叶轮数字化生产线集成控制技术
发布时间：2021-07-25 01:20
随着“工业4.0”、<<中国制造2025>>等智能制造概念的提出,人工智能、大数据挖掘等技术的不断涌现,制造业将向更加智能化的方向发展,而生产线的制造能力代表了制造业的制造水平。以前,我国拥有人口红利,生产线的运作主要靠人力资源完成,随着人口红利的逐渐消失和生产装备的逐渐智能化,制造业全面实现生产线的自动化和数字化成为关键。为了研究与实现生产线的自动化和数字化技术,本文将针对叶轮数字化生产线集成控制技术展开研究。主要开展的工作如下:首先,针对叶轮生产线自动化的生产任务,本文设计了叶轮数字化生产线物料流和信息流。分析叶轮结构特点及加工工艺要求,确定了叶轮加工工艺路线。根据工艺路线和生产线布局设计了生产线的物料流;分析生产线中的信息特点和分类,构建了叶轮制造执行系统信息框架,设计了制造执行系统的信息流。其次,为了实现生产线的数字化,研究了数字化生产线信息集成技术。对典型加工单元的数据交互技术进行研究,建立了各加工单元的信息采集模型;构建了融合多种类、多协议的数据交互平台;完成了系统与设备间的读、写、监控技术;设计了数据的存储关系。为生产设备间协同制造做好了数据准备,...
【文章来源】：重庆理工大学重庆市
【文章页数】：82 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
某汽车涡轮增压器压气机叶轮
2叶轮数字化生产线物料流与信息流构建112.2叶轮数字化生产线物料流构建2.2.1生产单元整体布局设计根据叶轮加工工艺要求生产线的生产设备由车床、三轴铣床、五轴加工中心、三坐标组成。为了实现生产线的搬运工作，将六自由度机器人安装在滑动导轨上，实现各设备中和各设备间物料无障碍上下料。在机器人末端设计两个卡爪和随工件一起流动的工装，这能保证机器人精确的装夹工作。生产线中的料库具备调节生产节拍的作用，当各个设备加工步调不统一时，料库能暂时存储上道工序优先加工完成的工件。为了保证人与生产线交互时能安全作业，在人与生产线交互处装有光幕，当人靠近生产线时，机器人将停止搬运作业，当人离开生产线时机器人恢复作业。方便人与生产线的交互工作，本系统设计了由装卸台、料灯、RFID等构成的应答系统。叶轮数字化生产线具体布局如图2.2所示：图2.2叶轮数字化生产线布局为了更详细的描述生产线中设备间的协同制造，现对相关操作和相关附件各阶段状态做如下定义：1）标准位：机器人在没有进行搬运操作时，会处在一个无干涉并且能快速进行每一个搬运任务的姿态叫做标准姿态，简称标准位。2）上料：机器人夹持工件从标准位装载到装卸台、料库、加工设备、检测设备的动作。3）下料：机器人夹持工件从装卸台、料库、加工设备、检测设备卸载工件搬运到标准位。
2叶轮数字化生产线物料流与信息流构建17图2.4产线信息分类静态产线信息：在产线运行过程中基本不会发生变化的信息，如订单编号、产品批次号、操作着姓名、生产工艺、工装库、刀具库、调度方式等信息。在产线运行过程中，不需要实时采集，可以在产线运行之前，提前录入的信息。动态产线信息：在生产过程中，随着产线的运行不断动态变化的信息，如安全门的开关、卡爪的开关、机床加工状态、机器人运行状态、机床报警状态等信息，随着产线的运行，动态变化的信息，信息的变化直接影响到加工过程，需要实时采集与监控，这类信息海量、变化具备随机性。后处理产线信息：通过对静态产线信息和动态产线信息分析、建模、计算间接得到的信息，将提供订单优化、数据性能分析、产品质量分析等，属于经过提炼的管理决策信息。2.3.2数字化生产线信息构建框架本文在分析了叶轮数字化生产线中存在的信息和产线物料流情况的基础上，提出叶轮数字化生产线信息流构建的框架。信息流构建主要包括设备层、信息采集层、信息建模层、信息融合层、信息决策层、可视化显示层。信息流构建框架如2.5所示：
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于OPC UA的智能制造车间数据通信技术及应用[J]. 宋庭新,李轲. 中国机械工程. 2020(14)
[2]基于以太网通讯的工业设备数据实时采集研究[J]. 王飞,於双月,朱金辉,李柳姮,陈艳. 装备制造技术. 2019(08)
[3]涡轮增压器压气机性能优化设计与研究[J]. 周马兰,周成尧,李庆斌,杨国旗,刘麟,曹刚,闫海东. 现代车用动力. 2019(02)
[4]基于Dijkstra算法的航空兵器自动生产线动态调度算法的研究[J]. 刘震宇,汪越雷,周庞睿. 航空兵器. 2019(03)
[5]基于启发式-遗传算法的混合流水车间成套订单问题[J]. 贾叶玲,董绍华. 计算机应用. 2019(09)
[6]小排量发动机废气涡轮增压器的结构设计[J]. 王旭景. 时代农机. 2019(03)
[7]大型船用螺旋桨自适应加工方法研究[J]. 张明德,马帅,谢乐,罗静. 机械科学与技术. 2019(11)
[8]基于切齿高阶运动的螺旋锥齿轮齿面修缘方法[J]. 张卫青,文怿恺,郭晓东,黄刚. 航空动力学报. 2019(01)
[9]基于MTConnect的机床远程多功能监控系统[J]. 郑晓虎,刘强,孙鹏鹏,王健,肖瑶. 组合机床与自动化加工技术. 2018(10)
[10]基于MTConnect协议的柔性适配器研究[J]. 王标,杨艳,胡天亮,张承瑞. 组合机床与自动化加工技术. 2018(09)
博士论文
[1]整体叶盘型面开式砂带精密磨削方法及其实验研究[D]. 肖贵坚.重庆大学 2016
[2]机械加工置换流水线节能性多目标优化调度方法研究[D]. 李顺江.重庆大学 2016
[3]基于智能优化算法的生产调度问题研究[D]. 徐建有.东北大学 2015
硕士论文
[1]基于OPC UA的工控信息化数据网关关键技术的研究与实现[D]. 于旭冉.北京邮电大学 2019
[2]面向PLC的OPC UA网关协议兼容性测试系统设计与实现[D]. 王松.重庆邮电大学 2018
[3]基于以太网的异构数控机床DNC系统的研究与实现[D]. 姚鹏.郑州大学 2018
[4]多品种小批量智能制造产线关键技术及应用[D]. 汤胜龙.华南理工大学 2018
[5]面向智慧工厂的柔性数据采集监控系统的研究[D]. 武智强.山东大学 2017
[6]机械加工数字化车间生产物流系统的总体设计[D]. 陈映东.重庆大学 2016
[7]基于FOCAS的数控机床数据采集系统的开发[D]. 王中良.东北大学 2015
本文编号：3301817
【文章来源】：重庆理工大学重庆市
【文章页数】：82 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
某汽车涡轮增压器压气机叶轮
2叶轮数字化生产线物料流与信息流构建112.2叶轮数字化生产线物料流构建2.2.1生产单元整体布局设计根据叶轮加工工艺要求生产线的生产设备由车床、三轴铣床、五轴加工中心、三坐标组成。为了实现生产线的搬运工作，将六自由度机器人安装在滑动导轨上，实现各设备中和各设备间物料无障碍上下料。在机器人末端设计两个卡爪和随工件一起流动的工装，这能保证机器人精确的装夹工作。生产线中的料库具备调节生产节拍的作用，当各个设备加工步调不统一时，料库能暂时存储上道工序优先加工完成的工件。为了保证人与生产线交互时能安全作业，在人与生产线交互处装有光幕，当人靠近生产线时，机器人将停止搬运作业，当人离开生产线时机器人恢复作业。方便人与生产线的交互工作，本系统设计了由装卸台、料灯、RFID等构成的应答系统。叶轮数字化生产线具体布局如图2.2所示：图2.2叶轮数字化生产线布局为了更详细的描述生产线中设备间的协同制造，现对相关操作和相关附件各阶段状态做如下定义：1）标准位：机器人在没有进行搬运操作时，会处在一个无干涉并且能快速进行每一个搬运任务的姿态叫做标准姿态，简称标准位。2）上料：机器人夹持工件从标准位装载到装卸台、料库、加工设备、检测设备的动作。3）下料：机器人夹持工件从装卸台、料库、加工设备、检测设备卸载工件搬运到标准位。
2叶轮数字化生产线物料流与信息流构建17图2.4产线信息分类静态产线信息：在产线运行过程中基本不会发生变化的信息，如订单编号、产品批次号、操作着姓名、生产工艺、工装库、刀具库、调度方式等信息。在产线运行过程中，不需要实时采集，可以在产线运行之前，提前录入的信息。动态产线信息：在生产过程中，随着产线的运行不断动态变化的信息，如安全门的开关、卡爪的开关、机床加工状态、机器人运行状态、机床报警状态等信息，随着产线的运行，动态变化的信息，信息的变化直接影响到加工过程，需要实时采集与监控，这类信息海量、变化具备随机性。后处理产线信息：通过对静态产线信息和动态产线信息分析、建模、计算间接得到的信息，将提供订单优化、数据性能分析、产品质量分析等，属于经过提炼的管理决策信息。2.3.2数字化生产线信息构建框架本文在分析了叶轮数字化生产线中存在的信息和产线物料流情况的基础上，提出叶轮数字化生产线信息流构建的框架。信息流构建主要包括设备层、信息采集层、信息建模层、信息融合层、信息决策层、可视化显示层。信息流构建框架如2.5所示：
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于OPC UA的智能制造车间数据通信技术及应用[J]. 宋庭新,李轲. 中国机械工程. 2020(14)
[2]基于以太网通讯的工业设备数据实时采集研究[J]. 王飞,於双月,朱金辉,李柳姮,陈艳. 装备制造技术. 2019(08)
[3]涡轮增压器压气机性能优化设计与研究[J]. 周马兰,周成尧,李庆斌,杨国旗,刘麟,曹刚,闫海东. 现代车用动力. 2019(02)
[4]基于Dijkstra算法的航空兵器自动生产线动态调度算法的研究[J]. 刘震宇,汪越雷,周庞睿. 航空兵器. 2019(03)
[5]基于启发式-遗传算法的混合流水车间成套订单问题[J]. 贾叶玲,董绍华. 计算机应用. 2019(09)
[6]小排量发动机废气涡轮增压器的结构设计[J]. 王旭景. 时代农机. 2019(03)
[7]大型船用螺旋桨自适应加工方法研究[J]. 张明德,马帅,谢乐,罗静. 机械科学与技术. 2019(11)
[8]基于切齿高阶运动的螺旋锥齿轮齿面修缘方法[J]. 张卫青,文怿恺,郭晓东,黄刚. 航空动力学报. 2019(01)
[9]基于MTConnect的机床远程多功能监控系统[J]. 郑晓虎,刘强,孙鹏鹏,王健,肖瑶. 组合机床与自动化加工技术. 2018(10)
[10]基于MTConnect协议的柔性适配器研究[J]. 王标,杨艳,胡天亮,张承瑞. 组合机床与自动化加工技术. 2018(09)
博士论文
[1]整体叶盘型面开式砂带精密磨削方法及其实验研究[D]. 肖贵坚.重庆大学 2016
[2]机械加工置换流水线节能性多目标优化调度方法研究[D]. 李顺江.重庆大学 2016
[3]基于智能优化算法的生产调度问题研究[D]. 徐建有.东北大学 2015
硕士论文
[1]基于OPC UA的工控信息化数据网关关键技术的研究与实现[D]. 于旭冉.北京邮电大学 2019
[2]面向PLC的OPC UA网关协议兼容性测试系统设计与实现[D]. 王松.重庆邮电大学 2018
[3]基于以太网的异构数控机床DNC系统的研究与实现[D]. 姚鹏.郑州大学 2018
[4]多品种小批量智能制造产线关键技术及应用[D]. 汤胜龙.华南理工大学 2018
[5]面向智慧工厂的柔性数据采集监控系统的研究[D]. 武智强.山东大学 2017
[6]机械加工数字化车间生产物流系统的总体设计[D]. 陈映东.重庆大学 2016
[7]基于FOCAS的数控机床数据采集系统的开发[D]. 王中良.东北大学 2015
本文编号：3301817
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/shengwushengchang/3301817.html
最近更新
教材专著
