面向准时生产的数控车间刀具自动配送关键技术研究

发布时间：2017-07-19 02:11

  本文关键词：面向准时生产的数控车间刀具自动配送关键技术研究

  更多相关文章： 准时生产 刀具配送 车辆调度 路径规划 AGV视觉导航 配送管理系统

【摘要】：在现代数控车间中,随着数控加工参数的不断优化和数控机加工时间的不断缩短,刀具配送等辅助加工时间过长的问题进一步暴露。在国内航空制造业现场,现有的刀具配送效率较低,配送管理水平较差,制约了生产效率的进一步提高。为了更好地贯彻精益、敏捷的制造思想,本文针对上述问题,对面向准时生产的数控车间刀具配送的关键技术展开了研究,显著优化了刀具配送过程,并实现了面向准时生产刀具自动配送的有效管理。本文的主要研究工作如下:(1)针对刀具配送车辆的调度问题,提出了基于遗传算法和扫描算法的二阶段法求解思路。在传统扫描算法的基础上开发了更高效的矩阵扫描算法,实现了对配送任务的分配;针对问题特点研究了遗传算法的各项操作,实现了对配送顺序的优化。最后通过实例验证了该复合算法的有效性和优越性,证明其可以对刀具配送车辆实现有效的调度。(2)针对配送车辆的路径规划,将其分为全局静态和局部动态两个层面进行了研究。在全局规划层,在环境建模的基础上,基于A*算法设计了单车路径规划算法;在局部规划层,根据一定的避障策略,对冲突进行了动态检测并设计了相应的解决方案。最后利用局部规划方法,在全局最优方案的基础上得到完整的路径规划算法,实现了车辆的动态避障。(3)研究了基于RFID和视觉辅助的AGV导航安全通讯方法,设计了地面—车载的AGV配送控制系统结构,并利用车载控制系统开发了自动循迹技术。而后基于无源RFID提出了AGV视觉导航方法,并进一步研究了刀具拾取防错技术,保证了刀具的准确配送。(4)在对刀具配送管理需求分析的基础上,对系统进行了总体设计。根据刀具配送管理流程,开发了基于B/S模式的刀具配送管理子系统,和基于C/S模式的刀具配送监控子系统,实现了刀具申请、申请审批、刀具配送、车辆调度和车辆导航等关键功能模块。
【关键词】：准时生产 刀具配送 车辆调度 路径规划 AGV视觉导航 配送管理系统
【学位授予单位】：南京航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG659;TG71
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-12
• 注释表12-13
• 缩略词13-14
• 第一章 绪论14-22
• 1.1 研究背景及意义14-15
• 1.1.1 研究背景14
• 1.1.2 研究意义14-15
• 1.2 国内外研究现状及存在的问题15-19
• 1.2.1 配送车辆调度问题15-17
• 1.2.2 配送车辆导航与配送执行技术17-18
• 1.2.3 刀具配送管理系统18-19
• 1.3 本课题的研究内容和技术路线19-20
• 1.4 本文的章节安排20-22
• 第二章 刀具配送车辆调度算法22-36
• 2.1 引言22
• 2.2 问题分析与模型构建22-24
• 2.2.1 数控车间车辆调度问题分析22-23
• 2.2.2 数学模型构建23-24
• 2.3 算法设计24-32
• 2.3.1 算法总体设计24-26
• 2.3.2 矩阵扫描算法设计26-28
• 2.3.3 遗传算法设计28-32
• 2.4 算法实例分析32-35
• 2.4.1 求解与分析33-34
• 2.4.2 算法比较34-35
• 2.5 本章小结35-36
• 第三章 刀具配送车辆路径规划算法36-50
• 3.1 引言36
• 3.2 问题分析与求解思路36-37
• 3.3 全局路径规划层37-44
• 3.3.1 环境建模37-41
• 3.3.2 单车路径规划算法41-44
• 3.4 局部路径规划层44-48
• 3.4.1 问题描述44
• 3.4.2 避障策略44-45
• 3.4.3 冲突分类、检测和解决方案45-48
• 3.5 多车路径规划算法48-49
• 3.6 本章小结49-50
• 第四章 刀具配送车辆自动导航和配送执行技术50-68
• 4.1 引言50
• 4.2 车辆运动控制技术50-53
• 4.2.1 AGV控制系统设计50-51
• 4.2.2 AGV自动循迹技术51-53
• 4.3 基于无源RFID和视觉辅助的AGV视觉导航方法53-57
• 4.3.1 基于无源RFID的车辆位置识别和通讯技术53-56
• 4.3.3 AGV视觉导航技术56-57
• 4.4 调度指令识别技术57-64
• 4.4.1 建立调度指令图像库57-58
• 4.4.2 图像采集技术58-60
• 4.4.4 图像处理技术60-64
• 4.5 刀具拾取防错技术64-67
• 4.5.1 刀具拾取的视觉识别技术64-65
• 4.5.2 刀具拾取防错流程65-67
• 4.6 本章小结67-68
• 第五章 刀具自动配送管理系统68-82
• 5.1 引言68
• 5.2 系统需求分析和设计目标68-69
• 5.2.1 系统的需求分析68-69
• 5.2.2 系统的总体目标69
• 5.3 系统的体系架构69-72
• 5.3.0 系统总体架构69-71
• 5.3.1 基于B/S模式的刀具配送管理系子统71
• 5.3.2 基于C/S模式的刀具配送监控子系统71-72
• 5.4 系统功能模块设计72-74
• 5.4.1 功能模块划分72-73
• 5.4.2 用户角色及权限73-74
• 5.5 系统数据库设计74-76
• 5.5.1 数据库概念结构设计74-76
• 5.5.2 数据库逻辑结构设计76
• 5.6 系统功能实现76-81
• 5.6.1 刀具配送管理子系统76-79
• 5.6.2 刀具配送监控子系统79-81
• 5.7 本章小结81-82
• 第六章 总结与展望82-84
• 6.1 研究内容总结82-83
• 6.2 未来工作展望83-84
• 参考文献84-89
• 致谢89-90
• 在学期间发表的学术论文与申请的专利90

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本文编号：560772