生产线虚拟仿真设计研究

基于虚拟制造技术 ,提出一种新型的生产线设计、分析、诊断、调整方法———生产线虚拟仿真设计 ,详细研究其系统结构和设计内容。结合应用实例 ,可视化仿真生产线的运行状态 ,迅速诊断生产线设计中存在的瓶颈工序 ,通过优化和调整相关参数 ,快速实现生产线重组设计 ,有效解决了生产线的平衡问题 ,为产品制造规划提供强有力的预测分析工具 ,可以快速地响应市场变化和客户个性化生产。     

生产线虚拟设计及其应用仿真研究

针对传统生产线设计方式的缺点,提出一种基于虚拟制造技术的新型生产线设计方法--生产线虚拟设计,详细研究了其设计原理、基本特征、体系结构、设计内容和设计流程.生产线虚拟设计可有效地集成生产线的设计、仿真、分析、诊断、优化和重组等功能.结合应用实例,建立了生产线的虚拟模型,可视化地仿真其运行状态,迅速地诊断了其瓶颈工序,诊断结果与现实状况较为吻合.     

基于虚拟制造技术的生产线诊断方法研究

提出一种基于虚拟制造技术 (VMT)的生产线诊断方法 ,研究了其诊断内容和设计流程。该方法可实现生产线资源的统一建模 ,并可在生产规划时对生产线的实际运行状况进行前瞻性仿真 ,快速诊断各种参数的合理性。结合应用实例 ,对生产线设计中存在的瓶颈工序进行了快速诊断 ,并对生产线进行了重组设计。该方法诊断快速简便 ,可节省资源、降低成本 ,并能考虑系统随机因素对生产任务的影响 ,诊断结果切实可信。     

基于Lightning的生产线仿真

采用基于Lightning的虚拟现实技术对生产线进行了模拟仿真。在仿真过程中采用多层模拟方法,根据在线设备的实时信号快速诊断在线设备的行为和工作状态,有效地加快了虚拟设备、工艺及控制的建模,实现了虚拟设备的行为仿真和生产线的控制过程仿真,为生产线工作状态预判及优化生产线设计提供了先进平台。     

面向数字孪生的智能虚拟生产线与调试系统设计

制造业正在向智能化方向转变,智能虚拟生产线已广泛应用于各种产品生产仿真过程中,用于分析实际生产线规划方案的可行性,可以极大地节约生产成本,缩短研发周期。为了解决现有的智能虚拟生产线不能真实映射物理生产线特征、设备加工过程不直观及虚拟调试操作复杂等问题,本文结合数字孪生技术对智能虚拟生产线与调试系统进行了研究,详细介绍了搭建数字孪生智能虚拟生产线和虚拟调试系统设计的关键技术,并以设计实例进行验证。实验结果表明,本文提出的设计方案能够快速实现智能虚拟生产线的设计与调试,同时方便观察智能虚拟生产线加工过程,为智能制造生产线的设计打下坚实基础。     

某型航空发动机装配过程虚拟仿真应用

在复杂工业产品制造的工艺准备阶段,借助于数字化三维虚拟仿真技术进行工艺设计和优化是十分必要的.针对中国首次研发的某商用航空发动机,基于中国自主开发的VR-Layout虚拟工厂建模与仿真平台,开展发动机本体装配、转子平衡和外部装配3个工艺过程的三维虚拟仿真建模和分析评估工作,实现了工艺文件的可视化展示和验证、工装干涉检查、工位器具的补充设计.该项工作不仅为后期工艺文件的持续优化初步建立了软件平台,也为其他制造产品的三维虚拟仿真设计提供了技术参考和流程经验.     

Pro-engineer和ADAMS在机构设计仿真中的应用

虚拟样机技术是利用软件建立系统的三维实体模型和动力学模型来分析和评估系统的性能,从而为物理样机的设计和制造提供参数依据。简述了虚拟样机技术、三维建模工具Pro-e和动力学仿真软件ADAMS以及虚拟样机开发的流程;介绍了它在曲柄摇杆机构仿真分析中的应用。     

虚拟样机技术在椭圆轨迹生成机构设计中的应用

结合椭圆轨迹生成机构设计的应用,介绍了用三维建模工具Pro/e和动力学仿真软件ADAMS联合进行虚拟样机仿真的方法和步骤,为复杂机构的虚拟样机设计提供了参考。     

数字化制造中的建模和仿真技术

论述了面向数字化制造的三类建模和仿真技术,即产品建模和仿真技术、工艺过程建模和仿真技术以及制造系统建模和仿真技术,并结合具体研究项目,重点介绍了面向制造的产品数字化建模、导管数控弯曲过程建模与仿真、虚拟装配与装配过程仿真、生产线建模与仿真技术的应用和发展。指出为提高制造系统的快速响应特性、运行效率及可靠性,应在产品数字化建模研究的基础上,重视对工艺过程,即产品加工过程、装配过程及生产系统规划、重组和仿真等技术的研究,以实现生产资源和加工过程的优化以及从传统制造向可预测制造模式的转变。最后指出了推动数字化建模和仿真技术朝实用化方向发展的几项关键技术。     

基于ADAMS的搅拌机运动分析

本文利用SOLIDWORKS软件建立了搅拌机的三维实体模型,在ADAMS软件中对搅拌机的运动过程进行仿真分析,并测量出了搅拌爪末端的运动轨迹。介绍了用三维建模工具SolidWorks和动力学仿真软件ADAMS联合进行虚拟样机仿真的方法,为复杂机构的虚拟样机设计提供了参考。     

虚拟环境下基于离散控制点的线缆装配规划技术

在对虚拟环境下的线缆装配规划的特点进行分析的基础上,提出虚拟环境下的线缆离散控制点建模以及虚拟环境下基于离散控制点的线缆装配规划方法。该方法通过对线缆离散控制点的单点、多点控制,可实现对整个线缆的可视化交互操作,能够比较清楚地描述线缆的空间位置、走向和装配路径,同时让规划人员直观地观察线缆与零部件之间的干涉情况,实现线缆的实时空间布置和装配过程仿真,为线缆的装配规划提供了一条有效的途径。目前该线缆装配规划软件系统已经在航天产品的装配工艺设计中得到试用,取得了良好效果。     

面向过程的虚拟环境中产品装配建模研究

提出了面向过程的虚拟装配建模方法,在虚拟环境中将装配建模与装配仿真相结合,建立装配关系模型的同时,实现了对装配过程的创建与仿真,从而,在虚拟环境中将面向结果的装配建模发展为面向过程的装配建模.设计者采用直接三维交互进行装配建模操作的同时,系统通过装配关系识别自动捕捉设计者的装配设计意图,通过装配约束运动确定零件的装配路径,通过虚拟装配建模过程信息重用为装配规划提供有效的支持.开发了面向过程的虚拟装配建模原型系统.实践表明,面向过程的虚拟环境中产品装配建模方法有效地提高了产品装配设计的质量与效率.     

新型混联虚拟轴机床加工仿真系统的设计与实现

提出了一种混联型虚拟轴机床的新结构 ,该新型虚拟轴机床具有工作空间大、可实现姿态角大、位置与姿态解耦等优点。以该虚拟轴机床为对象 ,基于 3DS环境和 MAXScript脚本语言开发平台 ,在虚拟环境下进行了样机的实体建模、运动学仿真和干涉分析。为检查机床结构设计中的动静态干涉问题、验证轨迹规划的合理性、实现对零件可加工性及加工参数的合理性评价提供了可靠的依据     

基于VRML的数控机床的虚拟操作研究

虚拟环境下加工设备虚拟操作和虚拟加工是虚拟制造的一个重要研究内容。本文通过对数控机床的虚拟操作的研究,阐述了在VRML的虚拟现实应用平台上建立数控机床的虚拟操作系统的方法,提出了利用VRMLJavaAppletJavaScriptHtml多方相互通信的办法对VRML人机交互功能进行增强与扩展,从而满足数控机床虚拟操作的功能要求。实验结果表明,这种增强办法不仅使VRML原有的人机交互能力得到进一步的增强,并且为VRML添加了接收与处理文本信息以及读写文件等交互能力。此外,文中还提出了一种利用SolidWork与PolyTrans相互结合而实现的在虚拟环境下的数控机床的快速建模方法,并取得令人满意的效果。本系统不但可应用于异地制造、数控机床加工仿真,还可应用于基于WEB的数控机床操作、编程与加工培训等方面。     

基于虚拟制造的弧齿锥齿轮仿真加工技术研究

通过分析弧齿锥齿轮加工原理及弧齿锥齿轮铣齿机的结构和运动关系,建立了弧齿锥齿轮铣齿机虚拟机床模型及虚拟机床加工坐标系,推导了弧齿锥齿轮铣齿机虚拟机床运动参数的计算方法,构建了弧齿锥齿轮仿真加工模型.计算了一对弧齿锥齿轮进行的几何参数、刀具参数和虚拟机床运动参数,并通过弧齿锥齿轮铣齿机虚拟机床对其进行了仿真加工,验证了弧齿锥齿轮铣齿机虚拟机床模型及仿真加工模型的正确性.     

虚拟产品制造规划中仿真优化技术的研究与应用

论述了制造系统的仿真与优化技术在规划中所起的巨大作用,提出了将工艺计划和生产计划的集成规划置于制造系统仿真的多级优化环境框架,并对仿真优化的目标进行层次分类,最后通过生产线系统设计实例,验证了本文的部分核心思想,为工程师进行产品制造规划提供了有力的前瞻性预测工具。     

Production engineering-oriented virtual factory: a planning cell-based approach to manufacturing systems design

In the traditional process of designing a manufacturing system, a sequential approach treats each of the design steps individually, without considering the requirements of concurrent design activities. The lack of systematic and concurrent consideration of the interactive impact of design decisions leads to repeated and excessive changes in the design and process. To resolve this problem, this research develops a production engineering-oriented virtual factory – a planning cell-based manufacturing systems design approach. The manufacturing systems design process based on a planning cell is reengineered according to the concept of concurrent engineering. The process modeling of a production engineering-oriented virtual factory is proposed at generic and particular levels. An illustrative example of an engine assembly plant demonstrates the effectiveness of the new approach.