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多品种变批量产品生产线夹具柔性化研究

作　者: 曹金涛
导　师: 蔡善乐
学　校: 兰州理工大学
专　业: 机械制造及其自动化
关键词: 多品种变批量生产线夹具柔性化相似度功能论
分类号: TG75
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

随着科学技术的进步,夹具已经从一种辅助工具发展成为门类齐全的工艺装备。机械加工过程越来越柔性化,而目前夹具的柔性化程度已经成为产品快速变换和制造系统新建或重组后运行的瓶颈,将会严重地影响制造系统的设计建造周期、系统生产率、质量和成本。现代制造中迫切需要能够适应产品变化的柔性夹具。本文以目前产品设计过程中应用的特征建模技术、功能论方法和模块化产品设计方法,以及计算机辅助夹具设计(CAFD)等先进理论为技术支撑,对批量随机变化生产条件下,不同规格的产品在一条生产线上进行生产时,对生产线夹具产生的新要求进行了分析和研究；提出了多品种产品混线生产的新型柔性夹具概念和设计方法。首先,利用特征建模技术建立了产品信息模型,通过分析零件相似性,确定了以计算零件相似度为依据的判断产品共线生产的方法。针对可共线生产的产品,分析其对夹具设计的影响,提出了夹具应用中的三个需要解决的问题：调整方式、调整精度和调整时间。然后,从系统论角度出发,分析不同因素对夹具设计的影响,结合系统建模技术建立了夹具空间模型,以夹具空间为基础,利用“切除法”设计柔性夹具设计的思路,可以完成调整方式的设计；根据夹具设计的新成果提出了夹具的运动功能分解,并对运动功能对夹具误差和结构的影响进行了分析,通过控制夹具的设计误差可以完成夹具调整精度的控制；在实现夹具设计的基础上,借鉴准时化生产思想,设计了夹具调控系统,作为生产现场管理生产线进程的手段,解决了柔性夹具应用时的调整时间的问题。最后,引入基于规则的知识推理方法和基于实例的知识推理方法,结合二者的优点建立了以基于“实例+规则”的推理方法为基础的夹具设计流程图；通过这种方法可以实现夹具的自动化设计,提高夹具设计效率。

全文目录

目录  5-7
摘要  7-8
Abstract  8-9
插图索引  9-10
附表索引  10-11
第1章绪论  11-17
  1.1 课题的提出和意义  11-12
  1.2 国内外研究现状  12-16
    1.2.1 柔性夹具  12-13
    1.2.2 计算机辅助夹具设计(CAFD)  13-15
    1.2.3 可重构夹具  15-16
  1.3 论文的主要研究内容  16-17
第2章基于共用生产线生产的产品族  17-28
  2.1 产品信息模型  17-20
    2.1.1 特征的定义和分类  17-18
    2.1.2 基于特征的零件建模  18-20
  2.2 可共线生产的产品族  20-22
    2.2.1 零件的相似性  20-21
    2.2.2 可共线生产的产品  21-22
  2.3 产品相似度计算  22-26
    2.3.1 相似度计算问题  22
    2.3.2 几何特征相似度  22-24
    2.3.3 工艺过程相似度  24-25
    2.3.4 制造属性相似性计算  25-26
  2.4 产品举例  26-27
  本章小结  27-28
第3章基于可共线产品的柔性夹具  28-34
  3.1 生产线柔性夹具要求分析  28-29
  3.2 基于可共线产品的柔性夹具  29-33
    3.2.1 夹具工作原理  29
    3.2.2 夹具整体结构  29-33
  本章小结  33-34
第4章夹具空间  34-44
  4.1 夹具设计过程分析  34
  4.2 从系统论看夹具设计  34-41
    4.2.1 工件因素  35-37
    4.2.2 机床因素  37-39
    4.2.3 夹具本身结构  39-41
  4.3 夹具空间的概念  41-43
    4.3.1 夹具空间定义  41-42
    4.3.2 设计方法  42-43
  本章小结  43-44
第5章夹具的运动功能分析  44-52
  5.1 柔性夹具的运动能力  44-45
  5.2 夹具运动功能对定位误差的影响  45-51
    5.2.1 定位误差计算模型  45-48
    5.2.2 三类典型定位方式下的定位误差分析  48-51
  5.3 设计实例  51
  本章小结  51-52
第6章夹具设计流程及调节系统  52-62
  6.1 知识推理方法简介  52-56
    6.1.1 基于规则的知识推理方法  52
    6.1.2 基于实例的知识推理方法  52-54
    6.1.3 "实例+规则"的混合推理方法  54-56
    6.1.4 夹具设计流程  56
  6.2 夹具调控系统  56-61
    6.2.1 准时化生产简介  56-58
    6.2.2 车间生产管理现状分析  58-59
    6.2.3 车间管理流程  59-60
    6.2.4 生产组织方式的选择  60-61
  本章小结  61-62
结论与展望  62-63
参考文献  63-66
致谢  66-67
附录A 攻读硕士学位期间发表的论文  67

多品种变批量产品生产线夹具柔性化研究

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