基于数字孪生的拖拉机混流装配智能排产仿真评价

车间排产对提高车间的效率至关重要,智能排产可以极大提高加工的自动化和智能化水平。但传统生产过程中大多采用固定的工时数据进行产线作业时间估算,而拖拉机混流装配以工人作业为主,工人作业时间不固定甚至存在较大差异。为满足智能排产要求,提出通过数字孪生车间对生产计划进行仿真评价以增强与实际车间的交互与反馈。搭建与现场拖拉机装配线一致的数字孪生三维模型场景及人机交互界面,根据MES系统中的过点信息实现装配线模型实时驱动,建立了一个拓展性强、可灵活复用的数字孪生系统。分析了生产计划评价指标,提出通过生产计划管理系统与孪生装配线的交互反馈,实现对基于数字孪生装配线的生产计划仿真运行及评价。通过数字孪生装配线采集到的实际工时仿真运行生产计划,可以得到优化后的生产计划。将低产、正常和高产月份各5 d内的实际生产计划与本系统生成的计划进行对比,结果表明本系统仿真评价后得到的生产计划更优越。

基于虚拟仿真技术的收割机零部件智能化装配研究

为准确实现收割机零部件智能化装配,并获取最佳收割机零部件智能化装配路径,该文设计了基于虚拟仿真技术的收割机零部件智能化装配方法。首先采用Pro/E软件构建收割机零部件三维模型;然后构建收割机零部件智能化装配结构树模型反映收割机与零部件间的父子关联特性,并设计零部件装配约束条件,以约束条件完成收割机零部件智能化装配;最后利用遗传蚁群算法获取收割机零部件智能化装配规划的最佳路径。实验表明,该方法既可实现收割机零部件智能化装配,又可计算出收割机零部件智能化装配规划的最佳路径,提升收割机的智能化装配速度。

基于深度强化学习的机器人轴孔装配策略仿真研究

针对现有轴孔装配方法存在的依赖于精确的接触状态模型、数据采集困难、采样效率低、安全性差等问题,提出了一种基于DRL的机器人轴孔装配策略仿真研究方法。搭建了基于ROSGazebo机器人轴孔装配仿真环境,提出了基于最小二乘法对力/力矩传感器进行重力补偿的方法;基于RL的范式对轴孔装配问题建模,并提出了一种基于SAC(soft actor-critic)算法的机器人轴孔装配方法;通过ROS建立了仿真环境与深度强化学习算法的通信机制。实验结果表明:该算法能够使机器人自主且柔顺地完成轴孔装配任务,并具有较好的泛化性。

小型航空发动机液压装配车架设计及仿真

针对目前小型航空发动机装配车架结构形式单一、空间运转自由度不足等问题,设计了一种新型小型航空发动机装配车架,增加了主支点翻转支撑机构和液压系统升降机构,并引入了负载敏感系统对液压回路进行控制,从而保证了发动机上所有零部件的装、拆、检测等操作均位于最佳工作平面上。仿真表明,新型小型航空发动机装配车架具有机体安装可靠、操作简单和换向平稳等优点,最大限度降低了操作人员的劳动强度,提高了生产效率,保证了发动机的装配质量。

面向飞机装配批架次完工时间的仿真预测方法

针对传统离散事件仿真方法缺乏对产品间差异化分析的局限性,提出一种面向飞机装配批架次作业过程的仿真预测方法。围绕飞机架次标签,研究对批架次装配作业过程中各类基本要素与交互关系的形式化定义,由此完成站位、整线仿真模型的构建;研究支持产品差异化分析的仿真推进框架与执行机制;以仿真结果数据为基础,提出基于区间估计法的架次完工时间预测方法。实验结果表明:该方法能准确地输出各架次预计完工时间的置信区间,为现场提供可靠的评估依据。

基于虚拟现实技术的船舶装配工艺仿真优化

传统依靠人工经验或者试错法的船舶装配不仅耗费大量的时间,同时也会给船舶装配带来极大的不确定性。本文将虚拟现实技术应用于船舶装配中,对船舶装配工艺仿真优化进行相关研究。构建船舶虚拟装配环境,包括虚拟装配建模、装配序列规划、装配路径规划、装配干涉检测、可达性分析以及装配过程仿真。船舶设计数据、装配工艺数据、虚拟环境数据以及人机交互数据为构建船舶虚拟装配工艺优化提供数据基础。使用数字化编号可以优化装配序列规划,采用包围盒法对虚拟模型碰撞检测进行优化,通过对比发现,优化后包围盒在空间上明显大幅减小,降低了不同零件模型之间的碰撞风险。

基于DELMIA的飞机平尾装配仿真研究

目前国内飞机装配过程中,数字化装配技术应用越来越广泛,基于三维模型的装配工艺设计也取得较大进展,但仍存在零部件能否准确安装,在实际安装过程中是否发生干涉,工艺流程、装配顺序是否合理,装配工艺、装备是否满足装配需要,装配操作空间是否具有开放性等一系列问题需要在装配设计阶段得到有效验证。通过运用装配仿真软件DELMIA,可以在计算机上以可视化方式研究和解决飞机装配的可行性、可达性,验证装配工艺设计的合理性,及时发现工艺中存在的各种结构性和空间性等问题,并对工艺方法、工装结构和生产线布局等进行修改和优化,从而有效地提高飞机装配质量,降低研制成本和周期。通过对飞机平尾的装配仿真研究,探讨装配仿真的应用,并将装配仿真过程涵盖的主要方法和特点进行阐述,在提供飞机装配仿真方法供参考的同时,也进一步促进装配仿真在飞机生产环节的推广和完善。

六轴装配机器人的动力学建模及ADAMS仿真分析

以六轴装配机器人为例,利用SolidWorks软件建立该装配机器人虚拟样机,然后采用拉格朗日法推导机器人的动力学方程,并利用MATLAB/Simulink模块求解关节力矩的理论值,之后利用ADAMS仿真软件进行动力学分析。仿真结果表明:机器人各关节速度、角速度等曲线都比较平滑、无突变,各关节力矩变化平稳,说明机器人结构合理,运行平稳,为之后机器人选择驱动电机、进行运动控制提供了有价值的数据信息,为实际样机开发提供了有效参考。

装配式剪力墙平面外稳定性仿真验算

针对灌浆质量无法保证、连接钢筋数量过多等问题,提出一种分割竖向分布钢筋,强化现浇边缘构件纵筋的装配式剪力墙结构。为研究平面外稳定性,根据装配式剪力墙结构特征,对三种支撑条件下装配式剪力墙边界进行简支处理,利用屈曲理论与欧拉公式创建三种支撑条件下装配式剪力墙平面外稳定性验算方法,为墙体截面厚度取值提出建议,并通过实验分析进行了合理性验证。结果可知,本研究计算所得长度系数λ偏于安全,能够在现实工程装配式剪力墙平面外稳定性验算方面发挥作用。

基于DELMIA的飞机三维装配工艺设计与仿真

针对我国航空制造业当前装配工艺规划与设计的现状,开展了基于DELMIA进行飞机三维装配工艺设计与仿真方法的研究,对三维装配工艺设计与仿真的关键技术进行了重点分析,包括三维工艺组件划分、装配生产线布局规划、基于知识的装配工艺规划,以及装配仿真中的装配干涉检查、人机工效仿真,并通过某型飞机机翼装配对三维工艺设计与仿真进行了应用验证。

基于Delmia双机器人高铁协同装配仿真研究

工业机器人装配作为高性能制造的主要方式,已逐渐应用于我国公路、道桥、高铁和汽车生产等领域。考虑到结构特点和现场工况限制,需要采用双机器人协同的方式进行装配,进一步提升产品的装配效率、质量和可靠性。以高铁车身结构制孔装配为研究对象,对双机器人装配过程中的站位布局进行分析,调整各机器人装配协同性;运用Delmia软件对双机器人制孔流程进行模拟仿真,通过路径优化实现双机器人协同高效制孔。结果表明,双机器人协同制孔效率提升至6个/min,孔垂直度偏差小于0.5°,孔径误差控制在0.05mm以内。

基于动态仿真技术的装配式建筑施工人员配置优化:以流水施工模式为例

装配式建筑施工中存在大量的重复性工作,且施工场地人员密度直接影响工人的施工效率。因此,装配式建筑施工的人员配置影响着项目工期、成本及碳排放绩效表现。基于以上问题,提出基于动态仿真技术的装配式建筑施工人员配置优化方法。首先,根据装配式建筑施工逻辑流程图及资源参数建立仿真模型。然后,基于人员密度对施工效率的影响,提出工期、成本和碳排放的计量函数。最后,通过Arena的OptQuest工具,分别以工期、成本和碳排放绩效为目标,对施工人员配置方案进行优化。通过典型案例验证方法的合理性,研究结果表明:以动态仿真技术实现的施工人员配置优化,可以缩短20.43%的工期、降低6.72%的成本、减少18.31%的碳排放;在施工场地人员密度的影响下,人员数量与工期不呈现正相关关系,与成本、碳排放无明确关系;从整体仿真结果来看,工期、成本和碳排放目标呈现协同性,但亦有单次模拟结果表明绩效间无明显协同甚至出现互斥关系;由于单绩效目标优化可能会造成其他绩效的损失,因此在制定施工人员配置方案时,应全面考虑成本、工期和碳排放绩效,根据项目实际管理需要,在多个绩效中权衡取舍。

基于DELMIA的双离合变速器装配过程可视化仿真

为了实现双离合变速器的虚拟仿真,通过运用DELMIA创建某双离合变速传动机构的主要螺栓装配仿真过程;并且对装配仿真进行了碰撞干涉和甘特图分析;最后,利用DELMIA的数字化制造工艺与DELMIA工艺工程师的数据交换提前安排制造计划。结果表明,该方法实现了生产、工艺与制造资源的虚拟协同设计,缩短了设计周期,缩短了交付周期,节约了生产时间,降低了设计成本。

基于DELMIA的车用空调虚拟装配过程仿真

为了实现空调的虚拟装配,以车用空调为例,在DELMIA软件中构建车用空调虚拟装配环境,利用"反装"的思路对车用空调的装配序列、装配路径进行了规划,并通过干涉碰撞检查,查找和分析干涉碰撞原因,以便及时对装配序列和装配路径做出调整,最终获得车用空调合理的装配序列与装配路径,通过装配过程仿真进一步验证了装配序列和装配路径的合理性.装配过程仿真结果表明该方法对产品的装配有重要的指导意义,可以缩短产品开发周期,降低装配成本,提高产品质量.

基于DELMIA的船体虚拟装配过程仿真研究

以DELMIA为平台,对船体进行虚拟装配过程仿真研究。干涉分析与仿真验证表明该方法对船体制造与装配有重要借鉴意义,既可以降低装配成本,缩短产品开发周期,又可以改善设计质量。

基于DELMIA的汽车前盖装配作业的仿真与改进

为了预防汽车前盖装配中的手工提举作业导致的潜在职业病,基于DELMIA软件提出了一种针对前盖装配作业工效的综合评价改进方法,运用软件中的快速上肢评价法(RULA)和提举方程分析法(NIOSH)对前盖装配作业中的人机工效问题进行定量综合评价,根据评价结果进一步判断是否需要对工艺或工装进行改进。通过综合评价改进方法的流程进行仿真、分析和改进,针对前盖装配作业中出现的人机工效问题,结合人机工程学理论提出了改进方案,对改进方案进行了建模和仿真,改进前、后的仿真结果以及作业时间对比可以看出,改进效果明显,人员行走路径无变化,作业疲劳得到了降低,提升了作业效率。

基于DELMIA的短舱结构虚拟装配过程仿真

以某登陆艇推力螺旋桨短舱结构(简称:短舱结构)为例,在设计过程中,通过在DELMIA软件中构建短舱结构的虚拟装配环境,利用"反装"的思想对短舱结构的装配路径进行规划,并运用干涉检查、碰撞检查等手段,及时地对装配路径作出调整,最终形成合理的短舱结构装配路径,指导短舱结构的设计、装配过程。

基于DELMIA的主减速器及差速器总成装配仿真

针对主减速器及差速器总成装配复杂、精度要求高等问题,文章采用"反装"思路,以DELMIA软件为平台实现虚拟装配。将产品工艺设计与虚拟装配过程同时进行,凸显了并行设计的思想。在对主减速器及差速器总成碰撞干涉检测和甘特图分析的基础上,发现问题并对装配路径和装配节拍提出优化方案;最终生成可用于指导实际生产的装配序列和装配视频。仿真结果表明,运用虚拟装配技术提高了主减速器装配质量、降低了生产成本、缩短了研发和交付周期。

基于DELMIA的装配过程仿真及其在飞机数字化柔性工装设计中的应用

飞机数字化柔性工装因其结构设计的三维化和复杂化以及装配工艺的数字化等原因,使得装配过程仿真成为飞机数字化装配及工装结构设计的必要手段。基于装配工艺文件映射技术和装配过程仿真模型,通过装配工艺过程及机构运动集成仿真技术的突破,实现了飞机复杂的结构件数字化装配过程的仿真。以某型机部件数字化柔性工装设计与装配仿真过程为例,通过机翼前襟翼部件装配过程仿真及其柔性工装运动仿真,探讨了DELMIA软件在飞机装配仿真及柔性工装设计中的应用。

基于Delmia/QUEST的数字化装配线仿真应用

随着先进制造技术、虚拟现实技术与仿真技术的发展,他们之间的融合应用越来越紧密和深入,带动了虚拟制造技术和数字化工厂技术的飞速发展和日趋成熟,使得对他们的研究与应用越来越广泛而深入,基于Delmia/QUEST的数字化装配线仿真技术便是该领域中一个方面.