装配工艺设计
装配工艺设计范文第1篇
TRIZ由以下9个经典理论体系构成:技术系统进化法则、40个发明原理、物-场模型、发明问题的标准解系统、科学效应知识库、矛盾矩阵、物理矛盾分析法、最终理想解(FIR)，以及发明问题解决算法(ARIZ)。图1所示为TRIZ体系各项内容间的关系。TRIZ方法以技术系统功能分析、技术冲突与矛盾分析、资源分析和物-场模型等为分析工具，对于一般性标准的发明问题可以运用发明问题标准解法、效应知识库、技术矛盾创新原理和物理矛盾分离方法四大工具予以求解;对非标准问题则可运用ARIZ工具予以解决。图1TRIZ体系各项内容间的关系TRIZ解决发明创造问题的一般方法［3-4］是:首先将需解决的问题加以定义、明确;然后根据TRIZ提供的方法，将该问题转化为类似的标准问题，即可查得TRIZ中已总结归纳出的类似问题的标准解决方法;最后依据此类标准解方法给出的启示，得出用户需要解决问题的方案。
2计算机辅助创新平台———Pro/Innovator
CAI是将TRIZ方法、本体论、现代设计方法学、语义处理技术与计算机软件技术融为一体的创新设计技术，它以分析解决产品创新和工艺创新中遇到的各种矛盾为出发点，基于问题求解理论和已有的知识总结，辅助企业在产品设计和工艺设计中进行功能创新和原理创新，可极大地提高企业技术创新的能力和效率［5］。目前我国市场上比较有影响的CAI软件有美国亿维迅公司推出的Pro/Innovator软件，InventionMachine公司的GoldfireInnovator软件、TechOptimizer软件，还有河北工业大学研制的InventionTool创新软件等，此类软件为正确地描述问题、创造性地解决问题，以及客观地评价方案等提供了一系列可操作的手段，为实现创新设计问题的流水线式解决方式提供了条件。在Pro/Innovator6．0软件的应用中，技术人员首先通过初始问题的描述，对问题进行系统分析，寻找问题产生的原因，不断分解问题并形成问题列表，通过矛盾问题求解或根本问题求解，参考软件中创新原理模块的相关内容，找出解决问题的方法和备选方案(必要时对其进行资源分析、可行性分析或风险性分析)，可以对各备选方案生成评价报告，还具有专利查询及申请的功能，其典型解题流程［6-7］如图2所示。
3应用实例
本文以Pro/Innovator6．0软件为平台，通过开关盒装配实例来说明其解决问题的流程。3．1工况背景及初始问题描述珠江三角洲有许多电工产品生产企业，开关面板是各企业的主导产品之一。其中开关盒的装配均采用人工作业方式，开关盒装配组件如图3所示，工人左手抓取一个开关盒移动至作业区，然后持住开关盒，右手分别抓取一个接线铜座和两个接触铜座，依次用力安开关盒对应座孔内，然后左手移动已装配的开关盒到成品区，交由下一工序处理，如图4所示。由于开关盒整体为一个内凹的箱状空间结构，空间非常狭小，且铜座和开关盒一般采用过盈(或过渡)配合，工人右手安装铜座时，两手指很难进入狭小内凹空间，耗时较多且安装费力，经常手指碰擦盒座边缘及其他表面而受伤，工人需要带硅胶指套保护，这样进一步加大了作业难度。3．2问题分析与分解在Pro/Innovator的系统分析模块中，需先构建组件模型，包括系统作用对象、系统组件和超系统组件，分析组件之间的相互作用，发现系统中存在的有害和非优化作用，理清模型功能实现的机理;然后定义组件的角色，将各组件及其之间的作用转化为主能量流、控制流、结构流或自定义流，呈现系统中能量、信息和物质的传递与转换;再转到问题分解模块中将初始问题分解，图形化表达出问题产生的因果关系，梳理和明确下一步求解的方向。在本案例中，首先对开关盒装配系统进行组件分析，其模型如图5所示，明确该系统中的系统作用对象(铜座)、系统组件(开关盒)和超系统组件(工作台、左手、带指套的右手)，并分析组件之间的相互作用，同时明确该系统中的结构流、控制流及各组件在流的传递中承担的角色。在该开关盒装配实例中，将铜座与开关盒的装配效率不足作为初始问题，将可能产生该问题的原因作为子问题分别列出，依次探索其子问题至不可分解为止。初始问题分解如图6所示，最终得到三个子问题:1)开关盒安装铜座的座孔空间不足(不利于手指进行装配)。2)开关盒腔壁上端对装配铜座的手指有磨损。3)缺少装配机构，应对开关盒实行机械化装配。3．3问题解决与方案生成Pro/Innovator软件的解决问题模块有解决方案模块、创新原理模块及专利查询模块三种。解决方案模块拥有丰富且强大的技术方案知识库，包括基于专利和创新原理的TRIZ应用实例的预定义方案，以及由用户以往的经验而自定义的技术方案。创新原理模块的TRIZ工具基础是矛盾矩阵，定义了矛盾之后会自动列出与其相关的创新原理，且伴随若干创新原理应用实例，可作为解决有类似矛盾问题的参考。如果以上两个模块都未能很好地解决问题，可利用专利查询模块，在专利网络知识库查找技术方案。3．3．1针对子问题1)进行矛盾分析首先以矛盾定义的方式，确定开关盒座孔的形状和装配的可靠性为要改善和恶化的参数，从矛盾矩阵可得到三个供参考的创新原理:No．10预操作原理、No．40复合材料和No．16未达到或超过作用原理。1)参照No．10预操作原理给出的“预先安置物体，使其在最方便的位置开始发挥作用”的描述，得到启示:借助安置辅助板，在辅助板上开设有与开关盒三个座孔相应的孔，以此预先定位铜座与开关盒座孔。由此可确定方案1:安装辅助装置即上、下两个辅助板。首先将开孔的下辅助板压在开关盒上，然后把三个铜座分别找准安装在相应的孔内，并使铜座下端均有一部分进入开关盒座孔内，再将上辅助板沿导柱放在下辅助板上并施压，上辅助板的凸台能保证铜座完全地进入到各自对应的座孔内。完成装配后，将上辅助板和下辅助板依次取下，进行下一个开关盒的装配。该辅助装置结构示意图如图7所示。2)参考No．40复合材料原理，可得到启示:将铜座与开关盒座孔内壁换为有较好挠性的材料。于是得到方案2:用挠性材料制作开关盒座孔内壁，且顶部配有卡槽以定位铜座。3．3．2针对子问题2)进行分析装配时开关盒对手指有磨损(即有害)作用，可采用第一类标准解之S1．2．1:引入中介物消除有害作用，于是得到方案3:引入铜座夹持工具，能准确抓取筒座，并对准开关盒的铜座孔，作业人员手腕施力，通过铜座夹持工具传递，快速将铜座按压到座孔内。3．3．3针对子问题3)进行分析由于全部装配均为人工操作，工作效率较低，采用机械装配机构可提高开关盒装配的效率，于是得到方案4:采取简易机械手。首先设计一套开关盒定位夹具，实现三个座孔的精确定位。然后由简易机械手抓取铜座对准座孔，将铜座插入座孔内。3．4方案评价上述生成的预选方案可在Pro/Innovator6．0软件的方案评价模块中，通过应用评价模型确定解决问题的最佳方案。评价模型是一个参数集合，其允许依照用户设置的不同评价指标组合设置权重，来实现对多个技术方案的定量评价。在开关盒装配的实例中，以装配效率、实现成本和对现有工况改变程度为评价参数，并分别确定三个参数的相对权重依次为40%，40%和20%，然后对四个预选方案评价后得出结论:方案1的设计与实施最为简单，成本较低，且实现了双手同时操作，提高了装配效率。此外还可以在此基础上再做改进:同时在上、下辅助板上分别开设多组凸台和铜座孔，亦可利用简易液压缸对上辅助板进行施压，即可同时完成对多个开关盒的装配，实现小批量化。该方案制作成本低，能显著降低人工操作难度，有效提高开关盒装配工艺的效率。
4结语
装配工艺设计范文第2篇
摘要：以学生职业能力培养为中心设计课程，并围绕地方企业中的人才需求，教学内容选取，以源于企业、经过教学改造，依据认知规律
关键词：职业能力；工艺；装配；课程设计
一、设计理念与思路
（一）以学生职业能力培养为中心设计课程内容。
《机械工艺与装配》是以学生职业能力培养为中心设计的工作过程导向的、情境化的理实一体化的课程。课程根据企业调研得到的数控工艺员典型工作任务为依据，有针对性的开发或选择三个典型的多零件装配成的部件为课程实施载体，课程载体可承载知识、技能、素质目标培养的需求；并且便于教学转化；用任务驱动、问题引导、角色扮演、团队协作、特色PK、量化考核，调动学生积极性，使学生为了完成任务必须学习，为取得良好经济效益主动学习。教学成果的可评价性：在课程学习中使学生既能充分利用已有的知识和技能同时又自觉接受新的工作过程性知识与技能。
（二）围绕地方企业中的人才需求设计课程情境。
《机械工艺与装配》是直接服务于数控工艺员、数控编程员专业核心能力培养的课程。这里要将一个源于企业、经过教学改造的集中体现课程内容设计理念的多零件装配成的部件“榨汁机模型”作为第一学习情境。以来源于企业的真实产品“车灯检具” 作为第二学习情境。用一个可进行教学成果比较和检验的典型部件“产品的数控编程、加工与装配大赛竞赛题”作为第三学习情境。
（三）基于现代企业真实生产方式设计课程任务。
每一个学习情境和情境中的工作任务、任务中的单元都按完整的行动模式设计。将不同表达方式的工作任务、考虑资源情况的制造可行性评估、用CAPP计算机辅助编制工艺方案、工艺装备的选取与设计制造、数控机床加工程序CAM计算机辅助编制及生产计划和调度PPS等作为重点来学习。
（四）按着人们的认知规律设计任务层次。
三个学习情境按着人们的认知规律，以“边学边做、模仿着做、自主来做”的排序，将第一个学习情境设计成“开发性”的学习任务；将第二个学习情境新任务部分设计成 “开发性”的学习任务，其他设计成“设计导向性”的学习任务；将第三个学习情境设计成“设计导向性”的学习任务
本课程将利用前导课程1.符合标准的零件绘制方法；2.常用机构及连接；3.机械制造工艺规程的制定；4.机械加工方法的选择；5.机械加工工艺的执行；6.使用加工设备及刀具、夹具、量具等工艺装备的能力.数控机床手工和计算机编程；等信息。
并采集以下新信息：1.通用数据格式零件工艺信息的识读；2.基于信息分析下的可制造性评估；3.基于3D模型的二维工程图图绘制；4.使用CAPP的工艺规程制定及其数据库建立方法；5.利用PPS导向的生产计划和调度；8.会分析处理加工现场工艺问题； 9.可指导工件的检测。
通过本课程能够得到如下方法能力的训练：1.调度协调环节可涉猎利用专业术语与人沟通能力的训练；2. 现场问题处理可涉猎观察、分析、判断加工现场的安全、可靠、合理性和改革、创新能力的训练；3.软件工具的使用可涉猎接受技术指导和自我学习的能力训练；4.团队工作可涉猎与人合作的素质的养成训练。
二、教学内容选取
《机械工艺与装配》课程针对“机械工艺与装配”这一典型工作任务，以源于企业、经过教学改造，依据认知规律，教学内容体现数控工艺员工作过程性知识与技能,充分利用前导课程的知识与技能的积淀，贯穿专业信息的利用和新信息的采集方法能力培养，从数控技术专业数控工艺员人才培养目标的最终实现角度，来培养学生的职业行动能力，实现数控机床高级操作工、数控工艺员的培养目标。
三、借鉴部件成组分类法形成学习情境
选择与专业“学习领域”课程有接口的产品，榨汁机模型作为第一个学习情境：本学习情境是由课程组教师参与设计、编程、加工、装配的哈轻车箱体连接件模具、马自达6手刹车系统成型模具、汽车导油槽等产品的部分零件，经过教学改造用于体现课程内容的多零件装配的部件。该部件由10个零件组装而成，其上包括回转类零件4件、轮廓类零件4件、复杂形体2件。连接件、标准件需要学生根据载体的功能和结构特点选择。零件以通用数据格式IGES文件、STEP文件格式给出，结构不够完整，存在可制造性缺陷。接受任务时需进行工艺处理。轮廓曲线可以利用，不可改造。多处设计了配合关系，加工时应给予保证。两个复杂形体是两个可利用的数据模型，体现专业领域学习内容的针对性。
选择典型零件、常用件、标准件组装而成的机械产品-学习情境二：解放全浮工作缸冲模，本情境是以来源于一汽汽车生产的真实产品“解放全浮工作缸冲模”的工艺设计（编程）、加工、装配为载体。本学习情境要完成解放全浮工作缸冲模的数控编程、加工与装配，该部件由16个待加工零件和多个标准件组成组装而成，其上包括回转类零件、曲面类零件、车铣复合类零件。
零件的工序流转相对比较多，加工顺序和加工方法选择以及工艺安排要求比较精细，多数零件图纸给出，部分需要根据复杂装配图拆画零件图，工艺设计内容比较多，应采用CAPP软件编制零件的数控加工工艺文件。更换部分零件可实现两个品种的加工，互换性要好。体现专业领域学习内容的普适性。
用一个可进行教学成果比较和检验的典型部件数控大赛竞赛题作为第三学习情境。
装配工艺设计范文第3篇
关键词：港口 工程装备 装卸工艺
1.工程概况
根据《中山港总体规划》，中铁南方装备制造基地拟建地点位于中山市临海工业园东6围，处于马鞍背的南端。该基地建设规模为年总拼大型钢箱梁40万吨、制造工程机械和海洋工程装备45台（套）、砼预制产品100万吨（40万m3）的大型基地，同时能兼顾中铁港航工程局工程船舶停靠、补给、检修、维护和改造。
本项目为基地配套码头工程，根据生产要求，共布置9个泊位，使用岸线长999m。
2.项目建设必要性
中铁南方装备制造基地的建设，对提升中山临海装备制造业的发展，加快装备制造业产业集群的形成，促进中山市产业结构调整升级将发挥重要的作用。同时对中铁工业板块拓展珠三角和南方地区桥梁钢结构业务、优化调整工业产品结构、拓展海外工程战略布局以及支撑拓展水工板块业务等方面有巨大的现实意义。
钢箱梁钢结构拼装原材料主要为板单元及辅料，进口总量约43万吨/年，安排在1# 5000吨级杂货泊位卸船；盾构机、架桥机及钻井平台的钢材及配套件等原材料须进口，港口运量达39.2万吨/年，安排在2# 5000吨级杂货泊位卸船；基地计划生产盾构机10台套/年，每台套装船拼装时间为8天。架桥机15台套/年，每台套装船拼装时间为12天，均安排3# 5000吨级机械拼装出运泊位拼装装船出口；基地计划生产钻井平台20台套/年，每台套舾装时间为35天，舾装出口安排在4# 2000吨级钻井平台舾装泊位；工程船舶的停靠、检修、维护、改造和补给装卸安排在5#和6#泊位进行，两泊位可调配使用；拼装生产的钢箱梁钢构件年出口量为40万吨/年，安排在7# 3000吨级大型钢箱梁出运泊位装船出口；混凝土长细及小型预制件成品港口运量为60万吨/年，安排在8# 1000吨级坞式泊位进行装船出口；生产混凝土预制构件所需原材料为砂石料、钢筋等，进口水运量为59万吨/年，预制沉箱出口水运量为4万吨/年，均安排在9#5000吨级泊位进行装卸船。
4.装卸工艺方案
根据本工程货运量、流向和货种性质，本工程码头考虑如下装卸方案。
1#泊位（5000吨级杂货泊位）：用于钢梁制作原料钢板的卸船。码头前沿装卸作业采用2台50t门座起重机。
2#泊位（5000吨级杂货泊位）：用于工程装备制造原料钢材及配套件的卸船。码头前沿装卸作业采用2台50t门座起重机。
3#泊位（5000吨级机械拼装出运泊位）：用于盾构机及架桥机装船拼装出运。码头前沿不配置设备进行辅助作业，泊位空闲时也用于钻井平台舾装。
4#泊位（2000吨级钻井平台舾装泊位）：用于钻井平台的舾装。钻井平台通过滑道下水舾装。
5#、6#泊位（2000吨级工作船泊位）：用于中国中铁港航工程局工作船舶的停靠、补给、检修和改造，码头前沿配置1台50t门座起重机进行辅助作业，两泊位共用。
7#坞式泊位（3000吨级杂货泊位，160m×55m）：用于钢梁场地制作的钢梁出运，拟采用2台1500t－65m门式起重机装卸作业。门式起重机沿轨道行走，兼顾钢箱梁大节段拼装区装卸作业。
8#坞式泊位（1000吨级杂货泊位，60m×30m）：主要用于混凝土预制厂生产的长大预制件及部分小型预制构件的
出运，采用120t－41m门式起重机装卸船作业。门式起重机沿轨道行走，兼顾预应力桩、板、梁堆放场地装卸作业。
9#泊位（5000吨级砂石料泊位）：用于砂石料、钢筋的卸船作业、混凝土沉箱的出运。砂石料卸船采用船舶带式输送机，码头面配置卸料斗接卸；钢筋卸船量较小，采用轮胎起重机卸船。水平运输
钢板、板单元、钢筋：采用Q45牵引车、20t、30t平板车作业；砂石料：采用伸缩式移动带式输送机输将砂石料从码头前沿运送至砂石料堆场，再采用单斗装载机将砂石料运送至搅拌站料斗。堆场装卸
钢筋堆场采用100t履带起重机进行装卸作业；砂石料堆场采用单斗装载机作业；钢材采用20t门式起重机装卸作业；钢箱梁大节段拼装区采用120t门式起重机进行起吊作业；预应力桩、板、梁堆放场地采用60t、41t门式起重机进行起吊作业；1500t门式起重机用于钢箱梁大节段拼装区装卸作业。板单元钢材装卸工艺流程
水运：船50t门座起重机牵引平板车100t履带起重机堆场
陆运：港外汽车100t履带式起重机堆场砂石料工艺流程
船堆场：砂石料船船上带式输送机漏斗伸缩式带式输送机砂石料堆场
堆场搅拌站：堆场单斗装载机搅拌站砂石料斗门式起重机
门式起重机是桥式起重机的一种变形，结构像门形框架，承载主梁下安装两条支脚，在轨道上行走。本工程拟采用1500t-61m门式起重机对钢箱梁等重件进行装卸，采用无悬臂双梁双小车门式起重机，双主梁结构。大车采用双轨走行、十字铰及柔性铰混合均衡及导向。该设备设置有2台小车，起重能力均为750t。另外设置2个副起升机构，起升能力均为30T，用于辅助主起升机构完成工件吊运。
中铁南方装备制造基地将来的良好正常运行，装卸机械设备的选型至关重要。本装卸工艺方案中门式起重机、门座起重机等机械均是国内设计制造发展成熟的机型，能很好地满足中铁南方装备制造基地装卸工程装备和钢箱梁等重件的要求，为该工程装卸工艺系统的设计实施提供依据。另外，良好的港口设备综合管理能力，统筹运行，对降低装卸费用，提高企业经济效益具有重要意义。
装配工艺设计范文第4篇
工程数据的集成是通过业务流程驱动，实现飞机单架次EBOM、PBOM、MBOM、产品数模、工装数模、AO和仿真验证结果数据等信息在系统之间的传递，其主要实现方式如下所述。（1）EBOM、PBOM、产品数模、工装数模的集成。从工程数据集成管理平台导出整机或指定部件单架次的EBOM结构和产品数模及相应工装信息，数据格式包括zip包、Excel等。导出的EBOM和产品数模将导入数字化装配工艺设计与管理系统进行使用。（2）MBOM数据的集成。MBOM分为顶层MBOM和底层MBOM。三维数字化装配工艺设计与管理系统提供顶层MBOM结构导出功能，将三维工艺设计与管理系统完成的顶层MBOM结构文件以XML/Excel格式输出，并导入工程数据集成管理平台，在平台上生成顶层MBOM结构。在工程数据集成管理平台上对顶层MBOM结构进行管理，当发生更改后在工程数据集成管理平台的MBOM编辑器中进行维护。底层MBOM结构在AO中的零组件配套表完成审签后由系统自动解析生成。（3）AO和仿真验证结果数据的集成。通过三维数字化装配工艺设计与管理系统和工程数据集成管理平台的集成，使数字化装配工艺设计与管理系统新增三维AO输出功能。把通过工艺设计和仿真验证后的AO数据以zip包（包含工程数据集成管理平台现有AO编辑器定义XML格式文件、具有工艺指导性的视图及Process、SMG、AVI文件等）形式输出。
2顶层工艺规划与管理
在三维数字化装配工艺设计与管理系统中进行顶层工艺规划与管理的主要工作包括PBOM的构建、顶层MBOM的构建。（1）PBOM的构建。PBOM是在EBOM的基础上，根据产品的特征和企业的制造能力，对产品的结构进行重组，使之符合企业的生产能力，为生产组织、布局、车间分工提供依据，保证生产的可行性、均衡性和经济性。飞机装配顶层工艺规划过程首先是对产品设计产生的EBOM进行重新组织形成PBOM，主要完成新建工艺组合件和划分工艺路线。PBOM在继承EBOM所有属性（产品结构、三维模型属性信息、3D链接路径信息）的基础上，增加了工艺路线、工艺组合件及备注等属性。首先利用制造资源库中每个单位所属的设备了解单位的生产能力，并在三维环境中查看企业生产单元布局，综合工艺专业类型和制造经济性构建工艺组合件；然后根据零部件类型，确定装配流程，结合各车间的业务分工和现有的任务量确定零部件需要流转的车间，进行工艺路线的划分。（2）顶层MBOM的构建。顶层MBOM由多层次的装配单元和AO编号构成。装配单元是装配件的总称，指在飞机装配过程中，可以独立组装达到工程设计尺寸与技术要求，并作为进一步装配的独立组件、部件或最终整机的一组构件。顶层MBOM构建的主要任务是根据产品的装配约束关系进行装配单元的划分，采用从大部件划分到小组件划分的顺序，将产品划分为若干个装配单元。装配单元是工序划分的基础。在PBOM的基础上，利用三维交互方式查看设计模型，分析装配约束关系，划分工艺分离面，将产品划分为几个大的装配单元，即大部件划分；再对大部件进行装配约束关系分析，在每个装配单元下确定并建立子装配单元；划分子装配体，完成顶层MBOM的构建。
3三维装配工艺设计与仿真
三维装配工艺设计与仿真主要包括底层MBOM构建、装配顺序规划、工装关联以及装配路径规划，并对工艺设计结果进行仿真和优化，将工艺设计结果形成的工艺数据（XML/Excel格式）和仿真文件等发送到工程数据集成管理平台进行统一管理。（1）装配工艺设计。利用数字化装配工艺设计与管理系统的三维可视化环境，针对具体装配单元包含的工序中零组件之间的装配约束关系，进行装配顺序调整，并对装配顺序规划的结果进行爆炸图仿真，及时发现不正确或不合理的工艺过程，进而进行装配顺序调整和优化，图2为某部件的装配工艺设计实例。然后以装配单元为基础建立AO件，并根据工位数量建立多个AO，定义AO代号和名称，确定AO对应装配单元在装配过程中所需要的装配工序，完善装配工序的基本信息，形成装配工艺，并关联各个装配工序的配套零组件、实现的装配约束、配套装配资源等信息。（2）装配工艺优化。飞机零部件尺寸大，精度要求高，装配过程需要协调的部位多，返工困难，为了避免在装配过程中因重点部位的误差叠加而导致装配精度问题的出现，需要在装配工艺准备阶段对装配精度进行预测，并对导致装配精度超差的工艺过程进行优化。直接影响产品装配精度的主要因素包括零件加工误差和产品装配工艺，现有飞机装配精度保证一般是通过测量和协调实现，不能在产品装配生产前实现对产品精度的控制。在MBD技术和数字化装配技术日趋成熟的情况下，为了缩短飞机研制周期，需要将精度控制技术融入装配工艺准备过程，实现基于精度控制的飞机装配工艺优化，确保装配工艺的可靠性。在装配工艺正式前，对产品进行整体装配精度预测（见图3），提前评估各关键特性的工艺能力。由于整体装配精度预测是在零件还未加工的情况下进行的，所以用位置公差（将尺寸公差转化为参考某基准的位置公差）作为输入。基于产品精度MBD模型，利用多维方向偏差搜索算法得出偏差传递路径，用蒙特卡洛算法将输入的位置公差转化为相应的偏差值（偏差值呈正态分布），利用上述的偏差值、传递路径、敏感度等信息来预测关键特性是否超差。在装配精度预测的基础上，通过分析预测结果，确定并优化导致精度超差的工艺因素，最终满足整体装配精度要求。如果预测出关键特性出现超差的情况，可以结合全要素的偏差贡献度分析和实际生产能力评估，确定工艺优化方案。如果该方案需要改变装配顺序、定位基准等工艺内容，则需要再进行装配工艺仿真。通过装配工艺仿真后的工艺优化方案为有效方案。为了避免飞机装配生产线生产瓶颈的出现，在装配工艺设计与仿真阶段，通过工序生产力平衡仿真，可以提前预测生产瓶颈和影响因素。通过对装配工序进行优化，可以在飞机装配生产前实现装配工序生产力平衡。对每个工序进行生产时间估算，评估每条工序任务链的生产时间，并进行生产力平衡，防止因部分工序任务链过长或过短导致生产瓶颈的出现，从而避免生产延误或等待的情况发生。
4三维装配工艺指令的生成与管理
装配工艺指令（AO）是用于规定生产管理单元的完整工艺流程和流程各环节的控制要求及记载生产过程中质量数据的工艺文件。在工程数据集成管理平台中，可获取完整的AO信息以及工艺模板，并自动创建AO。当AO完成审签流程后，系统将自动提取AO中的零组件配套表，将其关联到顶层MBOM结构中形成底层MBOM结构。（1）装配工艺文件编制。每个AO对应一道工序，将工艺组件关联至AO。在AO节点下创建工步，并添加工步属性和描述信息。将工艺组件中的零组件划分至工步，并根据要求将标准件和资源划分至工步。（2）三维工艺信息标注。根据三维信息标注规则，将工艺信息标注在三维仿真动画中，形成具有指导意义的工艺仿真文件。这些工艺信息描述关键的装配尺寸与公差范围、工装和精度要求等生产必需的工艺约束信息，以及在装配动画中无法表达的指导信息。三维工艺信息标注的主要方式包括：颜色、可见性、文本、局部放大等。（3）工艺指令。通过数字化装配工艺设计与管理系统生成AO数据包（Process、SMG、AVI、图片、XML格式的工艺文件等），将AO数据包传到工程数据集成管理平台，利用工程数据集成管理平台的AO编辑器将XML格式的工艺文件生成为AO文件，其余数据作为附件关联到AO，AO实例如图4所示。
5装配工艺知识管理
飞机装配工艺准备所涉及的专业范围广，包含的信息量大，是一种经验性非常强的知识密集型工作。在装配工艺准备过程中，为了实现装配工艺知识的共享和重用，提高设计质量，缩短准备周期和避免设计资源的浪费，需要对装配工艺知识进行建模并构建知识库。飞机装配工艺知识是指在飞机装配工艺准备和实际装配生产过程中形成的，能够用于指导飞机装配工艺规划与仿真的抽象的数据表达。作为飞机三维工艺设计与管理系统的基础数据库，装配工艺知识库主要是存储和管理装配工艺实例、典型工艺模板和制造资源。首先构建3个库的分类结构，定义相应的属性，再将装配工艺实例、典型工艺模板和制造资源等分别放入对应的分类中。将装配工艺实例划分为典型工艺、典型工序和典型工步，并存入装配工艺实例库。典型工艺模版库存储已结构化、参数化的针对典型工艺特点的工艺知识，例如，根据工艺特点不同，将产品分为框类、壁板组件类、地板组件类、管路类和锻件类等，并按照不同类型的装配流程构建装配工艺模板，用于固化装配过程、组织典型装配模板数据。将飞机制造企业的生产资源以装配环境模型、虚拟人体模型、设备模型、工装模型、工具模型等形式进行三维建模，并赋予相应的参数信息，形成飞机制造资源知识。
6结束语
装配工艺设计范文第5篇
【关键词】 非标准 自动化 装配设计 机构单元
1 引言
所谓装配就是将各种零部件或总成件，按规定的技术条件和质量要求连接组合成完整产品的生产过程，也可称为使各种零部件或总成件具有规定的相互位置关系的工艺过程。可以说，装配工艺在制造行业的应用是十分普遍的。近年来，随着制造业的迅速发展和新技术、新工艺、新材料的广泛应用，高质量、高性能的装配设备也逐渐得到应用，而自动化装配设备就是在这样的形势下出现的。自动化装配设备具有性能稳定、所需人工少、生产效率高、单件产品的制造成本大幅降低、占用场地最少等优越性。下面就非标准自动化装配的设计进行研究，以确保设备能发挥其应用的作用。
2 非标自动化装配设备设计研究
只有通过合理而科学的设计，确保设备的可靠性，我们才能更好地应用非标准自动化装配设备。为此，主要从以下几个方面入手。
2.1 产品的装配工艺设计
为了实现产品的装配质量要求，必须首先分析产品装配过程中每一工艺环节的技术要求，编制和设计合理的产品装配工艺，这直接决定了最终实现每一装配工序的机械装置结构和功能，机械系统的动作顺序。没有对产品的生产工艺要求和装配要求进行深入研究，会导致最终设计出的自动化装配设备出现不易改进的弊端，甚至直接导致不易克服的产品质量问题。同时，装配工艺也直接影响装配设备的总体功能实现方式、结构布局、控制和检测方式等。自动化装配工艺一般包括五个部分。
2.1.1 装配工序
装配工序分为安装工序和固定工序，安装工序是指在自动装配设备的专用工位上进行装配零部件的预备联接。通常固定工序在安装工序之后，也可以把安装和固定放在一个工位上进行。根据装配任务的复杂程度，一个装配过程具有多个装配工序，装配工序的合理分析是进行工艺设计的重要内容。
2.1.2 检测工序
检测工序包括对装配零部件的检验、检查和测试等，检测工序一方面保证装配质量，如装入零件是否有缺陷、装入零件方向位置是否准确、装入后的尺寸精度、密封质量、装配质量等，另一方面在装配过程中对各种故障进行处理。
2.1.3 调整工序
调整工序是对装配工序后具有安装偏差的零部件位置的纠正。
2.1.4 辅助工序
辅助工序包括对装配件的清洁、打标记、分选等环节。
2.1.5 机械加工工序
在某些自动装配设备上，在对零部件安装和固定的过程中，还对一个或几个特定零件进行机械加工。
产品的生产装配工艺往往不是唯一的，符合产品性能要求的生产工艺很多，对可行的装配工艺进行分析比较，结合功能实现的难易程度和品质差异，选择最优的产品装配工艺。
2.2 设备的功能分解和功能设计
产品的装配工艺确定后，如何实现每一装配工艺环节，需要结合装配工艺进行功能分析，将自动化装配设备的总功能分解为分功能或功能单元，自动化装配设备是一个集合机械、电子、信息等技术的机电一体化系统，其所分解得到的功能单元不仅包括了对应于各装配工艺环节的子功能，也包括了检测、控制、辅助、动力驱动、传动等其他功能。
功能分解可以简化自动化装配设备的设计难度，有利于找到最优的功能实现方式。
设备总功能的实现需要各功能单元的协同工作，进行设备功能设计就是寻求功能单元解的过程，也是将功能单元具体化、结构化的过程，解决功能单元解的可行性，要通过“功能效应作用原理”的求解过程，寻求功能单元实现的机械结构、装置或物理效应。最后，对所有功能单元的解进行综合、集成和系统化，实现各功能单元解之间的匹配和协同，从而得到一个系统化的功能解。
装配设备的功能分解、求解过程和装配工艺的设计过程是一个相辅相成，互相促进的过程，以产品装配工艺流程为主线，结合产品的性能要求，对功能求解过程进行检查和优化，大胆提出新的工艺方法，可以进一步优化装配设备的功能。
2.3 设备的结构布局设计
装配性生产设备按照自动化程度可以分为半自动装配机、全自动装配机、自动化装配线。设备的结构布局一般可以分为转盘型布局设计、环线型布局设计和直线型布局设计。
如何选择合适的设备结构布局，需要考虑具体的生产实际，按照装配工艺的复杂程度和装配设备的使用需要进行分析。
转盘型布局具有结构紧凑，占地面积小，操作方便等特点，适合于装配工艺简单，单机生产，产品大小适中的装配环境。但由于所有的装配单元都围绕转盘来布局，使得转盘型装配机具有实现机构复杂，且不宜改进和进行柔性化生产的缺陷。
如图1所示的环线型布局适合于装配工艺复杂程度适中的装配环境，并可以最大限度地节省使用场地，环线型布局增大了产品在装配线上的装配空间，因此可以按照装配要求的改变增减装配的功能单元，使装配设备具有柔性化。
图1 环线型布局
直线型布局主要使用于大、中型的自动化生产装配生产线，不但可以完成产品加工制造后期的各种装配、检测、标识、包装等，也可以集合产品的加工制造、装配、检测于一体，完成成品的全自动化生产和装配过程。它适用于装配工序多，产品设计成熟，市场需求巨大的产品的生产和装配。直线型布局占用场地较大，有足够的空间布局各装配单元的实现机构和装置，可以简化装配机构，并易于增减和改进装配的功能单元，但由于整个生产线较为复杂，对生产线上各装配单元的控制和协同，生产节拍和效率提出较高要求。
2.4 自动化机构系统设计
自动化机构系统设计是按照设定的装配工艺和组成功能单元的原理解，针对组成装配工艺的每个工序模块或功能单元，分别构建完整的机构，然后按照整体装配工艺和功能实现要求进行组合联接，构建出能实现整个装配过程的机构系统。一个自动化装配设备一般包括如下几个机构单元。
2.4.1 供料单元
供料单元是自动化装配设备的重要组成部分，从装配单机的上料机构到大型装配生产线的物料输送系统，供料单元是自动装配设备具有高效率的先决条件。供料机构单元必须保证各种装配零件能在准确的位置、时间和空间状态，从行列中分离并移置到相应的装配工位上。供料单元的检测的可靠性是影响自动装配过程故障率的主要因素。
2.4.2 装配主体机架单元
装配主体机架单元是指可完成装配主件输送功能的主体部分，它包括自动输送机构，实现装配主件的多工位同步或异步传递、夹取、装配和检测，还包括配置齐全的液、气压管路及电气配线装置，而且具有驱动某些装配单元的装配工作头的主动轴。
为了实现装配主件在输送过程中实现同步装配，需要选择和设计精确的机械分度控制装置，以保证每个装配单元的工装夹具与输送动作准确吻合。装配主体机架上一般应间隔排列装配工位和检测工位，以在上次装配工序完成后在下道检测工位上检测有无工件和装配位置是否正确，各装配工位和检测工位之间进行智能化控制，以保证发生错误时自动停机，以消除连续的误装配，避免生产浪费。
2.4.3 自动化装配单元
自动化装配单元布置在装配主体机架上，对应于各装配工位的装配功能，自动化装配单元可以由机构、液气压、电机拖动所构成，和装配主体机架相配合完成特定装配动作。
机械手或工业机器人可以在一次动作循环中完成各种动作，可以作为布置在主体机架上的装配单元进行复杂部件的装配。使用机械手可以简化装配主体机架的复杂程度，提高装配的可靠性。
2.4.4 分捡单元
为保证最终装配成品的合格率，在装配自动化机构系统的设计中，要充分考虑和布置适当的分选换向机构，对各道装配工序中产生的次品按照要求进行分检和分流。分检单元不但可以提高装配的成品合格率，而且可以有效保证装配错误的半成品避免进入下面的装配工序，减小因装配和检测故障造成的停机，大大提高装配生产效率。
2.5 自动化控制系统的选择
整个装配设备的机构系统设计完成后，需要考虑采用何种控制系统来实现整机的自动化控制。对简单的控制任务较少的自动化装配设备，采用单片机控制系统具有成本低等优点。
3 结语
总之，装配是决定产品质量的关键环节，为此，自动化装配设备的出现无疑能使产品质量大大提高，并能减少劳动量、提高装配效率，可以大大降低企业的装配成本。因此，为了确保自动化装配设备能发挥其应用的作用，加强自动化装配设备设计研究是十分必要的。
