航发叶片自动化砂带磨削单元制造执行管控软件开发

摘要

航发叶片作为航空发动机关键零件之一，其表面加工质量和生产效率对航空发动机的制造有着重要的影响。为了生产出具有良好表面质量的航发叶片，对叶片表面抛磨是必不可少的加工工序。基于科研机构对数控磨床的研究，部分企业已经实现了航发叶片砂带磨削数控生产，但是生产过程中仍离不开沉重的工件搬运以及繁杂的生产过程记录等人工投入，导致数控机床闲置时间长、生产连续性低，阻碍了生产效率的提高。为了解决现存的问题，本论文基于数控砂带磨床、工业机器人、物料存储设备以及PLC控制的辅助设备等进行自动化生产的组建，对航发叶片砂带磨削生产制造单元进行制造执行管控软件开发的研究，以实现航发叶片抛磨生产自动化，提高生产效率。本文进行如下内容的研究：　　1.结合航发叶片自动化砂带磨削生产线的生产设备组成以及航发叶片砂带磨削制造的要求，进行自动化生产制造执行管控软件系统的整体框架构建。通过对产线自动化生产排产优化算法的研究来降低设备运行闲置时间，提高生产率。　　2.研究航发叶片自动化砂带磨削单元制造执行管控软件系统的关键技术，包括：自动化过程中各设备关键信号的采集与控制；管控软件系统与现场生产设备基于工业以太网的通讯控制网络集成以及设备协调运行逻辑控制。　　3.按照管控软件的需求完成软件系统的软件框架设计，根据框架进行相关功能模块的划分，包括：基础信息管理模型、生产任务管理模块、生产加工控制模块、设备状态监控模块等。并设计各个功能模块软件实现方案。　　4.完成航发叶片自动化砂带磨削单元制造执行管控软件系统的开发，并对软件功能进行调试，结合生产现场运行状况验证管控软件系统的自动化生产能力。

目录

声明

1 绪论

1.1 论文来源

1.2 研究背景及意义

1.2.1 研究背景

1.2.2 研究意义

1.3 国内外研究现状

1.3.1 航发叶片砂带磨削研究现状

1.3.2 自动化生产研究现状

1.4 研究内容与技术路线

1.4.1 研究内容

1.4.2 研究方法和技术路线

1.5 本章小结

2 航发叶片自动化砂带磨削单元制造执行管控软件系统总体方案

2.1 航发叶片自动化砂带磨削单元制造执行管控软件综合分析

2.1.1 航发叶片砂带磨削自动化生产的必要性

2.1.2 制造执行管控软件系统硬件设备组成

2.1.3 航发叶片砂带磨削自动化生产线构建面临的问题

2.2 航发叶片自动化砂带磨削单元制造执行管控软件系统模型构建

2.2.1 制造执行管控软件系统构建目标

2.2.2 制造执行管控软件系统构建框架

2.3 航发叶片砂带磨削自动化生产平衡排产控制方法

2.3.1 航发叶片砂带磨削自动化加工要求

2.3.2 航发叶片砂带磨削自动化生产线平衡排产问题

2.3.3 航发叶片砂带磨削自动化生产平衡排产数学模型

2.3.4 航发叶片砂带磨削自动化生产平衡排产优化算法

2.4 本章小结

3 航发叶片自动化砂带磨削单元制造执行管控软件关键技术

3.1 运输和加工工艺流程中不同类型设备的关键信号采集与控制

3.1.1 840Dsl数控系统关键信息采集与控制

3.1.2 ABB机器人关键信息采集与控制

3.1.3 PLC系统关键信号采集与控制

3.2 基于工业以太网的管控软件系统通讯与控制集成

3.2.1 管控软件系统中各设备通讯控制网络结构

3.2.2 制造执行管控软件系统分类信息汇总

3.3 多类型叶片加工时的生产排程与设备运行逻辑控制

3.4 本章小结

4 航发叶片自动化砂带磨削单元制造执行管控软件设计与开发

4.1 制造执行管控软件总体设计

4.1.1 制造执行管控软件需求分析

4.1.2 制造执行管控软件框架设计

4.1.3 制造执行管控软件功能模块设计

4.2 制造执行管控软件开发

4.2.1 基础信息管理模块开发

4.2.2 生产任务管理模块开发

4.2.3 生产加工控制模块开发

4.2.4 设备状态监控模块开发

4.3 制造执行管控软件实施范围

4.4 本章小结

5 航发叶片自动化砂带磨削单元制造执行管控软件调试与运行验证

5.1 制造执行管控软件功能调试

5.2 制造执行管控软件自动化生产运行试验

5.3 企业试点

5.4 本章小结

6 全文总结与展望

6.1 全文总结

6.2 展望

致谢

参考文献

个人简历、在学期间发表的学术论文及取得的研究成果