现代飞机数字化柔性装配生产线

飞机数字化柔性工装技术研究

飞机数字化柔性工装技术研究陈昌伟,胡国清,张冬至 (华南理工大学机械与汽车工程学院,广东广州　510640) 摘要:中国工装设计制造水平低,已成为飞机快速研制及批量生产的瓶颈。分析了目前中国飞机装配中存在的问题,总结了国外飞机先进数字化柔性工装的研究及应用现状,综述了虚拟装配、柔性工装、数控钻铆、激光跟踪等数字化装配关键技术,指出了实现中国飞机数字化装配跨越发展的技术途径。关键词:飞机;虚拟装配;柔性工装;数字化钻铆;激光跟踪中图分类号:V262.4 文献标识码:A 文章编号:1672-1616(2009)09-0021-04 航空工业是国家经济和国防建设的战略性产业,它的持续发展推动了诸如新材料、通信及先进制造等技术的发展。飞机制造具有结构尺寸大、零件形状复杂且种类繁多、气动外形严格及加工精度高等特点,必须使用大量的装配型架来保证装配质量。用于设计制造装配型架(简称工装)的生产周期和成本在整机研制中占很大的比例,装配工作量占整个飞机制造总劳动量的40%～50%,且最终产品品质在很大程度上取决于装配的质量[1,2]。成套工装的设计制造需要大量人力、物力和财力的投入。目前,国内航空公司面临着多种型号飞机的同时研制及批量生产,工装难以满足装配需求,已成为飞机生产的瓶颈。 1　我国飞机工装设计制造研究现状我国航空工业主要沿袭前苏联的组织生产模式,飞机工装也不例外。目前,我国工装整体设计制造水平落后,主要表现在:工装设计虽采用了计算机辅助设计(CA TIA),但未充分利用优化分析(CAE)及虚拟预装配技术,致使型架需反复修改;制造能力差,采用外协加工存在资质认证困难、保密性差、交货周期长等问题;整机装配仍采用手工作业或人工控制,精度和效率较低。与西方先进航空企业相比,我国的工装型架数目多、占地面积大、制造周期长、成本高、安装在型架上的定位件及测量仪器缺乏标准化和模块化,同时以模拟量传输协调各工艺环节的“串行工程”模式,严重阻碍了装配质量的提高及研制周期的缩短。低效的传统飞机装配技术已成为制约我国飞机快速研制的巨大障碍。近年来,我国航空企业及科研院校在引进国外先进装配技术的同时,在工装设计方面的研究较多,主要集中在采用CAD技术进行飞机型架及相关性设计,包括型架标准件库的建立和型架优化及参数设计等[3～5]。在测量技术方面,计算机辅助电子经纬仪(CA T)及激光跟踪仪(L T)等先进设备已逐步用于飞机装配并实现国产化。在虚拟预装配方面,开展了飞机装配工序可视化仿真、装配路径优化及装配容差分析等研究。总之,我国飞机工装整体研究格局相对较为零散,工程缺乏系统化。 2　国外飞机数字化柔性工装研究及应用飞机数字化装配技术兴起于20世纪80年代后期,迅速发展于西方航空发达国家。1994年欧盟提出“基于协作型多功能操作机器人的航空产品柔性装配系统”研究项目[6],其最终目标是实现数字化无型架装配(JAM)。美国Boeing777研制周期缩短了50%,出错返工率减少了75%,成本降低了25%,成为数字化设计制造与并行工程技术成功应用的典范。 2001年～2004年欧洲的ADFAST项目把研究目标定位于经济实用的重构工装系统(AR T)和集成测量系统上,获得重大突破。空客公司2005年机翼盒自动装配的AWBA2研究项目应用了多种数字化柔性装配技术,降低了成本,缩短了周期, 收稿日期:2008-12-22 作者简介:陈昌伟(1985-),男,湖南衡阳人,华南理工大学硕士研究生,主要研究方向为飞机柔性工装。12 ?现代设计与先进制造技术? 陈昌伟　胡国清　张冬至　飞机数字化柔性工装技术研究

飞机柔性装配工装关键技术及发展趋势分析

飞机柔性装配工装关键技术及发展趋势分析飞机柔性装配工装关键技术，就是基于数字化技术所开发的新兴飞机尺寸调整方式，能够对飞机设计进行重组，建立出具有参考性的模块，进而形成数字化、自动化的工装系统，能够避免或是减少零部件的使用。标签：飞机柔性装配；工装关键技术；发展趋势飞机柔性装配工装关键技术在实际应用的过程中，必须要重视飞机制造过程以及制造时间的控制，利用柔性工装可以有效缩短制造周期，提高制造质量，并且减少工装的数量，进而实现较为完善的制造模式。 1 飞机柔性配置工装关键技术现代化飞机柔性配置工装已经不再是单纯的结构工装，而是集成数字化制造方式、现代设计方式、现代化的测量方式等，结合仿真技术实施工装，不断的形成先进性工装研究内容。此时，关键技术主要包括以下几点： 1.1 飞机柔性装配工装模块化技术对于飞机柔性装配工装模块化技术的应用而言，相关技术人员不仅要重视柔性工装的模块化单元构成情况，还要对每个模块进行单独的设计，保证不会出现不符合实际制造的情况。同时，还要对每个模块的功能加以重视，使设计人员在实施设计工作的时候，能够从装配集中挑选出一个模块单元，快速的实施重组设计工作，进而实现装配工装的柔性化。由此可见，柔性装配工装设计技术是整个技术体系中最为重要的，每个模块单元，不仅可以单独设计，还能与其他模块相互组合，保证了结构的相似性，同时，设计人员还可以根据飞机结构设计需求，对某个模块重点设计，结合通用模块组，对工装整体装配工作进行优化。 1.2 柔性工装夹紧定位技术工装的柔性化，不仅可以快速的将产品变化情况显现出来，还能突出夹紧定位的应变能力。对于不同的工装对象，夹紧的方式与结构也是不同的，必须要重视柔性工装夹紧定位方案的实用性，保证能够促进其有效发展，同时，夹紧定位方案还决定着柔性装配工装技术能否有效实现，对其发展就有较为良好的意义。 1.3 柔性装配工装结构优化设计技术与一般工装相比较，柔性工装的结构较为繁琐，合理的设计工作，不仅可以提升飞机结构的强度，還能增强其刚度与稳定性，使飞机装配工作得以有效完成。同时，在优化设计的过程中，要想装配工装满足相关要求，就要合理的利用装配优化设计技术，提出较为完善的工装结构方案，使其在一定程度上，得到有效的优化[1]。

柔性生产线方案

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柔性生产线建设方案一、建设背景（意义、背景）新世纪以来，新一轮科技革命和产业变革正在孕育兴起，全球科技创新呈现出新的发展态势和特征。这场变革是信息技术与制造业的深度融合，是以制造业数字化、网络化、智能化为核心，建立在物联网基础上，同时叠加新能源、新材料等方面的突破而引发的新一轮变革，将给世界范围内的制造业带来深刻影响。为应对这一全球性变革，西方发达国家纷纷提出相应的策略。德国提出了德国工业4.0，美国提出了“再工业化”和“工业互联网”的概念，英国也提出了“第三次工业革命”的概念。这一变革，恰与中国加快转变经济发展方式、建设制造强国形成历史性交汇，这对中国是极大的挑战，同时也是极大的机遇。到2012年，中国制造业增加值为2.08万亿美元，占全球制造业20%，与美国相当，但却大而不强。主要制约因素是自主创新能力不强，核心技术和关键元器件受制于人；产品质量问题突出；资源利用效率偏低；产业结构不合理，大多数产业尚处于价值链的中低端。同时，我国工业面企业面临着一些压力。从区域上来看，现在长三角、珠三角的企业面临劳动力成本上涨、市

场萎缩、产业转型的压力，作为我国的老工业基地的东三省，企业也在大规模亏损，中西部地区作为产业转移承接地也面临很多问题。这些问题是我们发展中一直存在的问题。比如区域产业发展定位不够清晰，区域产业结构趋同，没有形成相互联系的主体功能区，另外各地区在发展中基本处于互相竞争的关系，而不是竞争和合作关系。随着经济增速下行，这方面问题越来越突出。中国政府经过大量研究，提出了“信息化和工业化深度融合”的产业政策，并持续制定“中国制造2025”行动计划、“互联网与工业融合”行动计划以及“工业云”行动计划等，其目标和德国工业4.0、美国工业互联网、英国第三次工业革命等提法基本趋同。都是希望在新一轮科技革命和产业变革中，研究如何抢占新一轮发展的制高点。其本质就是互联网和传统工业行业的融合，主攻的方向就是抓智能制造，这是解决我国制造业由大变强的根本路径。过去五年，我国工业企业在研发设计方面应用数字化工具普及率已经达到54%，近五年年均增长4个百分点。现在很多工业企业甩开图版，搞无纸化设计、数字化模型，这些方面的大量应用，减少了研发的周期，提高了设计的效率，也降低了研发成本。另外在规模以上的工业企业

飞机数字化装配技术发展现状

飞机数字化装配技术发展现状摘要：通过对国内外飞机数字化装配技术发展的现状和发展的趋势进行分析与总结，对比了国内外飞机数字化装配技术发展的差距，介绍了飞机数字化装配技术发展的关键技术，提出了国内航空制造企业掌握和突破飞机数字化装配关键技术的思路。关键词：飞机；数字化；装配技术；发展与应用一、飞机数字化装配主要应用技术 1.1多系统集成控制技术当前在操作飞机数字化装配的过程中通过控制系统能够发挥出其最大的作用，但是在实际的操作和应用中，有很多环节和关键点并没有实现联合作用，例如在飞机中所采用的工艺数据、计划数据和测量、地理数据等都没有综合应用，导致相互之间的关系彼此独立，这对于全面分析和改进数字化技术不利，因此在对装配过程进行控制和管理中，要通过有效的集成化技术和综合技术实现对各项数据的整合和分析，保证飞机数字化装配技术能够拥有独特的特点，根据飞机各接口标准，保证设备的误差得到进一步控制。 1.2自动化精确制孔技术在飞机装配过程中，对机械设备要通过衔接连接应用，对其整体设备实现加固的目标，也就是说通过制孔的方式实现机械连接。从当前我国的飞机装配过程研究来看，大多采用手工制孔的方式，这种方式相对比较传统，很难获得更高的精确程度，在孔位以及孔径的确定中存在一定的误差问题，这导致制造中各项工作质量得不到提升，更是对飞机设备的准确程度形成一定影响，另外装配时间相对比较长，造成产品稳定性降低，对飞机装配质量造成了很大影响，因此对此技术进行精确化发展至关重要。 1.3高效长寿命连接技术飞机结构发展和建设中通过长寿命的连接技术对飞机是否能够提升自身的抗疲劳能力有很大关联，对于增加使用时长有非常明显的作用，飞机的耐久性和可靠性应用也得到明显提升。高校长寿命的连接技术主要从密封连接以及对于钛合金材料的方向上进行综合考虑，我国传统的连接方式主要是采用铆接以及液压的方式，但这种方式容易对装配设备造成损失，因此需要从铆接联合螺接的方式来进行，另外通过连接中采用铆钉、高锁螺栓的材料，根据飞机结构的装配特点进行针对性的开发长寿命连接单元。 1.4大尺寸精密测量技术在装配工作中通过精密准确的测量工作能够实现对其工作的保障作用，也是在数字化装配过程中一项重要的工作条件和基础。飞机装配中无论是从技术的采用还是测量工作的应用上都有非常严格的要求，而在飞机产品装配过程中，需要采用精密测量技术实现对产品的装配，其中GPS以及激光跟踪测量方法能够实现更加准确的测量，因此需要根据飞机产品特点进行大尺度精密测量单元的开发。二、国内外飞机装配技术现状 2.1由于我国对飞机装配技术的研究时间不长，一些应用还不够成熟。而且我国对飞机装配技术的资金投入也不到位，导致飞机装配技术的配套不够完善，在某些方面缺乏技术支持。一些飞机的装配制造甚至还是手工作业，严重影响了

柔性生产线方案

柔性生产线建设方案一、建设背景（意义、背景）新世纪以来，新一轮科技革命和产业变革正在孕育兴起，全球科技创新呈现出新的发展态势和特征。这场变革是信息技术与制造业的深度融合，是以制造业数字化、网络化、智能化为核心，建立在物联网基础上，同时叠加新能源、新材料等方面的突破而引发的新一轮变革，将给世界范围内的制造业带来深刻影响。为应对这一全球性变革，西方发达国家纷纷提出相应的策略。德国提出了德国工业4.0，美国提出了“再工业化”和“工业互联网”的概念，英国也提出了“第三次工业革命”的概念。这一变革，恰与中国加快转变经济发展方式、建设制造强国形成历史性交汇，这对中国是极大的挑战，同时也是极大的机遇。到，中国制造业增加值为 2.08万亿美元，占全球制造业20%，与美国相当，但却大而不强。主要制约因素是自主创新能力不强，核心技术和关键元器件受制于人；产品质量问题突出；资源利用效率偏低；产业结构不合理，大多数产业尚处于价值链的中低端。同时，中国工业面企业面临着一些压力。从区域上来看，现在长三角、珠三角的企业面临劳动力成本上涨、市场萎缩、产业

转型的压力，作为中国的老工业基地的东三省，企业也在大规模亏损，中西部地区作为产业转移承接地也面临很多问题。这些问题是我们发展中一直存在的问题。比如区域产业发展定位不够清晰，区域产业结构趋同，没有形成相互联系的主体功能区，另外各地区在发展中基本处于互相竞争的关系，而不是竞争和合作关系。随着经济增速下行，这方面问题越来越突出。中国政府经过大量研究，提出了“信息化和工业化深度融合”的产业政策，并持续制定“中国制造2025”行动计划、“互联网与工业融合”行动计划以及“工业云”行动计划等，其目标和德国工业4.0、美国工业互联网、英国第三次工业革命等提法基本趋同。都是希望在新一轮科技革命和产业变革中，研究如何抢占新一轮发展的制高点。其本质就是互联网和传统工业行业的融合，主攻的方向就是抓智能制造，这是解决中国制造业由大变强的根本路径。过去五年，中国工业企业在研发设计方面应用数字化工具普及率已经达到54%，近五年年均增长4个百分点。现在很多工业企业甩开图版，搞无纸化设计、数字化模型，这些方面的大量应用，减少了研发的周期，提高了设计的效率，也降低了研发成本。另外在规模以上的工业企业中，生产线上数控装备比重已经达到30%，近五年也是年均增长4个百分点。这些方面都有很好的发展势头。当然与发达国家相比还有差距，特别是在智能化方面。过去

飞机数字化柔性工装技术研究

万方数据

２２２００９年５月中同制造、№信息化第３８卷第９期实现了月产３８套概翼。波脊公司在研制７３７时构建的基于构型控制的数字化制造信息管理系统（ｒ必Ｃ／ＭＲＭ）ｔ７｜，及近年来研裁７８７所采用的全球协同管理技术（ＧｌｏｂａｌＣｏ－ｌａｌｘ）ｒａｔｉｏｎＥｎｖｉｎｍｎｍａｔ，Ｇ旺），使得数字化技术平台在同行业航空企业竞争中取褥优势，象征性事件是２∞７年７月８器波音７８死嘛鞠ｌｉｎｅｒ的如期下线，网时波音公司宣布已取得１１００多亿美元的７０７架波音７８７飞机的订单。洛克希德?马丁公司牵头研制的Ｊ汀战机原翟机ｘ一３５，采用具有激光定位、电磁精密制孔等数字他柔性装配特点的龙门钻剿系统，使装配周期减少了２／３，工装数繁由３５０件减少到１９件，成本降低１／２。ＬｅｉｃａＬＴＤ５００激光定位配合液压校平系统及移动装配生产线，大大减少了对按时闻，实现了大部件的对接装配数字化。先进的装配理念和方法，如决定性装配【８Ｊ（ＤｅｔｅｒｍｉｎａｎｔＡ．蹬ｓｅｍｂｌｙ，ＤＡ）、以嚣架为基准的自动装醚技术等也广泛应孀于大型飞机自动化装配。图ｌ为Ｂｏｅｉｎ９７８７总装及移动概念图。图１泼膏７８７总装及移动Ｂｏｅｉｎ９７８７枧身第毒３段的复合材料整体筒体与钛合金框件实现了自动化装配。采用内外两套独立的装鼹，在装配时实现自动定位、夹紧、制孔、安装环横钉并完成环蓬鑫动镦铆，由电磁提供铆接动力，目前该技术已在日本三菱重工投入使用。为实现飞机复合材料平尾升降舵装配，空客公司研制的复合誊考料升降舵柔性装配系统霹自动完成后缘的测量和校准、上下壁板钻孔和锪窝、铆钉选择及供给、注胶、铆接及壁板表面波纹度测繁等【９，１０】。３数字化柔性工装关键技术数字化柔性装既是建立在计算机数字信息处理平台上，一个融合飞机特征的全数字量协调体系。通过自动夹持、制孔、铆接及无缝校准对接，完成组装、部装及总装。它能适应飞机的尺寸规格、批麓、装配工艺、场地及时闯变化，在有限的场地内完成快速装配，达到优质、高效、低成本。数字化装配关键技术包括虚拟装配技术、柔性（无型架）装配技术、自动钻铆技术及激光跟踪渊爨／检测技术等。图２所示为数字化装配技术框架。大粼传砖接装配数字化棠性旋雕平台卜＿——叫数拄钻铆ｒｌ＝烈零ｆｔｔ６－：／柔性ｌ：装库／垒｜ｌ识ｌ‘２序圉２数字化装配技术搬架３．１虚拟装配技术虚拟装配是基于并行设计与分析嚣境的数字化预装配（ＤｉｇｉｔａｌＰｒｅａｓｓｅｍｂｌｙ，ＤｐＡ），装配过程仿真综合考虑了零件的几何信息、工装信息、ＢＯＭ定义、作业路线、工作指令等，在预装瓢仿真孛发现阙题，优化工艺，提高效率及降低成本。图３所示为国外某航窀公闭先进虚拟装配环境界面。膊３先进虚拟装配用户界面３．２柔性（无型架）装配技术柔性装配技术是一种能适应快速研制、低成本制造及工装可驻组模块化的先进装配技术。发展目标是无型架数字纯装酝平台，滋盖了柔性工装、精确定位与测嚣、数据采集／处理系统。无型架数字化装配技术将彻底减少飞机装配对型架的依赖性。曩翦国外粱性纯装配技术主要表现在泼下凡个方面【１１叫４Ｊ：ａ．行列式高速柱柔性工装。行列式高速柱工　万方数据

飞机数字化装配技术发展与应用

龙源期刊网 https://www.360docs.net/doc/4241931.html, 飞机数字化装配技术发展与应用作者：赵鹏来源：《科学与信息化》2017年第33期摘要数字化技术的应用是飞机研制发展史上的一次重大飞跃。数字化装配技术由数字化装配工艺技术、柔性工装技术、激光检测与补偿技术、数字化钻铆技术、数字化数据管理以及集成技术等组成，是机械、电子、控制、计算机等多学科交叉融合的高新技术。本文就飞机数字化装配技术发展与应用进行了讨论。关键词飞机；数字化装配技术；发展；应用 1 数字化装配数字化装配是现代航空制造企业装配技术的发展方向。从20世纪90年代开始，国外的波音、空客等先进航空制造企业陆续开发和应用了三维虚拟制造软件，多以飞机装配典型结构为应用对象，建立飞机装配的数字化设计制造模式和数字化协调技术体系，利用网络技术及数字化技术，建立工艺设计流程，实现3D装配工艺设计及验证、仿真，实现车间、工厂布局数字化及仿真，实现现场工人操作的可视化等[1]。 2 飞机数字化装配技术国内发展现状国内的飞机装配，虽然在局部上也采用了较为先进的技术，如采用catia技术进行了包括建立型架标准件库和优化型架及参数设计，对工装、工具和产品的装配过程进行了三维仿真等，开始采用激光测量+数控驱动的定位方式，部分机型还采用了自动钻铆技术等，但总体上与发达国家相比还存在较大差距，具体表现在：①飞机设计制造仍主要采用串行模式，工装、工艺设计与产品设计脱节，制造模式未真正实现到并行模式的转换，导致飞机装配协调困难、返工率高；②尚未实现人机交互的装配仿真以及装配路径的优化；③仍然采用以专用工装为主的刚性定位装配方式，导致飞机制造成本居高不下；④数字化装配应用规模有限，尚未实现一个完整型号真正意义上的全面数字化[2]。 3 飞机数字化装配技术应用 3.1 数字化定位技术以数字化为基础的定位技术包括数字测量定位技术、特征定位技术、柔性定位技术等。数字测量定位技术是指针对飞机产品的结构特点、定位要求，借助数字化测量设备或系统进行飞机零部件的定位；特征定位技术利用数字化定义、数控加工的具有配合关系的配合面、装配孔或工艺凸台、工艺孔等设计或工艺特征，实现零件之间的相互定位，保证装配的一致性和高装配质量；柔性定位技术是指通过采用柔性工装满足不同产品的定位需要。随着飞机装配质量越来越高的要求，数字化定位技术已经成为飞机零部件高效、高精度定位的重要保障。

飞机柔性装配工装设计分析

飞机柔性装配工装设计分析摘要柔性装配工装技术在国外飞机的设计和制造中得到了广泛的应用。近年来，已引起国内飞机研究人员的注意。柔性化装配工装技术可以适应装配环境的变化，具有多种定位功能。基于此，本文对飞机柔性装配设计流程进行了详细的分析，以供参考。关键词飞机；柔性；装配工装设计前言近年来，国内也开始重视飞机柔性装配工装设计工艺研究，并且设计了大量的飞机柔性装配工装，举些例子，如：行列吸盘式壁板柔性装配工装、壁板组件预装配柔性工装、数控柔性多点装配型架、大部件对接柔性装配工装等等，这些装配工装工艺具有相通点，即：利用定位单元、夹紧单元、柔性骨架单元、锁紧单元等，进行了相应的定位执行末端设计。 1 飞机工装设计制造的特点第一，受到模拟量传递研制方法应用的影响，导致其工装与自身之间、与零部件之间的协调性要求较多，且关系比较复杂。第二，飞机零组件需要多种工装进行实现，同时不同工装用于不同的制造工序，对此飞机工装的种类较多，数量大且研制的时间较长。第三，工装决定着飞机制造的质量，对此对于飞机工装的质量、精度要求等要高于零组件质量。第四，工装与其飞机制造效率的提高有着直接的关系[1]。 2 飞机工装设计制造技术 2.1 工装柔性化柔性装配技术，是国外一些大型航空企业常应用的技术，其不仅缩短生产周期，同时也降低了飞机工装制造的成本。柔性装配工装是以产品数字量尺寸协调体系模块为基础，从而实现其自动重组，直接规避了产品设计制造中，由于指定装配型架应用而带来的经济负担。 2.2 工装数字化工装数字化，包含工装数字化设计，工装数字化制造以及工装数字化检测几方面内容；第一，工装数字化设计，是借助三维数字化环境，实现结构零组件、预装配设计的数字化。第二，工装模型的数字化设计，借助数字化制造，实现主要特征型面等的数字化加工装配。第三，工装数字化检测，借助数字化检测设备，实现设计制造工装过程的数字化检验。

柔性装配生产线系统技术方案说明

柔性装配生产线系统技术方案

目录 1项目概述 (3) 1.1概述 (3) 1.2实现目标 (3) 1.2.1装配生产柔性化 (3) 1.2.2提升生产效率 (3) 1.2.3实现自动化生产管理，提高管理水平 (3) 1.3系统安全性 (4) 2系统方案 (4) 2.1设计原则 (4) 2.2产品装配工艺流程 (5) 2.3工件输送工艺流程 (10) 2.3.1入库流程简介 (10) 2.3.2出库及装配流程简介 (12) 2.3.3各区域、空托盘、空包装箱等物流流程 (13) 2.3.4研制阶段零部件物流流程 (13) 2.4总体方案 (13) 2.4.1系统构成 (13) 2.4.2系统概论 (14) 2.5装配工装设计 (15) 2.5.1功能 (15) 2.5.2使用方法 (16) 2.5.3主要结构 (16) 2.5.4互换性与增产办法 (17) 2.6物流方案 (17) 2.6.1零部件预处理区设计 (17) 2.6.2装配区设计 (22) 2.6.3检测区设计 (23)

2.6.4输送线设计 (23) 2.6.5助力机械臂 (24) 2.7柔性装配生产线管理信息系统 (25) 2.7.1系统架构 (25) 2.7.2物理部署 (27) 2.7.3网络构成 (28) 2.7.4软件实现 (29) 1.方案特点说明 (47) 2.附图说明 (49)

1项目概述 1.1概述通过总装生产线的柔性化设计，实现在一条生产线上同时生产多品种型号产品，企业可根据需求调整生产的型号和产量，提高企业应变能力，实现可持续发展和灵活变化。通过装配线管理信息系统的实施，对企业生产制造过程实行全面监控、加强生产过程控制，提高产品质量。同时，企业可根据生产的需求调配资源，实现资源的优化配置。进而实现控制决策与过程改进，最终实现制造过程的可视化，提高生产管理水平，提高整体竞争力和可持续发展能力。 1.2实现目标 1.2.1装配生产柔性化满足5种不同型号共100套产品的现场同时库存周转、装配生产和调度需求。建设装配工位10个、测试工位5个的总目标。每个装配工位适应不同装配工序的装配需求，每个装配工位可实现6个自由度的装配工艺需求。建设投产后，装配工位满足产品研制阶段的研制需求，生产调度满足反向作业的操作与管理，零部件的存储货位可实现动态优化。检测分为在线检测及性能检测，在线检测时工件无需搬运、将检测设备推到其附近实施检测；性能检测集中在测试区进行，用户自备专用设施。各检测结果需人工输入并上传到管理系统。 1.2.2提升生产效率系统实施后，装配人员仅需在装配工位作业，工件、配件均自动输送到装配工位附近；当某一工序装完后，采取在线检查及检测，减少过程搬运时间；装配工装要求自由度大、灵活，调节便捷、快速；站台与工装间借助助力机械臂，达到省力目的。 1.2.3实现自动化生产管理，提高管理水平（1) 投产后的柔性装配线，物流配送智能化、自动化；（2) 物料管理数字信息化，实现物联网在装配生产中的应用，每个配件、半成品状态实时跟踪并上传管理系统，能及时对所需了解的物料数量、所处位置、流转信息以及装配状态进行查询和统计；（3) 过程控制信息化，装配生产点装配工艺仿真提示，装配过程实时视频监控；

【精编推荐】MES网络型模块式柔性自动化生产线实验系统介绍

目录第一章 MES网络型模块式柔性自动化生产线实验系统介绍 (3) 第一节系统结构 (3) 第二节自动化生产线教学系统可进行的培训 (5) 第二章实验项目 (6) 第一节 STEP 7 MICROWIN编程 (6) 第二节上料检测站（第一站） (8) 第三节搬运站（第二站） (9) 第四节加工站（第三站） (11) 第五节搬运分拣站（第四站）、传送带站（第五站） (12) 第六节安装站（第六站） (13) 第七节安装搬运站（第七站） (14) 第八节步进电机控制 (16) 第九节分类站（第八站） (18) 第十节八站联网 (19) 第十一节触摸屏监控 (29) 第十二节 MCGS组态监控 (34) 附录一：THWSPX-3型 MES网络型模块式柔性自动化生产线实验系统使用说明书 (36) 附录二：网络通信使用说明书 (48) 第一节硬件介绍 (48) 第二节软件介绍 (49) 附录三：触摸屏HITECH ADP软件的安装说明 (55)

第一章 MES网络型模块式柔性自动化生产线实验系统介绍第一节系统结构柔性自动化生产线实验系统是我公司为提高学生动手能力和实践技能而设计、生产的一套实用性实验设备。该装置由六套各自独立而又紧密相连的工作站和一套监控站组成。这六站分别为：上料检测站、搬运站、加工站、安装站、安装搬运站和分类站。该实验装置的一大显著特点是：具有较好的柔性，即每站各有一套PLC控制系统独立控制。将六个模块分开培训可以容纳较多的学员同时学习。在基本单元模块培训完成以后，通过组建PLC网络，又可以将相邻的两站、三站……直至六站连在一起，学习复杂系统的控制、编程、装配和调试技术。由于该系统囊括了机电一体化等专业学习中所涉及的诸如电机驱动、气动、PLC（可编程控制器）、传感器等多种技术，给学生提供了一个典型的综合操作平台，使学生将学过的各门专业知识在这里得到全面认识、综合训练和相互提升。一、各站简介 1.上料检测站由料斗、回转台、工件滑道、提升装置、检测工件和颜色的光电开关、开关电源、可编程序控制器、按钮、I/O接口板、直流减速电机、电磁阀及SMC气缸组成，主要完成回传上料台将工件依次送到检测工位，提升装置将工件提升并检测工件颜色。 2.搬运站由机械手、气爪、回转台、电感式传感器、开关电源、可编程序控制器、按钮、I/O接口板、多种类型电磁阀及SMC气缸组成，主要完成将工件从上站搬至下一站。 3.加工站由回转工作台、打孔电机组件、检测缸组件、检测工件转台到位传感器、开关电源、可编程序控制器、按钮、I/O接口板、直流减速电机、多种类型电磁阀及SMC气缸组成，主要完成用回转工作台将工件在四个工位间转换，钻孔单元打孔，检测打孔深度。 4.安装站由吸盘机械手、上下摇臂部件、料仓换位部件、工件推出部件、真空发生器、开关电源、可编程序控制器、按钮、I/O接口板、多种类型电磁阀及SMC气缸组成，主要完成选择要安装工件的料仓，将工件从料仓中推出，将工件安装到位。 5.安装搬运站由平移工作台、回转工作台、塔吊臂、机械手、气爪、开关电源、可编程序控制器、按钮、I/O接口板、多种类型电磁阀及SMC气缸组成，主要完成将上站工件拿起放入安装工位，将装好工件拿起放下一站。 6.分类站由滚珠丝杠、滑杠推出部件、分类料仓、开关电源、可编程序控制器、按钮、I/O接口板、步进电机及驱动器、直流减速电机、电磁阀及SMC气缸组成，主要完成按工件类型分类，将工件

数字化技术在飞机装配中的应用

数字化技术在飞机装配中的应用研究飞机装配数字化技术的应用 , 使我国航空产品的开发发生观念性的改变 , 促进企业管理体制、型号研制过程的一系列变革 , 并向着开放式的、具有快速应变能力物创新能力的现代型企业方向发展 . 国外飞机装配技术现状 1.1 国现状我国的飞机装配技术和组织管理方式，虽然在局部上采用了较先进的技术，如利用激光跟踪仪或计算机辅助经纬仪（ Computer Aided Theodolite ， CAT ）技术安装型架，少数采用了自动钻铆技术，简化了装配型架结构。但与发达国家相比还存在较大差距，主要表现在：（ 1 ）上述技术尚不配套，应用上不成熟，加上我国多年来对飞机装配技术缺乏研究，资金投入不足，仅满足于能把飞机制造出来，目前飞机装配还是沿袭着过去几十年来批生产的手工作业模式；（ 2 ）飞机的设计制造仍主要采用串行模式，制造模式未实现根本转变；（ 3 ）数字化技术的应用规模较小，还未实现一个完整型号的全面数字化；（ 4 ）各环节虽然已实现数字量传递，但仍存在信息孤岛现象，未打通飞机数字化设计制造生产线，模拟量传递依然大量存在；（ 5 ）工装、工艺设计与产品设计脱节，未能充分实现并行工程，造成飞机装配协调困难，返工率高；（ 6 ）在装配技术方面，虽然局部采用了数字化技术，如在协调方式上局部采用了数字量传递方法，但模拟量传递仍然是当前众多企业飞机制造的主要协调方法；（ 7 ）采用专用工装装配，光学仪器测量安装仍是目前飞机装配的主要手段，未能在数字化装配技术方面实现新的突破，导致飞机制造成本居高不下；（ 8 ）装配工人在现场工作需要仔细翻阅大量的图纸、工艺文件，而且经常会出现工作上的失误，造成装配质量问题，影响装配周期。 1.2 国外现状飞机产品数字化设计制造技术是 20 世纪 80 年代后期以来，随着 CAD/CAM 、计算机信息和网络技术的发展，以美国为首的西方发达国家开始研究并首先采用的一项新技术。这项技术以全面采用数字化产品定义、数字化预装配、产品数据管理、并行工程和虚拟制造技术为主要标志，从根本上改变了飞机传统的设计与制造方式，大幅度地提高了飞机设计制造技术水平。美国波音 777 飞机的研制，由于全面采用了该项新技术，使

柔性自动化生产线_图文(精)

一专周背景柔性制造系统 (Flexible Manufacturing System简称 FMS ,采用 FMS 的主要技术经济效果是:能按装配作业配套需要, 及时安排所需零件的加工, 实现及时生产, 从而减少毛坯和在制造的库存量, 及相应的流动资金占有量, 缩短生产周期; 提高设备的利用率, 减少设备数量和厂房面积; 减少直接劳动力, 在少人看管条件下可实现昼夜 24小时的连续“无人化生产” ;提高产品质量的一致性。整个系统由 MES 生产制造管理系统计算机、组态王监控计算机、主控 PLC 和下位 PLC 通过网络通信技术构成一个完整的多级计算机控制系统。现场总线技术的定义:是用于现场仪表与控制室之间的一种”全数字化、双向、多变量、多点多站的通信系统” ,其本质含义表现在以下几个方面:现场通信网络、现场设备互连、互操作性、分散功能模块和开放式互联网络。柔性制造系统的 ROFIBUS-DP 数据通信网络组成。二 . 专周目的 1. 熟悉 STBP 7 MICROWIN软件的主要操作功能。 2. 初步掌握 STBP 7 WICROWIN软件对 PLC 的编程和监控。 3. 学会编织一个简单的程序并能正确的运行。三 . 专周内容 A. 机械手左右运输 1. 题目要求机械手的动作过程如图所示。 1. 从原点开始, 按下启动开关, 下降电磁阀通电, 机械手下降, 下降到位后, 碰到下限位开关, 下降电磁阀断电, 停止下降。 2 同时接通

夹紧电磁阀, 机械手夹紧。 3 夹紧后, 上升电磁阀通电, 机械手上升。上升到位时,碰到上限位开关,上升电磁阀断电,停止上升。 4 同时接通右移电磁阀, 机械手右移。右移到位时, 碰到右限位开关, 右移电磁阀断电, 停止右移。 5 若此时右工作台上无工件,则光电开关接通,下降电磁阀通电,机械手下降。下降到位后,碰到下限位开关,下降电磁阀断电,停止下降。 6 同时夹紧电磁阀断电,机械手放松。 7 放松后,上升电磁阀通电,机械手上升。上升到位后,碰到上限位开关,上升电磁阀断电,停止上升。 8 同时接通左移电磁阀,机械手左移。左移到位后,碰到左限位开关,左移电磁阀断电,停止左移。至此,机械手经过 8步完成了一个周期的动作。机械手的操作方式分为手动操作方式和自动操作方式 A 手动操作方式手动操作方式就是用按钮实现对机械手的每一步运动单独进行控制。例如, 当选择上 /下运动时,分别由上升 /下降按钮控制。当选择左 /右运动时,分别由左移 /右移按钮控制。当选择夹紧 /放松运动时,分别由夹紧 /放松按钮控制。 B 自动控制方式机械手从原点开始, 按一下启动按钮, 机械手的动作将自动地、连续不断地周期性循环, 在工作过程中, 若按下停止按钮, 则机械手将继续完成此周期的动作,回到原点后自动停止。 2. 题目设备 A. 安装有 WINDOWS 操作系统的 PC 机一台(具有 STEB 7 MICROWIN软件。 B.PLC(西门子 S7-200系列一台。 C.PCY 与 PLC 的通信电缆一根(PC/PPI 。

航空宇航制造——柔性装配技术

航空制造工程概论报告题目：飞机柔性装配技术学院：机电学院班级：05010703 学号：2007 姓名： 2010年04月27日

【摘要】结合我国现阶段飞机装配背景，将国内外装配进行比较，探讨了飞机柔性装配技术的优势与发展前景。对柔性装配工装，柔性制孔，虚拟装配等进行了分析与研究，报告目前国内外飞机柔性装配技术的现状，以及柔性装配技术在未来飞机制造业中的作用。关键词：柔性装配技术；柔性装配工装；柔性制孔；虚拟装配。 1 背景飞机装配是飞机制造过程的主要环节。飞机装配过程就是将大量的飞机零件按图纸、技术要求等进行组合、连接的过程，分为部装(零件→组合件→段件→部件)和总装(各部件→全机身)。飞机的设计制造难度大，周期长，不仅表现在它的零件数控加工量大，而且表现在它的装配复杂性和难度。飞机的装配工作量约占整个飞机制造劳动量的40％～50%(一般的机械制造只占20% 左右)。飞机装配质量和效率取决于飞机机械连接技术，如自动钻铆、干涉连接、高质量紧密制孔、孔挤压强化、电磁铆接等，而装配件准确度受制于装配型架的制造和安装准确度。迄今为止，装配技术已经历了从手工装配、半机械/ 半自动化装配、机械/自动化装配到柔性装配的发展历程。飞机柔性装配技术的应用是当前国内外飞机制造业数字化制造的大趋势，能够克服飞机制造模线--样板法在模拟量协调体系下需要大量实物工装且应用单一、制造周期长、费用高等缺点，通过与自动化制孔设备、数控钻铆或自动电磁铆接设备等自动化装备的集成可组成自动化、数字化的柔性装配系统，缩短装配周期，提高和稳定装配质量。柔性装配技术的范畴很广，涵盖了柔性装配工装、柔性制孔、装配系统、装配（含装配工艺）设计、虚拟装配、装配集成管理、数字化检测、面向柔性装配的设计等技术领域。 2 国内外研究现状目前，国内仍大量采用传统型架进行人工装配，装配的自动化和柔性化水平较低，数字量协调尚未贯穿飞机整个装配过程，面向装配的设计理念还未形成共识。总体来看，与国外的飞机柔性数字化装配技术相比，还存在较大的差距，主要体现在如下几个方面：（1）飞机装配尺寸协调体系以数字量传递为主，模拟量传递为辅。飞机产品和装配工装采用CATIA进行数字化设计，利用Delmia V5平台进行数字化装配设计、装配仿真等工作刚刚起步；（2）自动装配系统的工程应用处于空白阶段，铆接大部分采用手工锤铆，螺栓连接全部为手工操作，自动化制孔、电磁铆接技术的工程化应用刚刚启动。自动化柔性装配技术涉及的单元技术和系统集成技术尚处于实验室研究阶段。由于数控托架技术和自动化钻铆工艺技术尚未合理地配套，引进的自动钻铆机未得到充分应用；（3）移动生产线技术处于起步研究阶段吗，由于我国的飞机装配技术比较落后，导致批生产与多品种变批量快速转换能力较差，仍然采用传统的批量刚性生产线，生产线的调整和生产准备周期很长。目前，我国航空工业尚不具备多品种变批量生产的快速转换能力，装配技术是主要的制约因素。不过，乐观地来说，国内已经开展了与飞机柔性装配技术相关的技术方面一些工作。比如，在数字化工装设计技术方面，采用CAD技术进行飞机型架设计，开发了型架设计系统，

柔性制造生产线系统设计

共享知识分享快乐专业综合设计说明书题目：柔性制造生产线系统设计专业班级：11自动化姓名：学号：指导教师：陈佩军成绩：_________________________ 起止日期：2014.5-2014.6 黄山学院机电工程学院

专业综合设计说明书一、专业综合设计的目的本设计是学生第一次进行的综合性专业训练，是自动化专业的一个重要教学环节，其设计目的是进一步巩固和加深对所学理论知识的理解，培养学生独立分析和解决工程实际问题的能力，使学生对自控设计有较完整的概念，培养学生综合运用所学的控制理论、仪表、控制工程等知识进行工程设计的能力，进一步提高设计计算、制图、视图、编写技术文件，查阅参考文献与资料、仪表类型选择的能力。柔性制造系统是先进工业自动化及制造的基本部分，内容包括物料供给、分拣、加工、检测、无线通讯、图象处理、生产监控与管理、物流系统与立体仓库等主要模块，其中涉及流程设计、原理图和接线图绘画，器件选型、PLC编程、生产管理等自动化相关的课程。本次设计以“柔性制造系统实验室（4308）为平台”，通过该课程设计，使学生获得工程设计的锻炼： 1．培养学生实践动手能力及独立分析和解决工程实际问题的能力； 2．培养学生的团队协作精神、创新意识、严肃认真的治学态度和严谨求实的工作作风； 3．掌握CAD制图绘图和电路的连线； 4．掌握PLC程序和组态软件的开发设计； 5. 形成工业流水线自动控制系统的概念；二、子系统题目及其任务分配：整个柔性制造流水线分为七个工段，分别为成品分拣单元，成品检测单元，顶销装配单元，工件下料单元，加盖装配单元，立体仓储单元，喷涂烘干单元。专业综合设计的子系统题目以这些单元为平台进行，分别为 1）柔性生产线系统中成品分拣单元的结构和功能设计； 2）柔性生产线系统中成品检测单元的结构和功能设计； 3）柔性生产线系统中顶销装配单元的结构和功能设计； 4）柔性生产线系统中工件下料单元的结构和功能设计； 5）柔性生产线系统中加盖装配单元的结构和功能设计； 6）柔性生产线系统中立体仓储单元的结构和功能设计； 7）柔性生产线系统中喷涂烘干单元的结构和功能设计。任务分配；以专业为单位分成2个大组，每大组包含7个小组，每个8-9人。每个小组选出设计负责人；小组成员要独立完成所有的设计任务，在设计过程中可以进行讨论，但不能抄袭。如果发现抄袭，该小组所有成员成绩都将不合格。负责人的职责：每周汇报设计进度，遇到设计困难联系指导教师。人员分配情况见《人员分配表》。

自动化、柔性生产线,各自具有哪些优点呢

自动化、柔性生产线，各自具有哪些优点呢？生产线的种类很多。其中性能最好、使用最广泛的就属自动化生产线、柔性线棒生产线了。它们有什么差异呢？如果从特点上来说的话，前者承载的产品比较重，和生产线同步运行，可以实现产品的爬坡；生产的节拍不是很快；以链板面作为承载，可以实现产品的平稳输送。而后者承载的产品比较轻，形状限制少；和生产线同步运行，可以实现产品的爬坡转向；以皮带作为载体和输送，可以实现产品的平稳输送，噪音小；可以实现轻型物料或产品较长距离的输送。当然除了产品特点有所差异之外，使用它们，都分别具有哪些优点体现呢？下面就具体来比较分析下吧。 1、自动化生产线的优点采用自动线进行生产的产品应有足够大的产量；产品设计和工艺应先进、稳定、可靠，并在较长时间内保持基本不变。在大批、大量生产中采用自动线能提高劳动生产率，稳定和提高产品质量，改善劳动条件，缩减生产占地面积，降低生产成本，缩短生产周期，保证生产均衡性，有显著的经济效益。自动生产线在无人干预的情况下按规定的程序或指令自动进行操作或控制的过程，其目标是“稳，准，快”。自动化技术广泛用于工业、农业、军事、科学研究、交通运输、商业、医疗、服务和家庭等方面。采用自动生产线不仅可以把人从繁重的体力劳动、部分脑力劳动以及恶劣、危险的工作环境中解放出来，而且能扩展人的器官功能，极大地提高劳动生产率，增强人类认识世界和改造世界的能力。机械制造业中有铸造、锻造、冲压、热处理、焊接、切削加工和机械装配等自动线，也有包括不同性质的工序，如毛坯制造、加工、装配、检验和包装等的综合自动线。切削加工自动线在机械制造业中发展最快、应用最广。主要有：用于加工箱体、壳体、杂类等零件的组合机床自动线；用于加工轴类、盘环类等零件的，由通用、专门化或专用自动机床组成的自动线；旋转体加工自动线；用于加工工序简单小型零件的转子自动线等。 1．先确定节拍时间：不论何种制品，皆在其必须完成的恰好时间内制造。2．单位流程：只针对一项产品，进行单位配件的搬运、装配、加工及素材的领取。 3．先导器：制作以目视即能了解节拍时间的装置。 4．U字型生产线：将设备依工程顺序逆时针排列，并由一人负责出口及入口。5．AB控制：只有当后工程无产品，而前工程有产品的情形，才进行工程。6．灯号：传达生产线流程中产品异状的装置。 7．后工程领取：生产线的产品要因应后工程的需求。

基于飞机数字化装配技术的研究

数字工厂与应用技术论文题目：基于飞机数字化装配技术的研究班级： 05021104 姓名：张木学号： 2011301279

基于飞机数字化装配技术的研究摘要：当今世界，航空工业的重要性不言而喻。其中飞机的装配过程是一项复杂的系统工程，涉及飞机设计、工艺计划、零件生产、部件装配和全机对接总装的全部过程。飞机数字化装配技术的实施可以缩短生产周期，降低生产成本，相对于传统装配方法有很大的质量提升。本文简要介绍了现今飞机数字化装备技术的内容，并对数字化装配技术的未来进行了展望。关键词：数字化装配技术；飞机设计对装配技术的影响；型架并行设计及柔性设计；自动钻铆系统；容差分配技术；数字化仿真技术；数字化测量系统。一、飞机数字化装配技术的发展现状目前，我国飞机装配基本上还沿用20世纪六七十年代原苏联的传统方法，多采用基于模拟量传递方式为主的模线一样板一标准工装的(模板、样件、量规)工作方法。这种工作方法制造周期长、装配协调环节多、协调的工艺技术方法复杂，针对不同装配件采用了大量复杂的、硬性的、专用的实物标准工装和装配工装，其可变性、可重构性差，无通用性且成本高。特别地，在大部件(部段间)对接装配时，甚至还是人工的手扶肩扛操作。这种方式的缺点是：①飞机部件，特别是大型飞机大部件笨重，人工推动困难，效率低；②对接装配质量不高，手工操作时，对接面上孔销配合精度不高，常造成强行挤压装配，易产生应力，对疲劳强度影响大；③在对接装配的协调问题上还是原始的模拟量(实物)传递模式，为了保证对接装配顺利可靠，常常在对接部位设计制造相应的巨大标准工装用于协调，不仅延长了装配周期和无互换性，而且暴露了模拟量传递方式的多种缺点。随着我国飞机重大型号工程实施，在融入国际航空产业链、数字化技术广泛深入应用等方面不断推进，我国的飞机设计与制造技术得到了飞速发展。在装配技术方面，飞机装配是将零件、组件或部件按照设计和技术要求进行组合、连接形成高一级的装配件或整机的过程。飞机装配由于产品尺寸大、形状复杂、零件以及连接件数量多，其劳动量占飞机制造总劳动量的一半左右甚至更多。