数字化工厂PPT课件VIP

1、第1页/共42页内内 容容 车间布局 人机工程学 数字化装配技术 数字化加工技术第2页/共42页1. 车间布局车间布局第3页/共42页1. 车间布局车间布局数字化工厂在工厂层面的应用 工厂及车间的布局和初步的生产计划规划仿真制造系统按照一定的原则在设备和车间内部空间面积的约束下，对车间内各组成单元工作地以及生产设备进行合理的布置，使它们之间的生产配合关系最优，设备的利用率最高，物料运送代价最小，并且能够保证生产的长期高效运转。2050的加工费用用于物料运输，合理的车间布局至少可节省10%30%的物料运输费用。第4页/共42页1. 车间布局车间布局1.2 制造系统布局 定性定量主要考虑设备之间或

2、单元之间的相互关系 布局的美观性、操作的舒适性、生产的安全性主要考虑生产规划周期内设备之间或单元之间的材料流、工件流和人流的运输费用最小化。第5页/共42页1. 车间布局车间布局构形：系统在某个时间的物理形态重构：系统从一种构形向另一种构形的变迁 可重构性表现：(1) 生产能力可调，以适应市场需求的波动变化(2) 加工范围可调，能适应新产品的加工(3) 制造系统能不断升级，融入先进制造技术可重构性第6页/共42页1. 车间布局车间布局 制造单元布局 物流布局(1) 按工艺流程布置：根据某种产品的加工顺序来排列各种制造设备 流水线布局 小品种、大批量 标准化程度较高的产品 生产线：直线形、U形、

3、S形(2) 按机床类型布置：将机床按功能进行分类，同一类型的设备集中布置 机群式布局 多品种、小批量制造系统的布局第7页/共42页1. 车间布局车间布局(3) 按成组生产布置：根据成组技术思想，将设备按照一定的零件族的工艺要求布置 单元布局 简化工作流，改善物流(4) 分布式布局：将大的功能单元分解成小的子单元，分布在整个车间，动态组建单元 生产需求频繁波动第8页/共42页1. 车间布局车间布局虚拟环境能给布局设计人员提供一个三维的、交互的、直观方便的设计环境，可以充分利用设计人员的知识和经验来进行基于交互的详细布局设计，并通过约束机制和实时碰撞检测机制自动保证布局过程的有效性，同时将布局结果

4、直接呈现给用户，使得用户得以象在真实的物理世界中一样在计算机构建的虚拟环境中观察和操纵布局模型，并能直观可视化地分析和评价布局方案。1.3 VR车间布局的设计方法第9页/共42页1. 车间布局车间布局第10页/共42页1. 车间布局车间布局第11页/共42页2. 人机工程学人机工程学对操作者的工作进行分析，为合理设计工作环境、劳动强度和人员分配提供强大的支持。2.1 主要研究内容(1) 人体特性的研究 工业设计中与人体有关的问题(2) 人机系统的总体设计 在整体上使“机”与人体相适应(3) 工作场所的设计(4) 环境控制和安全保护设计第12页/共42页2. 人机工程学人机工程学2.2 主要研究

5、方法(1) 观察法 动作分析(2) 实测法 仪器设备人、作业环境(3) 实验法(4) 模拟和模型实验法(5) 计算机数值仿真法 数学模型人、机、环境(6) 分析法 资料数据第13页/共42页2. 人机工程学人机工程学2.3 人体工作能力的研究2.3.1 影响作业能力的主要因素(1) 生理因素 年龄、性别(2) 环境因素 空气、噪声、照明、色彩(3) 工作条件和性质(4) 锻炼与熟练效应第14页/共42页2. 人机工程学人机工程学2.3.2 作业疲劳作业者在作业过程中，产生作业机能衰退，作业能力明显下降，有时并伴有疲劳等主观症状的现象。(1) 个别器官疲劳 (2) 全身性疲劳 体力劳动(3) 智

6、力疲劳 脑力劳动(4) 技术疲劳 脑力劳动体力劳动第15页/共42页2. 人机工程学人机工程学2.4 人体模型2.4.1 几何模型骨骼模型皮肤模型第16页/共42页2. 人机工程学人机工程学2.4.2 运动模型树形模型),(),(0_zyxPTTTTzyxPankleRkneeRthighRrootankleR第17页/共42页2. 人机工程学人机工程学2.5 人机工程的应用 人机工程方面的三维仿真分析(1) Tecnomatix公司 eM-Engineer Human子模块(2) Dassaul公司Delmia ERGOCheck根据工作流程确定操作者的作业顺序，分析人体的劳动强度，对不合理

7、的布局进行调整。第18页/共42页2. 人机工程学人机工程学第19页/共42页3. 数字化装配数字化装配设计师质量、加工阶段保证、装配阶段落实装配质量产品的性能、质量A) 装配成本 生产成本 3050%B) 产品总工 装配劳动量 2030%C) 装配环节生产自动化D) 劳动力占用量大 1/3 与装配相关的活动E) 新产品试制装配问题 成本50%第20页/共42页3. 数字化装配数字化装配3.1 数字化装配概念装配过程在计算机上的本质实现，是基于产品的数字化实体模型，无需产品或支持过程的物理实现，在计算机上分析与验证产品的装配性能及工艺过程，辅助做出与装配有关的工程决策。第21页/共42页3.

8、数字化装配数字化装配数字化装配是指使用计算机在没数字化装配是指使用计算机在没有物理实现产品或支持过程的情有物理实现产品或支持过程的情况下，通过分析、预测模型、数况下，通过分析、预测模型、数据的表达和可视化，作出或辅助据的表达和可视化，作出或辅助作出与装配相关的工程决策。作出与装配相关的工程决策。数据手套数据手套跟踪系统接收器跟踪系统接收器跟踪系统发射器跟踪系统发射器头盔（头盔（HMDHMD）图形工作站图形工作站耳机耳机实现两个层次的映射实现两个层次的映射底层：底层：数字化模型映射物理模型，数字化模型映射物理模型，使得工程分析、装配仿真成为可使得工程分析、装配仿真成为可能；能；顶层：顶层：虚拟装

9、配仿真过程映射真虚拟装配仿真过程映射真实装配过程，使得产品规划、分实装配过程，使得产品规划、分析和评价成为可能。析和评价成为可能。第22页/共42页3. 数字化装配数字化装配3.2数字化装配的作用产品研究与规划产品设计产品试验产品制造产品销售产品使用产品报废可装配性和可拆卸性检验、装配效率分析、设计方案比较装配原型、干涉分析、数据测量装配后特性检查装配规划制定、规划方案比较、装配任务培训、装配过程引导维护培训、维护过程引导拆卸任务培训、拆卸过程引导第23页/共42页3. 数字化装配数字化装配3.3 数字化装配的功能产品数字化装配系统产品装配建模产品装配序列规划产品装配路径规划产品装配分析产品装

10、配零件建模产品装配结构建模产品装配关系建模装配公差与力分析装配仿真与干涉检验装配性能评价与优化第24页/共42页3. 数字化装配数字化装配3.4数字化装配系统的信息流程第25页/共42页3. 数字化装配数字化装配3.5 装配路径规划预处理试拆卸规划结果转换装配是拆卸的逆过程基于仿真试拆卸的装配路径规划第26页/共42页3. 数字化装配数字化装配装/拆运动路径的有效性检查第27页/共42页3. 数字化装配数字化装配工序工步编排工艺文档生成3.6 应用系统第28页/共42页3. 数字化装配数字化装配安全距离警示语音提示装配路径记录第29页/共42页4. 数字化加工技术数字化加工技术 数字化工艺规划

11、 数字化数控加工4.1 数字化工艺规划在数字化制造平台上，对产品的工艺进行规划，即以数字化加工资源和工艺方法为基础，通过产品制造特征的识别，为产品制定加工工艺路线。 加工顺序、资源分配、切削参数、NC程序第30页/共42页4. 数字化加工技术数字化加工技术工艺规划(Process Planning)零件模型描述生产需求工艺规程工时定额成本核算NC程序加工方法库加工资源库加工能力约束第31页/共42页4. 数字化加工技术数字化加工技术数字化工艺系统框架结构用户接口解释模块推理机加工知识库编译加工方法库加工方法框架资源编辑模块加工方法编辑模块方法框架编辑模块管理员用户接口产品模型库资源库第32页/

12、共42页4. 数字化加工技术数字化加工技术4.2 数字化数控加工技术 验证数控程序、评价工艺规划、优化加工过程数字化数控加工系统零件毛坯模型夹具模型零件成品模型验证的数控代码干涉检查、行程检查机床模型数字控制机制数控代码第33页/共42页4. 数字化加工技术数字化加工技术数字化数控加工技术框架第34页/共42页4. 数字化加工技术数字化加工技术数控程序验证VERICIT 碰撞干涉、过切/欠切检验 第35页/共42页4. 数字化加工技术数字化加工技术未优化时进给速度优化后进给速度 切削参数优化第36页/共42页4. 数字化加工技术数字化加工技术4.3 应用系统TURBO CANVASVericut中的虚拟加工第37页/共42页4. 数字化加工技术数字化加工技术德国第38页/共42页4. 数字化加工技术数字化加工技术 Turbotek Co. Korea 2001年 CANVAS(Computer Aided NC-code Verification and Anal