柔性生产线中工艺路线的模型设计与执行过程

摘要

在以多品种、小批量、快响应为主要生产模式的加工生产中，传统的工艺模型固定单一，缺乏对工序动作的描述，不能快速响应需求变化，不利于工艺系统与其他生产模块的集成。车间的生产调度层与加工设备层之间通常直接采用函数调用实现设备动作，存在耦合度过高、生产制造柔性不足的问题。
　　针对上述工艺模型单一和生产调度层与设备层间耦合度过高的问题，本文提出了基于JSON格式的工艺路线数据模型和工序动作的指令化。
　　首先，根据生产线系统需求与特性，结合物料管理系统、刀具管理系统和设备资源管理系统，确定了生产线的工艺路线模型，在模型中加入了描述工序动作的指令集合。指令集合以JSON格式进行表示，以加工制造工艺信息为主体，将与工艺相关的机床、刀具、机器人等加工资源信息进行集成。
　　然后，模仿NC程序代码，对工序中的设备动作进行指令编码，定义了基于设备动作的执行指令和程序指令集。通过工序的指令化，实现将工艺信息以指令代码的形式作为输出，下发到执行设备，以此隔离生产调度层和设备层，改善车间响应效率与柔性生产能力。根据动作执行者的不同，对设备动作进行划分，确定了执行指令的编码方式。根据动作之间的并行与串行关系，确定了程序指令集的树形结构。
　　最后，分析了基于程序指令集的柔性工艺规划问题，研究了指令集在系统中的控制流程和数据变化情况。重点研究了指令的分布式执行方式，对指令执行时各模块间的协作配合模式进行设计，并以“加工开始”和“上料”任务为例，对协同作业模式进行了说明。
　　本文以飞机后桶段上的连接肋板为例，通过对肋板的特征和加工工艺分析，依据前文所设计的工艺路线模型对肋板进行工艺建模，详细描述了其工艺模型中执行指令的执行过程。

目录

声明

第1章 绪论

1.1课题概述

1.2相关技术研究综述

1.3本文的主要研究内容和组织结构

第2章 柔性生产线中的工艺路线建模

2.1柔性生产线系统分析

2.2柔性生产线中的工艺信息

2.3柔性生产线工艺路线数据模型设计

2.4本章小结

第3章 基于JSON的工艺路线指令化

3.1基于JSON的工艺路线模型

3.2执行指令与程序指令集

3.3程序指令集的JSON格式

3.4本章小结

第4章 柔性工艺规划与指令的分布式执行

4.1柔性工艺规划设计

4.2指令的下发

4.3指令的解析与分布式执行

4.4本章小结

第5章 基于肋板的工艺模型设计及应用验证

5.1肋板的工艺模型设计

5.2肋板的执行指令

5.3肋板执行指令的执行

5.4本章小结

第6章 总结与展望

6.1全文总结

6.2展望

致谢

参考文献