航空结构件自动化生产线及关键技术概述

自动化生产线在小批量、多品种航空结构件加工中具有显著优势,已成为未来小型航空结构件加工的趋势。首先对航空结构件自动化生产线的硬件构成、软件构成及结构件在自动化生产线内的加工过程进行了介绍,其次从设备的角度阐述了保障生产线顺利运行所需的4项关键技术,即自动加工技术、设备状态监控技术、刀具状态监控技术及离线测量技术,最后阐述了自动化生产线未来的发展趋势,为航空结构件在自动化生产线的应用提供指导。     

基于零点定位技术的中小航空结构件快速换装技术研究

提高数控设备利用率是制造企业一直努力的方向,最直接的思路就是减少机床停机时间,对于中小航空结构件的加工,因其多品种单件小批量加工特点使得零件装夹准备导致机床停机时间占比高,通过基于零点定位技术的快换工装系统将大部分装夹时间外移,可有效减少机床因装夹导致的停机时间,同时结合柔性夹具设计理念,增强工装的通用性,推动中小航空结构件制造技术向快速柔性装夹方向发展。针对中小航空结构件加工存在的问提,对采用零点技术实现数控加工快速换装、柔性夹紧技术进行了探讨应用。     

航空发动机零件柔性制造系统技术应用研究

为解决柔性制造系统（Flexible Manufacturing System,FMS）加工航空发动机零部件效率低、产品质量不稳定及机床设备利用率低等问题,以某系列航空发动机壳体零件柔性制造系统技术的应用为例,通过分析航空发动机某零件制造特点,阐述系统功能集成与开发、自动化工艺开发在柔性加工过程中的重要性,提出FMS在航空发动机制造领域应用过程中需立足于自动化加工工艺与系统集成的观点。     

柔性制造系统在航空制造领域的应用研究

介绍了柔性制造系统的特点与应用现状,在分析某航空制造厂起落架扭力臂柔性生产线现状的基础上,对柔性生产线的自动化功能进行了开发与应用。从零件加工工时、设备利用率、生产质量等方面对柔性制造系统的应用效果进行了汇总,确认效果良好。     

航空装备数控加工设备优化选择建模与分析

数控加工设备是制造工艺实物化的主体,进一步强化对加工设备合理化选择分析与研究,优选合适机床设备,助力航空装备或零部件快速迭代。本文主要以飞机典型结构件为对象,总结典型结构件加工设备选择流程,针对性地提出了基于权重-最小方差和的设备细选择基础模型,期望对生产线规划中零件加工设备选择提供一定的理论依据与实际应用方法。     

航空钛合金结构件铣削刀具性能模糊综合评判

目前国内航空制造业对钛合金铣削刀具的选择仍缺少系统的评价方法,往往造成实际加工过程中刀具成本增加、加工质量不稳定、加工效率低下等问题。为此,根据航空钛合金结构件的工艺特点,应用模糊数学理论构建了面向航空钛合金结构件粗精加工的铣削刀具性能的模糊综合评判模型;设计了考虑航空钛合金结构件典型难加工特征的基准件,制定相应的加工工艺并进行铣削加工试验;最后应用所构建的模糊综合评判模型进行了刀具性能评判。结果表明,所构建的模糊综合评判模型可以快捷、有效地评判刀具性能,为航空钛合金结构件铣削刀具的合理选择与刀具性能的综合评判提供了一条新途径。     

面向航空复杂产品生产线的快速响应制造模式研究

结合航空发动机生产管理过程的具体实践,针对现有的单项纵向快速响应制造模式不能满足发动机机匣生产线制造的需求,基于快速响应制造理念提出面向航空复杂产品生产线的快速响应制造模式。在对企业内部资源整合和生产线制造管理方式优化的基础上,从企业内部制造过程的计划、物料、工艺准备、工具工装资源协调等方面描述了生产线制造过程中的资源冲突问题,建立了航空复杂产品生产线快速响应制造模型;从技术准备系统、生产过程仿真和制造执行系统出发,构建了面向航空产品生产线快速响应制造体系架构。以某航空发动机企业的机匣生产线为例,验证了所提方法的有效性。     

基于精密旋转轴数字化柔性生产的自动化车削方案的研究

数字化柔性生产是当前机械制造自动化的发展趋势,数字化柔性生产单元非常适合中小企业的需要,其发展潜力非常大.基于一种新型精密旋转轴数字化柔性生产单元的设计,对精密轴类件加工进行自动化集成,完成从粗到精加工全过程以及数字化柔性化生产.生产线以13种航空零部件为对象,建成一条具有数字化、自动化功能的柔性生产单元,并重点描述了...     

基于PLC的飞机结构件柔性自动夹具

主要研究气动、液压与自动化技术在航空机械加工中的应用,针对飞机腹板、肋板、壁板的数控铣削加工,提出一种柔性、快速夹具方案。详细论述了柔性系统的机构组成、工作原理及PLC控制系统。采用支撑板与挡板定位,气动增力机构夹紧,利用PLC控制器,实现传感器感知、工件自动定位与夹紧,并编制了相应控制程序且调试成功。该技术为实际生产同类飞机结构件和实现柔性气动夹具系统在数控加工中的应用提供参考价值。     

基于模糊贝叶斯网络的生产线系统可靠性评价

针对航空结构件柔性生产线的整条线的失效数据或寿命数据具有小样本特点,并且其子系统的性能状态难以精确界定的问题,提出了一种有效的基于部件多维信息融合的模糊贝叶斯网络评价方法。该方法通过层次分析法对子系统实验数据、现场运维数据、相似系统的维修数据进行深度融合,引用模糊集合理论判断部件的多种运行状态,构建了整条生产线多状态的贝叶斯网络模型,突破了贝叶斯网络的以层次为准则的主客观信息的融合。在某航空结构件柔性生产系统中应用表明,正向分析中能充分利用多源融合信息进行高置信度运行可靠性评价,逆向分析能对薄弱部件进行溯源。提高了系统运行可靠性分析的效率,并为维修维护提供参考依据。     

基于GSK数控系统及工业机器人的智能化车间生产管理系统研究

智能化车间是将数控加工技术、自动化技术、信息技术以及现代管理技术有效集成,实现对生产线的运动控制、逻辑控制和基于车间设备网络的工艺管理和设备监控.针对机械加工制造的需求,将企业管理平台与生产线现场控制设备相连,实现数据的无缝连接与信息共享;前后贯通整条产线,实现生产线全生产过程的计划、调度和实时处理、设备状态的安全监视和维护等,从而实现整个企业信息的综合集成.     

基于复合加工特征的航空结构件频响快速预测

航空结构件作为飞机中占比最大的零件，具有大尺寸、多槽腔、弱刚性和高材料去除率等特点，如何在保证加工过程稳定的前提下高效去除结构件材料是航空结构件加工的一大瓶颈问题，零件频响的快速预测是选择高效切削参数的前提。通过对典型航空结构件加工特征的分类和提取，构建了“槽腔-筋”复合加工特征，建立了其参数化的频响特性分析模型，并计算了复合加工特征若干刚度薄弱点的频响特性。将其与复合加工特征零件、整体零件相应位置的频响函数进行对比，结果表明模型预测精度满足要求，验证了使用复合加工特征模型频响特性代替整体零件模型频响特性的可行性。同时，复合加工特征有限元模型的自由度数量远小于整体零件有限元模型自由度数量，充分体现了所提出的方法预测结构件频响的快速性。     

基于工作流的工艺准备过程管理信息系统研究

为了实现生产工艺准备过程的并行与信息集成,结合军工企业研制生产的特点,研究了基于工作流理念组织生产工艺准备过程的理论与建模方法,建立了生产工艺准备过程的过程模型、组织模型和任务模型;建立了支持工作流过程模型定制和过程模型自动执行的数据模型,实现了生产工艺准备过程的自动运行控制。设计了系统的功能结构、体系结构和实现流程。利用Delphi 6开发了生产工艺准备过程的管理系统,提高了工艺准备过程的监控能力,缩短了生产技术准备的周期。     

基于遗传算法的RMS车间排产优化方法

可重构制造系统（reconfigurable manufacturing system,RMS）在车间层面的核心功能之一为排产管理。排产是车间作业管理的基本问题,通过排产将主生产计划细化和落实,可以提高制造企业的整体生产效率。在遗传算法的基础上对排产基因进行优化改良,加快了迭代速度,使生产线在物理重组的基础上,通过制造执行系统进一步实现逻辑算法的重组,进而快速实现多品种、变批量的生产活动。     

基于节拍平衡的高柔性数控单元调度研究

为提高柔性数控单元生产效率,提出一种基于工序平衡的高柔性数控单元调度方法。第一阶段,根据产品生产工艺和设备生产能力进行工艺路线规划,在考虑生产约束、生产准备时间、工艺柔性和设备产能的基础上,构建产品节拍平衡优化目标,获得其最优加工视图组合;第二阶段,基于工序平衡的结果,在考虑产品换线时间的基础上构建整单调度模型,并采用遗产算法求解。最后,将所提调度方法在某壳体产品高柔性数控生产单元进行应用研究,并与分批量调度模型进行了比较分析。研究表明,所提出的工序平衡的柔性数控单元整批量调度方法可以有效缩短单元的制造周期,提高单元控设备利用率。     

管接头零件转位加工技术研究及夹具设计

根据管接头零件的结构特点,并结合数控车床上分度卡盘的应用情况,研发出可实现无偏心管接头和具有偏心结构管接头零件的高效装夹、自动转位加工技术及相应转位夹具.其转位夹具具有快速设计制造、通用性强、结构简单及使用方便等特点;通过数控自动转位高效加工彻底解决了管接头零件因种类多、数量大,模锻件不易装夹定位等造成的生产加工瓶颈问...     

基于PLC控制的汽油滤清器自动气密检测生产线设计

分析了汽油滤清器密封检测工艺的现状,为提高其生产效率和合格率,对其生产线进行自动化改造,主要涉及进料系统、输送系统、气密检测以及不合格品隔离等各关键过程,同时基于PLC在工业自动化中的优势,选用了松下电工的FP1-C40的PLC进行相关逻辑控制,最终实现了生产线的自动运行并对不合格零件进行有效隔离。     

喷雾器喷头主体上料自动生产线整体设计

通过对某小型喷雾器喷头主体自动上料组装生产线的研究,开发了一套电气自动化生产线,实现了主体自动上料和检测.采用Pro/E进行实体建模,且针对生产过程的要求,从时序上分析各运动过程,用PLC实现自动化操作.     

一种微型、薄壁、难装夹零件的加工工艺方法

介绍了一种小批量生产微型、薄壁、难装夹零件的高效加工工艺方法,为加工同类型的零件提供一些操作思路。主要解决小批量生产该类型的零件时,如设计专用工装成本过高,而采用单件加工效率低下、精度难于保证等问题。解决问题的主要技术方法为在零件适当的位置上设计合理的工艺夹把,以简化零件的装夹;利用数控铣床批量加工零件,即可以提高加工效率,又可以保证该类型零件的外形及尺寸精度正确。经实践证明,该工艺方法极大地提高了生产效率,顺利解决了小批量加工微型、薄壁、难装夹零件时的技术难题。     

冷轧薄板生产线组批调度模型与算法

针对冷轧薄板生产线流程长,产品种类多的特点,为提高合同的交货准确度,将一段时期内的生产合同进行组批处理,并对合同各批量的机组作业时间进行模糊预测,建立了具有模糊处理时间的冷轧生产线合同组批调度模型.模型将批量合同作为基本调度单元,将其归结为一类模糊Job Shop问题,并采用改进的单亲遗传算法与特殊的邻域搜索策略相结合的方法进行求解.通过上海宝钢冷轧薄板厂大量的生产数据进行仿真实验,批量平均交货期满意度达到90%以上,表明该调度模型与算法能够达到较好的应用效果.