以及安装前调试等手段,提高同轴线系统的工作性能。实践表明,这些方法具有较好的可操作性和较高的实用价值,优化了装配过程,提高了硬同轴线系统的可靠性。     

基于网络的产品设计数据挖掘系统研究

通过对当前产品设计领域面临问题的分析,以灯饰产品设计为例,讨论了产品设计中的三种设计决策以及在这些 决策中的数据挖掘算法。在此基础上,通过分析研究,初步论述了一个基于网络的产品设计数据挖掘系统及其实现方 法。     

基于CPS的车间智能制造系统架构及实施研究

根据制造企业工厂/车间生产组织结构的层级划分方法,基于信息物理系统的实现原理,提出了一种工厂/车间智能制造系统的总体架构设计方法,并介绍了系统各组成要素的构成.根据所提出的架构,讨论了基于信息物理系统的工厂/车间智能制造系统的实施问题.所提出的设计和实施方法为工厂/车间智能制造系统建设提供了参考.     

基于CPS的中小型电动机故障诊断系统的实现

利用数字化控制与保护开关电器可通信的特点将采集到的电动机数据通过现场总线传递给Pc机,结合模糊神经网络在电动机故障诊断系统上的应用,使用UML语言进行系统建模。在面向对象分析与设计方法的基础上开发了上位机软件,实现了对中小型电动机的实时监控和故障诊断。     

基于DELMIA的船体虚拟装配过程仿真研究

以DELMIA为平台,对船体进行虚拟装配过程仿真研究。干涉分析与仿真验证表明该方法对船体制造与装配有重要借鉴意义,既可以降低装配成本,缩短产品开发周期,又可以改善设计质量。     

基于自动装配的自行车CAD系统研究

在基于UG的自行车CAD系统实现中,引入一个装配接口模型对装配特征信息进行描述,用模型文件属性内统一定义的装配接口实现零、部件按统一方式自动装配.阐述了参数化造型设计、交互式装配、干涉检查等CAD关键技术在该系统实现中的应用.     

基于装配信息物理融合系统的产品装配闭环管理模式研究

针对传统产品装配车间信息交互不及时,装配开环管理模式导致作业管理混乱,以及装配自动化程度不高等问题,提出一种基于装配信息物理融合系统的产品装配闭环管理模式。利用信息物理融合系统的优势,构建包含感知层、网络层、认知层、应用层的装配信息物理融合系统架构。利用感知层对装配车间的信息实现感知,在网络层对所感知的装配信息进行融合,利用认知层对融合后的装配信息进行决策,并将决策反馈给装配现场,进而实现产品装配的闭环管理。以舵机装配为例,验证了基于装配信息物理融合系统的产品装配闭环管理模式的有效性。     

装配生产过程中装配序列调整研究

针对装配生产过程中由于装配环境发生变化而引起的原有装配序列调整问题 ,采用网络计划的理论和方法 ,对装配资源一定、时间最短约束条件下的两平行装配工序的串行调整进行了研究 ,解决了此类装配序列在线动态调整的问题     

基于视觉装配的专用机器人系统研究

针对多轴孔类的零件,为提高装配质量和减少对人工技能的依赖,设计制造了基于视觉装配、采用主动柔顺的方法保证零件之间正确装配关系的专用机器人系统,并对该机器人的总体设计、并联手腕设计、在线无接触测量、西门子专用数控系统的二次开发等研究进行了介绍。     

基于Virtools的减速器虚拟装配系统研究

对虚拟装配的模型结构、虚拟装配的干涉检查技术进行研究,利用UG完成了减速器的三维建模及装配模型,创建了模型的空间约束、装配路径及装配序列,通过CAD系统与虚拟装配系统之间的模型数据转换方法获取装配模型信息,最后利用Virtools软件完成减速器的虚拟装配系统开发。     

基于CAPP的装配数字化系统关键技术研究

提出装配数字化系统(ADS)与CAPP集成框架.以bmp格式文件作为中性文件,用于图形工艺信息的共享和交换;以XML格式文件作为中性文件,用于非图形工艺信息的共享和交换,并通过数据比较算法将CAPP和ADS中的数据进行同步更新,保证ADS系统中数据的有效性,以指导装配工人进行正确的装配.     

基于物理属性的虚拟装配过程

针对虚拟装配系统中存在仿真程度不够高的缺点,提出基于物理属性的虚拟装配过程研究。通过分析虚拟装配过程对零部件物理属性的需求,建立零部件物理属性模型,给出确定零部件各物理属性以及自由运动状态的方法,分析碰撞响应对运动状态的影响。研究虚拟装配系统中装配对象间的交互过程,使用多刚体系统动力学分析方法对零部件装配过程中的动力学以及运动学进行分析,给出装配对象的运动学与动力学方程。通过把抽象的约束关系转换为基本约束方程表达运动副约束,并把运动副约束用于装配对象的运动分析。提出基于碰撞与静力学的稳态分析方法研究零部件达到稳定状态的条件。应用实例表明上述方法有效可行。     

装配工程图的创建过程研究

针对常见工程图中装配体的制图问题,以虎钳装配体为例,重点介绍了装配图轴测半剖视图创建过程,爆炸图的工程图制作过程,通过应用零件明细表自动生成模块,提高了产品的制图效率。     

层状装配系统的自动装配规划研究

对计算机自动装配规划进行了研究,从最底层零件间的优先关系矩阵出发,研究了串联、并联子装配体的识别和检验算法、高层装配体间的优先关系收缩矩阵算法以及装配系列的自动生成算法。通过算法在汽车车身后地板装配实例中的应用,对算法的有效性和实用性进行了验证。研究的算法可自动实现层状装配系统的计算机自动规划,可广泛应用于汽车、机器人及其他各种多零件机械体的装配顺序规划。     

基于火工品使用装配过程的质量控制方法研究

目前很多弹箭产品在使用过程中出现产品长期存放后性能下降的问题,这些问题大多数是由于火工品在使用过程中管理不当,经长期存放功能失效、下降。火工品使用过程主要是由人工借助设备、工装等操作完成,属于高危险工序作业,对于操作、安全和环境方面有诸多要求。为了加强弹箭产品用火工品的使用装配过程质量管理,对火工品的采购、验收、装配等过程进行规范,实施严格控制,确保信息传递顺畅,从而规避质量风险,保证投入使用的火工品符合使用要求。梳理了典型火工品的质量问题,解决了相应问题,工艺改进经验已固化为兵器工业集团公司标准火工品使用装配过程质量控制要求(Q/CNG 180—2018),对提升火工品质量具有重要意义。