基于智能算法的啤酒灌装生产线设备选型研究

目的以啤酒灌装生产线为研究对象,基于粒子群智能算法,实现啤酒灌装生产线所需设备的快速选型,且使设备的利用率最大化。方法建立啤酒灌装生产线所需设备的数据库,利用Matlab软件编写粒子群智能算法,对啤酒灌装生产线的相关设备进行多目标优化,实现快速智能寻优。结果在客户要求的约束条件下,当初始化100个种群、迭代次数为8000时,生产线平衡率高达90%以上,满足了客户要求。结论文中验证了粒子群智能算法的可靠性,并得到了客户满意的求解方案。该智能算法在生产线布局初期具有很强的柔性,可以快速解决啤酒灌装生产线建厂初期设备的快速选型问题。     

基于 Witness 轿车焊装车间焊接生产线的仿真与优化研究

通过对某汽车焊接生产线工艺流程的研究,运用 Witness 仿真软件建立层次清晰的系统仿真模型。 根据仿真目标,设计了 2 组仿真试验,依据仿真结果进行焊接生产线的瓶颈分析、设备利用率分析以及设备产能匹配分析,为生产调度计划的制定、生产线的规划与布局提供科学的依据。     

基于Plant Simulation的智能制造测试床仿真模型 设计与应用

为了验证智能制造测试床的整体布局设计和制造工艺在生产运营环境下的合理性，利用西门子Plant Simulation工厂仿真软件进行生产节拍和设备利用率分析。首先，建立了按订单生产运行的制造生产线二维仿真模型，根据生产要求对二维仿真模型进行输入参数设定，并根据二维仿真模型运行后得到的分析统计结果进行工艺布局、物流布局和制造策略的优化。然后，在二维仿真模型基础上，为了让仿真模型在建设阶段和运营阶段具有更直观的展示效果，基于原三维设计图，在三维仿真模型中替换或导入各对象的三维模型，并运用Simltalk语言编写精细的三维位置坐标和动作路径动画程序，对仿真模型进行三维效果优化。结果表明优化后的智能制造测试床三维仿真模型可以实现与实际生产一致的业务运行模式，它具有更形象、逼真的动态运行展示效果。仿真结果可指导智能制造测试床的建设与优化，且在测试床投入运营后，仿真模型还能够接受运营数据以对测试床进行持续迭代的优化。提出的仿真模型设计方法为实现智能制造测试床的“数字孪生”奠定了基础。     

基于曲柄摇块机构的封盖机设计与仿真

目的为自动化灌装生产线设计一种新型的自动封盖机械,实现对批量桶盖的自动拆分、抓取、翻转移动、下压动作。方法以单个气缸作为封盖机的唯一动力,采用特殊的曲柄摇块机构,将气缸的直线运动转化为末端执行机构的复合运动,实现封盖过程。通过Pro/E机构运动学仿真,验证运动过程轨迹。结果推导出曲柄摇块机构末端位置方程。建立了机构的运动仿真模型,通过运动学仿真得到末端执行机构的位置和速度曲线,以及盖体运动过程中所占用的空间范围,验证了该设计的可行性,缩短了产品的开发周期。结论采用曲柄摇块机构完成封盖机运动过程的集成,通过单一动力源实现自动封盖机功能。设备结构简便、易操作、工作效率高、稳定性好,便于与各类灌装机械相集成。     

基于单神经元的啤酒灌装液位自适应控制算法

目的为了提高啤酒灌装生产线的生产效率,提升制酒企业的自动化程度,降低工人的劳动强度。方法根据啤酒灌装流程以及自动灌装生产线结构,提出一种基于PLC和触摸屏的啤酒自动灌装生产线控制系统,控制系统以松下FP-XHC60R PLC为控制器核心,以威纶维纶MT6070I触摸屏为人机操作界面,通过PLC实现执行机构的自动控制和反馈控制,由HMI人机触摸屏实现生产线运行的参数设置,并监控生产线的运行状态。在此硬件结构基础上完成控制系统软件设计,并根据单神经元控制理论,提出一种啤酒灌装液位自适应控制算法,以提高灌装液位控制精度。结果该控制系统结构简单,便于操作人员对设备进行人性化管理。结论所设计的啤酒灌装生产线控制系统具有生产效率高、高度自动化、运行稳定等优点。     

生产线的虚拟集成设计

作为制造系统设计的重要组成部分,生产线的设计与生产线设备的利用率、产品的生产时间和生产线的效率等密切相关。传统的生产线的设计过多地依靠经验和手工演算,缺少科学性。本文利用贯穿虚拟制造的关键技术－不同层次的仿真,提出了生产线系统的虚拟设计集成架构,列出了在此架构的指导下的主要设计内容,介绍了国内外相应软件的情况,最后,给出了生产线三维动画虚拟设计的一个实例。     

双头伺服驱动容积式灌装机设计

目的设计一种适合于涂料灌装的自动灌装设备,以提高灌装过程的自动化程度,提升灌装精度。方法采用双头分别灌装,将灌装时间分散,压缩设备准备时间;采用伺服电机和滚珠丝杠代替原有气缸驱动,利用伺服电机重复定位精度高的特点提升罐装精度。设计相应的控制程序和界面便于生产过程中设备参数的调整。结果针对5 L包装桶的灌装效率为每桶2 s,灌装精度达到±5 m L。结论通过实际生产证明该设备能够适用于各类流动液体物料自动灌装生产。双头伺服驱动容积式灌装机能够作为独立设备单机使用,也可通过以太网与控制设备通讯,作为灌装生产线的一部分配合其他设备使用,能够实现生产状态的在线监测和生产参数的远程控制。     

食品生产车间的数字化改造

以某食品生产车间为例,依托物联网技术,以三维模型为可视化载体设计了完整的数字孪生系统.该系统主要聚焦于机器设备的运维管理过程,根据实际车间场景在虚拟三维空间搭建仿真模型,并融合物理车间的实时生产数据,反映实际场景中空间、环境、质量、产量等物理信息,实时反馈生产设备状况,形成"闭环式"运维管理模式,达到实时跟踪监控的目的...     

Solidworks结合AutoCAD与3DMAX实现机械产品设计

根据机械产品设计先三维后二维的实际过程,采用三维功能强大且简单易学的Solidworks软件实现三维产品设计,将自动生成的二维图形导入AutoCAD中进行简单修改后输出二维图;同时,将三维实体图导入3DMAX中进行渲染与动画制作,在产品真正生产出来之前实现其动作的虚拟仿真,及早发现和解决问题;Solidworks,AutoCAD与3DMAX三者相结合实现高质量的机械产品设计。     

面向CAPE技术的生产线仿真平台的研究与实现

为了弥补目前在生产工程方面计算机应用技术上的不足,开发了一个面向CAPE技术的生产线仿真平台系统,采用了层次化技术来对真实系统的生产线和设备进行建模,采用多Agent技术来实现对虚拟的生产线和设备进行控制,最终结合实例验证了系统的应用价值.     

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...     

M袋自动挂面充填装置的结构设计

目的为解决包装规格为1～2kg/袋的M袋挂面自动充填滞留残余、不畅等问题,设计一种用于挂面的自动充填装置。方法针对M型包装袋的特点,基于挂面充填装置的工作原理分析和技术要求,采用模块化、集成化设计方法及与现有设备的优化组合,对挂面充填装置进行结构设计,使挂面在充填的过程中可以顺利入袋,提高包装效率;用SolidWorks软件对挂面充填装置进行三维建模,并进行虚拟装配,根据三维虚拟样机及加工物理样机试验验证结构设计的合理性。结果包装规格为500,1000,150,2000 g/袋的挂面充填成功率分别为95%,90%,90%,80%。结论所设计的新型挂面充填装置结构合理,可以实现挂面的顺利落袋,为回转给袋式自动挂面包装机关键装置设计提供一定的参考。     

双列旋转式灌装机设计

目的设计具有高产能的新型双列旋转式灌装机。方法通过对市场上现有灌装机的需求及技术分析,指出了传统灌装机对提高产能所存在的不足,提出了新型双列旋转式灌装机的设计方案;对新型双列旋转式灌装机进行运动分析,得到其主要结构的运动轨迹;分析了新型双列旋转式灌装机需要解决的主要技术难题是进瓶装置的设计,对进瓶装置进行了创新设计。结果设计的新型双列旋转式灌装机能够满足灌装的工作要求,相比于传统灌装机,其产能提高了0.8~1倍。结论新型双列旋转式灌装机为自主创新设计,其主要设计难点在于进瓶装置的设计,设计的进瓶装置虽然结构复杂,但能巧妙地实现所需的运动要求。     

虚拟制造中仿真技术的应用

虚拟制造系统是现实制造系统在虚拟环境下的精确映射,是利用计算机模型仿真真实系统中的物理和逻辑活动。本文指出仿真是实现虚拟制造的主要手段。仿真在制造系统中的应用按照人的介入与否分为一般仿真层和虚拟现实层。分析了两层之间的联系与区别,列出了各层仿真的主要内容和可实现的程度;介绍了目前主要的虚拟制造仿真软件;最后,给出了三维动画表示的生产线虚拟仿真的一个实例。     

M袋自动挂面包装机关键装置设计与仿真

目的针对包装规格2～2.5 kg直线式M袋自动挂面包装效率低、落料及封口存在问题等,设计一种卧式-间歇-回转给袋式自动挂面包装机。方法基于包装机生产效率分析,采用模块化、集成化的设计思想,设计包装机关键装置,以实现自动取袋、开袋、落料、整型、封口等功能。用SolidWorks软件对包装机的各个装置进行三维建模,并进行虚拟装配,检验设计的合理性。结果设计的卧式-间歇-回转M袋自动挂面包装机可以实现包装规格为2～2.5 kg/袋挂面的自动化包装,其生产效率比直线式的包装机提高了20%,并有效避免了落料及封口时出现的故障。结论所设计的新型自动挂面包装机结构合理,能够提高生产效率,给挂面自动化包装提供了一种可行的解决方案。     

基于Dobot机械臂的包装自动线运动规划与仿真

目的 针对手工包装作业劳动强度大、生产速率低、一致性差等问题,基于Dobot轻型机械臂设计一种针对校园纪念品包装的自动化线.方法 首先对自动包装线各工序进行分析,确定各工步关键路径点,对各工序内的工步机械臂运动进行轨迹规划.其次利用Robotics Toolbox工具箱建立机械臂仿真模型,进行运动仿真分析.最后联合Matlab和Inventor进行可视化运动虚拟仿真.结果 运动仿真结果显示,在机械臂执行轨迹规划任务过程中各关节角位移无突变,且角速度和角加速度曲线平滑,能保证机械臂运行平稳,可视化虚拟仿真显示机械臂运行平顺.结论 证明各工序机械臂运动规划可行,符合各工步任务要求,可以满足包装自动化任务要求.     

粉状炸药塑膜自动装药机的研制

新研制的装药机以塑膜作为包装材料，通过采用组合螺旋灌装、塑膜连续成型、常温胶带黏合、打卡封口等核心技术及配套机构实现了粉状炸药的塑膜自动包装。包装后的产品具有一定的防水及抗水性能，提高了粉状炸药产品的适用性。此外，装药机的设计采用多单元模块式组合结构，各单元产能叠加后可满足任何生产线能力需求，设备操作通过可编程控制器（PLC）、触摸屏及执行机构等系统控制，装药机各注药头既可独立运行，也可整机联动联控。单台设备配备1名操作员即可。