航空航天大型锻件质量与生产能耗检测方法

锻造工艺作为航空航天领域生产制造企业至关重要的精密成形方法,被广泛应用于大飞机和火箭上多品种锻件的批量生产,但是对锻件质量要求很高,且锻造工艺能耗巨大,直接影响企业的经济效益,间接造成众多环境污染问题。为争取早日实现我国“双碳”目标以及持续推进制造业转型和能源结构调整的目标,亟需在保证锻件质量要求的基础上采取节能降耗措施。针对航空航天领域以铝合金材料为代表的大型锻件常见缺陷与核心质量要求,将锻造生产流程分解为原材料、备料、加热、锻压和锻后热处理5个主要环节,归纳总结了锻件缺陷及其产生原因和影响机制;系统阐明外观质量、力学性能、晶粒度/平均晶粒尺寸、断裂韧性、残余应力和抗腐蚀能力等质量要求的检测方法的研究现状,为铝合金等金属大型锻件的重要质量检测研究提供指导;同时,针对大型金属锻件锻造工艺能耗管控粗放的特点,从工厂层、装备层、产品层3个层面梳理能耗检测方法并提供提高能效的相关研究思路,为实现航空航天大型锻件节能降耗生产提供指导。在锻造行业高质低耗生产转型发展过程中,该理论方法在以铝合金为代表的大型金属锻件关键质量检测和生产能耗检测方面,具有一定的指导意义。     

PLC控制在工业机器人组装系统中的应用

工业是国家发展的重要产业,现代工业经过多年的发展已经实现了机械、电子、控制等领域的完美结合,形成机械、电子、电气、自动化控制为一体的复杂工业体系。现今我国提出了"智能制造2025"发展战略,通过将信息化技术、智能化技术等技术应用于工业领域中,实现我国工业制造的跨越性转型升级,由"世界工厂"向掌握核心技术的"工业制造"强国迈进。工业机器人作为智能工业制造中的重要一环需要积极做好研发与应用,该文在分析工业机器人特点的基础上对PLC在工业机器人中的应用进行了分析阐述。     

2012年机器人发展趋势TOP5

2012年的机器人发展趋势TOP5将会提升批量制造、实现机器人与机器视觉和自动化系统的深度集成。虽然下方提及的5个应用来自于不同的领域，但是他们之间的发展是密切相关的，它们都关注着机器人的设计和它们工作领域的系统设计。     

关节型机器人腰部结构设计要领

关节机器人，也称关节手臂机器人或关节机械手臂，是当今工业领域中最常见的工业机器人的形态之一。适合用于诸多工业领域的机械自动化作业，比如，自动装配、喷漆、搬运、焊接等工作。机器人是近30年发展起来的一种典型的、机电一体化的、独立的自动化生产工具。在制造工业中，应用工业机器人技术是提高生产过程自动化，改善劳动条件，提高产品和生产效率的有效手段之一，也是新技术革命的一个重要内容。     

大锻件热态在线尺寸测量关键技术研究

根据大锻件制造工艺要求,开发出一套新型的大锻件尺寸测量系统,实现对高温热态发光锻件在线或离线情况下的长度和直径(或高度)尺寸测量、轮廓测量,并可在锻件不旋转的情况下获得锻件在轴向或径向截面内的完整几何轮廓,同锻件工艺尺寸图对比;还能实现锻造过程中的到位尺寸预警功能。提出一种新的用比色温度传感器进行尺寸测量的边缘检测法。     

基于振动点云补偿锻件尺寸在线测量系统研究

目的 针对高温锻造生产线检测任务中机械振动造成锻件热态尺寸测量误差较大的问题,提出基于加速度传感器的振动点云补偿方法。方法 振动点云补偿方法是在激光相机中内置加速度传感器获取振动信号,在检测出相机振动的加速度后,通过二次积分求解出相机在3个方向上的位移量,并通过旋转矩阵变换得到对应点的坐标值,从而对相机振动带来的点云偏差进行补偿和校正。在完成对点云偏差的修正之后,利用Halcon中的模板匹配算法对锻件点云进行匹配。结果 搭建了具有加热、镦粗、预锻等工序的汽车轮毂机器人自动化锻造生产线,根据锻造工艺要求,使用所研制方法对高温锻件产品进行了关键尺寸的在线测量。经补偿后,锻件点云尺寸平均测量误差由±0.9 mm降低至±0.1 mm,标准差由0.52 mm降低至0.056 mm。结论 采用二氧化硅气凝胶隔层降噪、增加防振结构件及隔热恒温等措施,使用蓝紫线激光3D相机,并通过基于加速度传感器的振动点云补偿算法,可以满足锻造自动化生产线的在线检测要求,能够提高锻造生产线高温锻件尺寸的检测精度、降低尺寸检测的不稳定性。     

现代自由锻造装备技术研究现状与发展趋势

锻件制造业是国家装备制造业的基础,锻造装备技术是提高锻件质量和生产效率,降低制造成本的必要条件。介绍了现代自由锻造装备,包括自由锻造油压机、锻造操作机和径向锻造油压机的技术特点及发展现状;论述了现代自由锻造装备机械本体结构设计与优化,以及电液控制技术领域的研究进展;对现代自由锻造装备的发展方向进行了展望。     

机器人在上下料生产线中的应用分析

随着机器人在自动化生产线中的广泛应用,机器人与可编程控制器之间的信号设置与传输,对生产线正常运行起到至关重要的作用。在机床制造领域,自动上下料机器人发挥着不可替代的重要作用,自动上下料机器人主要实现机床制造过程的完全自动化,系统采用了集成加工技术,适用于生产线的上下料、工件翻转和工件转工等工序。     

基于WEB的航空航天环形锻件CAPP系统开发

目的 设计并实现基于B/S架构模式的航空航天环形锻件CAPP系统,提升航空航天环形锻件的工艺设计效率,保证产品工艺设计的一致性,实现环形锻件工艺设计的自动化、智能化。方法 根据环形锻件工艺设计理论,结合实际生产过程中环形锻件工艺的设计要求,分析环形锻件工艺设计流程,提炼环形锻件的工艺设计规则。根据环形锻件工艺设计需求和用户需求设计环形锻件CAPP系统架构,选取C#作为系统后端开发语言,利用HTML、CSS和JavaScript技术开发系统界面。选用SQL Server开发系统数据库,配合MVC框架进行CAPP系统各功能模块的开发。结果 设计并实现了环形锻件CAPP系统,系统包含工艺编制、环件信息管理、知识库管理、用户管理4个系统功能模块。在工艺编制模块中导入新增环件信息后可以选择基于规则或基于机器学习2种设计模式进行环形锻件的工艺编制,能够自动生成标准化工艺卡片,与人工设计相比,工艺设计时间缩短了90%。结论 环形锻件CAPP系统具备良好的环形锻件工艺设计能力,能够显著提高环形锻件的工艺设计效率及一致性。     

机器人焊接智能技术研究

现今机器人自动焊越来越多地受到相关企业的重视，已逐渐成为焊接行业的发展方向，受到企业的青睐。应用焊接机器人技术是焊接领域的革命性进步，它突破了焊接刚性自动化传统方式，开拓了一种柔性自动化新方式。本文主要介绍了机器人焊接智能化技术的总体构成，并对其关键技术—焊接机器人传感技术做了重点研究。     

基于五轴加工中心智能生产线的数字孪生应用研究

智能制造是我国近年来大力倡导的重点发展方向之一.随着智能制造试点的不断建立、发展和完善,数字孪生技术逐步得到应用.基于此,以五轴加工中心智能生产线为例,对数字孪生技术的应用情况进行总结.基于数字孪生技术,按1:1的比例构建五轴加工中心智能生产线上实体设备的数字模型并配置对应的物理属性,使得数字模型具有与实体设备相同的动...     

复杂型材智能加工制造系统的设计

目的 实现新一代信息技术背景下传统铝门窗幕墙型材加工行业的转型升级,以应对复杂型材加工制造存在的成本高、工序繁多等诸多挑战。方法 根据型材加工工艺流程及该行业定制化生产的特点,提出一种涵盖网上下单、订单自动处理、机床智能加工生产的复杂型材智能加工制造系统架构,重点针对自主开发的门窗幕墙型材一站式加工智能机床,研发出一套复杂型材智能加工制造系统。结果 研究了加工信息数字化模型、工艺数据库等关键技术。通过工艺数据库的构建,实现了自动编程系统的搭建。结合Web Service与XML技术,研发出订单自助处理系统、机床智能操作管理系统及其与ERP系统的集成互连,打通了生产各环节之间的技术壁垒,形成了复杂型材一体化加工工艺。结论 实际测试表明,经复杂型材智能加工制造系统一体化制造的复杂型材从接受订单到产品加工完成只需40分钟,大幅提高了生产效率和产品质量,降低了加工成本。本研究为复杂型材智能加工及其他传统制造行业的转型升级提供了有益的借鉴和参考。     

面向智能制造的数字仓储系统设计

目的 从设计的角度探究如何运用数字仓储系统满足智能制造发展需求的相关理论,以期为制造企业提供智能化生产服务.方法 运用文献研究和典型案例分析法,通过系统架构、管理模块、数据流等方面对数字仓储系统进行全面设计,揭示出数字化仓储技术与装备的功能特点,进而提出数字仓储系统实现路径.结果 数字仓储系统实现了对物料、成品从订单发出到在途、上架、入库、出库全流程的追踪监控,对仓储、物流资源进行了一体化管理,实现了智能制造信息深度自感知、智慧优化自决策、精准控制自执行.结论 在智能制造的大环境下,数字仓储系统能够满足制造企业大规模定制生产要求,具备高柔性的全流程数字化管理模式,助推智能制造进一步发展.     

New integrated model to estimate the manufacturing cost and production system performance at the conceptual design stage of helicopter blade assembly

This paper describes a new integrated model development to estimate the manufacturing cost and production system performance at the conceptual design stage. A fully automated conceptual framework for design for manufacturing (DFM) has been developed. An integrated product process design concept using activity based costing is applied in this paper. The new integrated model consists of four sub-modules: the geometric parameters generation module, processing time estimation module, activity based costing (ABC) module and production system performance module. All of the input-output data flows of developed modules are fully integrated for automated manufacturing cost analysis and production system performance. A developed integrated model is very useful for designers or integrated product development team to make a decision for evaluating the design alternatives and trade-offs between design and manufacturing phases at the conceptual design stage. A case study for a composite helicopter rotor blade is included.     

Layout and Simulation Design of Intelligent Manufacturing Production Line via Visualone

NC machining of parts and components is developing in the direction of automation and intelligence. In addition, the automatic production line puts forward higher requirements for the overall layout, technological process and production tempo. The layout and simulation of the production line can more directly reflect the problems that may occur in the operation of the production line, and solve these problems through scientific methods. This project uses VisualOne software to simulate the operation of the intelligent manufacturing production line, which can directly find the existing problems in the layout of the production line and the process of the craftsmen, and optimize the layout of the production line. In addition, it can provide reliable support for the equipment procurement and on-site construction of the intelligent manufacturing automation production line in the later stage.     

基于数字孪生与深度学习技术的制造加工设备智能化方法研究

针对传统制造加工设备在生产加工过程中存在设备与数据信息联系不紧密,设备使用维护多依赖于人工经验等问题,提出了一种新的设备智能化方法。首先,在信息层建立能反映制造加工设备真实状态的数字孪生体;其次,基于历史加工大数据,通过数字孪生体对加工过程的行为进行建模及深度学习和训练,并利用训练好的人工神经网络根据采集到的实时数据来预测制造加工设备下一时刻的状态,使制造加工设备实现物理层与信息层数据的深度融合,拥有自我感知、自我预测的能力,最终实现智能化;最后,以浆料微流挤出成型设备挤出结构系统的智能化实施过程为例,验证了所提出方法的可行性。实例结果表明该设备智能化方法可有效地对挤出结构系统的运行状态进行监测及预测,为后续提高挤出成型精度提供了有效的数据信息。研究表明数字孪生和深度学习技术能够提升制造加工设备的智能化程度,可为未来智能制造的发展提供理论支撑。     

智能交互时代设计赋能智能制造创新发展路径研究

目的 总结智能交互时代设计赋能智能制造创新发展的策略和路径。方法 基于智能交互时代背景,以创新设计思维为指导,从智能制造的发展现状、动态趋势以及与创新设计的关联性等方面对智能制造的创新设计发展策略及路径进行探讨。结果 在创新设计思维的指导下,总结智能制造的创新设计模型与发展策略,以及设计赋能智能制造创新发展的可行性路径。结论 以智能制造创新设计思维为指导,总结了创新设计流程、数字化转型、柔性设计制造、协同集成平台、创新服务系统以及设计教育新范式等六大设计赋能智能制造创新发展的可行性路径。     

Exploring the phenomenon of company-specific production systems: one-best-way or own-best-way?

This explorative study investigates the phenomenon of the company-specific production system (XPS). It has been a strong and recent trend across many manufacturing industries to develop and deploy such a corporate improvement programme. Five propositions regarding the uniqueness of XPSs are derived from universalistic versus contingent perspectives on improvement programmes. The main XPS principles of 30 renowned multinationals are analysed for similarities and differences. In conclusion, XPSs largely represent variants of the same in content. They represent an own-best-way approach to the one-best-way paradigm. Even though a tight relationship to the Toyota Production System (TPS) and lean production is established, the findings raise a red flag that XPSs might suffer under a too rigid, path-dependent development process from what has become an overly technical understanding of the TPS. This study also questions whether modern manufacturers have sufficiently integrated other essential elements of modern operations such as the use of ERP, automation and real-time response technologies in their XPSs. These findings have direct implications for practitioners and provide interesting opportunities for further research.     

钢琴智能物流包装系统设计

目的提供一种更加安全、可靠、便捷的钢琴智能运输包装系统,并对钢琴运输过程中影响其品质的关键因素进行实时监控。方法通过将快装箱设计、物联网技术、传感器技术等引入传统钢琴物流包装中,设计一种新型钢琴智能物流包装系统,主要包括物流包装模块和智能物联模块。结果设计的钢琴智能物流包装系统不仅可提供更优的物流包装保护、更高效的物流效率,而且可实现对包装件的实时监控,实时监测钢琴的倾倒和振动信息,并且可实现对钢琴质量信息的全面溯源。结论该系统可为钢琴销售提供更加安全的运输包装保护及信息支持。