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灌裝輸送線的布局設計分析

發布時間:2015-3-20 13:06:35  來源:輸送機http://www.ayxoo.com   作者:上海昱音機械

    飲料灌裝輸送線主要是由機器設備、輸瓶系統、輸箱系統等進行組成,其設計過程主要是包括布局設計 、結構設計和運行設計等環節。因此組成輸送線零件絕大多數是標準件和通用件,因此布局設計是飲料灌裝生產線設計的重點。然而在布局設計當中,設計人員無法綜合考慮單機產能、整線產能、車間布局、生產平衡等諸多約束,設計方案當中的缺陷和問題只能在結構設計甚至在制造和使用過程當中才能被發現,從而降低了輸送線的性能和設計質量。充分利用數字化的手段,建立集成化產品模型有效地支持輸送線布局設計, 是提高輸送線設計效率和效益的關健。 
     在灌裝輸送線數字化設計方面,昱音技術研究了基于三維仿真系統平臺的灌裝輸送線動態仿真,同時,產品數字化設計方法和共性技術的研究,如產品模塊化設計方法、集成化產品建模、基于產品平臺的數字化設計制造技術等,為灌裝輸送線的數字化設計提供了方法和技術的指導。

    本文以飲料灌裝輸送線為對象,研究提出支持布局設計和結構設計的集成化產品模型,以及基于該模型的輸送線設計支持技術和系統。
1、面向設計的集成化輸送線產品建模

   飲料灌裝輸送線的設計過程大致可以分為布局設計、結構設計和運動設計三個階段。由于輸送線的運動設計從內容上相對獨立,而布局設計和結構設計的關系較為緊密,因此本文面向設計的集成化輸送線產品模型主要是指支持布局設計和結構設計的輸送線模型,其重點是支持輸送線的布局設計。

2、輸送線的布局設計
   布局設計主要是指在針對特定產品、滿足產能需求的情況,完成輸送設備的定型、輸送設備的定位、輸送線的排布、車間大小的確定,成本估算等工作。產生結果包括布局方案圖 、粗略成本等。如果將輸送線全生命周期各階段產生的關于輸送線的描述結果看作針對輸送線的視圖,那么布局方案是其中一個,也是輸送線設計階段的第一重要視圖。而從設計過程來看,輸送線的進一步細化,跟結構設計也是分不開的。由于布局方案圖對后續設計的重要性,因此對布局方案進行運行仿真,以優化設計結構。

   輸送線集成化產品模型框架
   輸送線集成化模型框架如圖1所示,分為對象層、過程層、模型層和工具層四個層次。該框架是一個以抽象或實際的輸送線產品為對象,利用通用和專用工具,建立和應用相關模型,實現對輸送線產品生命周期的數字化。在輸送線的設計階段,其主要模型包括支持設計的布局模型、結構模型、部件模型 、零件模型等,以及支持設計分析的布局仿真模型、裝配仿真模型、運動仿真模型等。


輸送線


    本文重點對輸送線產品設計中的布局設計和結構設計部分進行研究

    輸送線產品設計過程模型
    輸送線是曲型的面向訂單設計的產品,其設計過程的核心是布局設計。面向輸送線的設計過程模型由3個層次組成,分別布局設計層、結構設計層和詳細設計層如圖2所示。


輸送線

    布局設計過程是以輸送設備位置、車間大小為空間約束,以輸送設備連接為性能約束,對輸送單元進行選擇和排列的過程,屬于概念設計的范疇。通過在部件層建立模塊簡化的三維幾何模型,并且應用布局設計工具來輔助輸送線的布局設計,一方面由于簡化的三維幾何模型省略了模塊的具體結構從而提高布局設計處理的效率,另一方面每個簡化的三維幾何模型對應著詳細的三維結構模型從而實現布局設計與結構的集成。

    模塊的布局模型主要包括基本信息和幾何信息,其中基本信息指輸送模塊的基本信息,如模塊的名稱、編碼、類型和模塊的組成等信息;幾何信息指與模塊布局的幾何構造相關的信息,反映了布局設計時重點關注模塊的幾何形狀和尺寸等。由模塊拼接而成的輸送線布局模型包括模塊的組成、位置信息、關系信息、序列信息、運動信息等,其中位置指模塊在產品布局坐標系中的坐標位置和姿態;關系信息指模塊之間的裝配關系,可以分為描述模塊間相對位置和配合的定位關系,以及描述模塊間直接連接的關系;序列信息指模塊裝配順序。



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