复杂产品制造精度控制的数字化方法及其发展趋势

汽车车身、发动机等复杂产品通常要经历数十道乃至上百道加工工序,零件毛坯偏差、机床误差、夹具定位误差以及操作、环境等因素引起的误差在制造过程中传递和累积形成产品综合偏差,并最终影响产品整体性能和市场竞争力。面向工艺设计的线外质量控制,根据产品结构和质量要求,确定制造过程工位布置以及工艺参数;面向工艺过程控制的线内质量控制,则根据制造过程中所出现的尺寸偏差问题,确定尺寸偏差根源并采取相应工艺控制措施,两者相辅相成共同推动制造质量的提升。数字化方法是实现产品制造精度控制的关键。结合汽车车身、发动机制造精度控制的理论研究和工程实践,阐述复杂产品制造精度控制的科学内涵和技术要点。基于描述多工位制造过程偏差产生、传递、累积与湮没的偏差流理论,提出复杂产品制造精度数字化控制的总体框架。从数字化工艺设计和数据驱动的工序控制两方面,总结和归纳面向线外质量控制的产品制造工艺数字化设计方法和面向线内质量控制的复杂产品制造工艺过程控制方法。针对高端装备和高性能产品的制造需求,展望了复杂产品质量控制的发展趋势。     

高性能电加热玻璃3D打印与微转印复合制造工艺

为了解决透明电加热玻璃制造技术难以兼顾电加热玻璃加热线的透光率、导电性以及附着力的问题,开发了一种可低成本、批量化实现高性能电加热玻璃制造的复合工艺。该工艺采用电场驱动熔融喷射沉积(Electric-field-driven Fusion Deposition,EFD)3D打印和UV辅助微转印复合制造透明电加热玻璃。根据复合制造工艺原理,选择及配制了EFD 3D打印、UV辅助微转印介质以及加热线材料。通过具体实验揭示了主要工艺参数对制造透明电加热玻璃加热线结构参数的影响以及规律,并确定了复合制造工艺的最佳工艺窗口。依据最优工艺参数实现了有效图案化面积为60mm×70mm,线宽为15μm,高宽比为0.7,周期为1 000μm,透光率为88%,方阻为0.5Ω/sq,附着力为4B级,加热线为线栅结构的透明电加热玻璃制造。实验结果表明:利用EFD 3D打印和UV辅助微转印复合工艺制造的透明电加热玻璃具有透光率高、方阻低及附着力高等优势。该复合工艺为实现低成本、高性能的电加热玻璃的批量化制造提供了全新的解决方案。     

开关设备装配工艺设计与制造协同优化技术

为解决开关设备装配工艺设计与现场制造之间数据集成度不高、缺乏基于制造数据反馈的装配工艺优化等问题,研究开关设备装配工艺设计与制造协同优化技术。分析了开关设备装配的一般过程,构建了开关设备工艺设计与制造协同优化流程,重点研究了基于仿真数据的装配工艺设计与优化、装配工艺驱动的制造过程优化和基于质量数据反馈的装配工艺优化的实现过程。     

从金砖大赛设备谈加快推进中国制造2025强国战略

介绍了金砖大赛智能制造赛项的竞赛任务。华中数控针对该任务专门开发的H N C-i Factory-m 1r1智能制造实训平台,包含数字化立体料仓、六关节机器人、第七轴加工中心、机床治具、在线检测系统、智能产线总控系统、产线总控PLC软件、R FID管理系统、产线大数据、云数控系统、大数据采集软件、工艺优化软件等,实现了机床G代码优化、"心电图"健康诊断、断刀检测、二维码故障诊断等智能控制功能,具备高速高精加工特点。支持"大数据采集及工艺优化"、支持"个性化产品的定制加工",设置集物联网、大数据、云数控等技术于一身的应用服务平台。此外,为加快推进"中国制造2025"强国战略,华中数控适时在全国布局产业基地,在多地建立"中国制造2025"智能制造示范点,着力探索智能制造人才培养,率先组建智能制造职教集团,开展智能制造人才需求调研、师资培训和顶岗实习,开发教材和教学资源及职业标准。     

面向制造的飞机钣金零件数据集研究开发

在数字化制造环境下,针对设计数据无法直接应用到制造阶段的情况,研究飞机钣金零件制造数据集。根据数字化要求并结合钣金制造工艺特点,分析了钣金制造数据集的范围定义、数据组成及组元关系,对经验知识进行总结,依照各制造状态工艺特点和数据表达方式完成数据集层次构建,使设计数据顺利转变为制造数据。在CATIA环境下开发完成飞机钣金制造数据集系统,系统对几何特征信息和非几何信息分开组织管理,实现了制造数据的快速集成,帮助工艺人员提高飞机钣金的设计生产效率。     

基于大数据的列车部件智能制造系统

基于大数据技术对列车部件智能制造进行研究,首先介绍智能制造系统形成过程,包括制造业大数据特征、Hadoop分布式架构平台搭建过程;根据项目目标和要求,将智能制造系统架构确定为物物互联层、智能感知层、数据分析层、制造服务层和一个大数据中心,设计硬件拓扑结构。然后对数据采集、传输及分析等关键技术进行说明。最后基于ECRS对制造过程进行工艺分析,基于DELMIA进行装配运动仿真确定产线布局,利用CATIA对产线进行三维建模,对工装夹具进行重点设计研究。研究实现了列车部件制造的互联化、数字化、信息化和智能化目标,具有较大的研究价值和现实意义。     

基于MBOM的工艺数据管理及集成技术研究

MBOM（制造物料清单）显示产品制造的层次关系、工艺路线、工艺装备、材料等,是反映产品制造信息的重要基础数据,也是ERP系统运行所需要的基础数据。针对企业产品制造过程中工艺数据不易提取以及组织和管理的问题,提出了一个框架,集成PDM、MPM（Manufacturing Process Management,制造过程管理）、ERP系统,实现完整的以MBOM为核心的工艺数据管理和制造过程管理。     

以制造BOM为核心的制造工艺数据管理研究

制造BOM可显示产品制造的阶层关系、工艺路线、工艺装备、材料等,是离散型制造企业重要的基础和生产数据。对于制造企业信息化而言,建立以制造BOM为核心的产品数据流是一项核心工作。本文基于对产品生命周期各阶段BOM的研究,分析了制造BOM的内涵、结构,提出以制造BOM为核心的制造工艺数据管理,并面向制造企业数据管理的需求,对以制造工艺数据为基础的制造数据管理进行了论述。     

航空制造企业工艺数据管理研究

以航空制造企业为背景,以传统工艺数据管理所带来的问题为牵引,采用面向对象的思想,对工艺数据进行分类分层并结构化。研究适应航空制造企业的工艺数据管理方式,通过工艺数据管理的整体规划,并以工艺数据全生命周期管理、BOM为核心的工艺数据组织机制、基于工艺对象的工艺数据组织结构及工艺表格结构化为辅的数据管理模式,实现了工艺数据的有效组织及管理,并成功应用于工艺设计及生产制造方面,不仅提升了工艺设计与管理的效率及质量,而且通过集成应用,实现了设计、工艺与制造的信息共享,为航空制造自动化水平提升奠定了基础。     

通用制造工艺分类体系研究

介绍了建立通用制造工艺分类编码体系的原则,并采用面分类法和线分类法相结合的方式对通用制造工艺进行了分类,得到通用制造工艺分类体系,可有效地解决机械制造企业信息化过程中通用制造工艺的交流与共享问题。     

集成化工艺设计及其管理系统

基于网络平台的集成化工艺设计及其管理系统主要包括工艺路线、冷加工工艺卡片、热加工工艺卡片、工艺信息统计、制造ＢＯＭ、制造资源、工艺过程管理、工艺简图管理等８ 个较独立的功能模块。该系统能与编码系统、产品数据管理系统相结合,实现设计、工艺与制造信息的集成与共享,并能脱离编码系统及产品数据管理系统而单独运行,是一个独立的适合于机械制造企业工艺设计与工艺信息管理的计算机网络系统     

镀锌线毛化电镀铬工艺辊应用及制造浅析

本文对毛化电镀铬工艺辊在镀锌线的应用及其制造流程、制造要点进行了简单介绍。     

在Л316型自动线上掌握紧固件新工艺和新种类

研制了在Л316型自动线上制造新种类制品的工艺过程，以及早先在这自动线上按其他工艺制造的铁路紧固件的制造新工艺。研究了热塑性变形和冷塑性变形相结合的新工艺的优越性。     

产品全生命周期闭环数据

目前国内企业PLM系统大都还停留在产品数据管理和工艺信息管理应用的层面上,还远没有达到整合产品设计、工艺、分析、仿真、测试、制造、服务以及质量等生命周期中的各方面数据和信息。国内外的PLM系统的BOM模型还不能有效支持从设计BOM-工艺BOM-制造实例BOM转换应用的需要,还不能有效管理单台份的制造BOM数据（特别是制造的实例化BOM数据）,因此就目前PLM系统的应用状况而言,无法真正实现从设计BOM到实例化制造BOM的转换,也无法实现从制造BOM到产品档案数据的转化,     

焊接质量智能检测系统设计

激光焊接作为一种高精度、非接触式的焊接工艺,已成为工业生产制造中不可或缺的焊接方法,但如何评价激光焊接的质量也一直是人们关注的问题.为了解决传统检测方法泛化能力较差的问题,更好的适应工艺产线的复杂变化,选用目标检测算法YOLOv3,设计了一套焊接质量检测系统.首先采集焊接图片,构建深度学习数据集.对数据集进行分析,针对...     

先进光学数字化制造装备和工艺与信息融合技术研究

通过先进光学数字化制造装备、工艺与信息融合技术,能有效整合、打通光学元件制造过程中的数字化加工和检测装备,消除数字化装备孤岛;达到光学元件制造生产线上下游装备、工艺与信息的共享和协同,提升大口径超精密光学元件制造效率。应用流程分析和快速原型化方法,以光学元件数字化制造工艺流程线为基础,分析研究了数字化先进光学制造装备、工艺和信息融合技术,初步构建了数字化光学制造装备、工艺和信息融合原型系统。     

数据驱动的流程制造工艺参数匹配方法

针对流程制造业在个性化制造环境中工艺参数难以快速决策以响应用户需求的问题,提出一种基于数据驱动的流程工艺参数匹配方法。从海量制造工艺数据中选取相近工艺的产品生产数据,基于信息论从制造工艺参数中提取能够划分不同产品的工艺特征,基于集成分类构建产品制造要求与工艺特征的关系模型,并建立产品工艺相似度函数。通过对比历史生产数据与目标产品制造要求的相似度实现工艺参数匹配。将该方法应用于钢板热轧环节,验证了所提方法可以有效提供工艺知识服务,并能够处理耦合性特征的知识发现。     

发动机柔性制造策略及工艺探索

根据产能及产品规划纲要,通过分析发动机产品结构及特性,列举了全球行业内的制造体系模式,并用实例进行了论证,提出了混线生产的柔性制造模式。对不同发动机的加工工艺、装配工艺及测试工艺进行了对比分析,总结出混线柔性生产的特点,并对新项目开发提出了前期产品设计和设备工艺布置的要点建议。     

[工程应用]热轧产线智能制造技术应用研究——宝钢1580热轧示范产线

智能制造是未来钢铁行业战略发展方向,各钢铁制造企业、装备与控制供应商都在积极探索实施方案。以国内钢铁行业首条智能制造示范产线——1580热轧智能产线的建设为例,总结了传统热轧产线智能化改造过程中智能制造技术的应用情况。构建了包括智能化模型、智能物流、设备状态诊断和预测性维护、工艺过程在线检测、绿色产线等八大模块的热轧智能车间的系统框架;介绍了热轧智能产线关键技术;展望了未来热轧领域智能制造的发展方向。     

高压电机定子线棒主绝缘热压成型模具技术

高压电机定子线棒主绝缘成型多采用热模压工艺,热压模的设计与制造是高压定子线棒主绝缘热模压固化成型的核心技术。设计新型的定子线棒主绝缘热压模,采取外加热方式,液压夹紧,不用烘炉而改用热压机,一次安装能同时热压两条线棒。文中介绍了新型高压线棒主绝缘热压模结构特点、制造工艺和应用效果。