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基于物联网的汽车装配线智慧电动工具控制研究

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基于物联网的汽车装配线智慧电动工具控制研究

作者：谢宇婵长春工业大学

学位级别：硕士

汽车装配是汽车制造过程中非常重要的环节,装配过程是工人使用各种工具将汽车所有零部件根据装配关系组装完成。随着工具的不断发展,汽车装配上使用的工具由汽动工具逐渐转变为电动工具,大大提高了装配的效率和质量。目前汽车装配线各... 详细信息

汽车装配是汽车制造过程中非常重要的环节,装配过程是工人使用各种工具将汽车所有零部件根据装配关系组装完成。随着工具的不断发展,汽车装配上使用的工具由汽动工具逐渐转变为电动工具,大大提高了装配的效率和质量。目前汽车装配线各工位进行装配时,是通过工人手持电动工具进行装配,长时间重复性操作,会使工人疲劳,降低装配质量,所以实现电动工具智能化工作,网络化管理,对提高汽车装配质量,完善整车生产管理有着重要意义。本文对电动工具的研究改进主要从两个方面进行,一是对电动工具自身进行改进研究,二是结合物联网对电动工具管理监控进行改进研究,本文的内容如下:(1)根据国内外汽车装配的现状,分析出装配中使用的电动工具对装配质量有直接影响,本文以汽车装配中的电动工具为研究对象。(2)分析了汽车装配工艺要求以及装配工艺对电动工具装配质量的影响,从而得出了当电动工具的输出力矩曲线符合汽车装配线的工艺要求特性时,装配质量最佳,所以控制电动工具的输出转矩能够提高装配质量,本文采用矢量控制实现电动工具的转矩控制,除了分析装配工艺对电动工具的影响外,还对电动工具装配时遇到的问题进行了分析,对其进行解决改进也能提高装配的质量。(3)根据前文的电动工具改进想法,设计具体的改进方案,首先通过硬件电路和微处理器实现电动工具的转矩控制,通过建模仿真和搭建电路实验,进行对比验证,得出本文的矢量控制方法优于传统的矢量控制。(4)结合物联网,条形码技术和无线传输技术解决电动工具装配中遇到的问题,从而提高装配的效率和质量。通过无线收发模块ESP8266和网络通信协议MQTT,实现设备端和云端的信息互传,对于电动工具,实现自动进行转矩设置,电机启停等一系列操作;对于物联网系统,可以记录电动工具使用的参数,例如运行时的电流电压,使用的地点,使用的工作人员等,从而达到监控的目的。在本文的最后,对研究工作及所取得的研究成果进行了总结,并对汽车装配线上的电动工具控制系统做了进一步的展望。

关键词：物联网汽车装配线电动工具条形码扫描无线传输技术

基于混合教-学算法的汽车装配线物料供应调度

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浙江大学学报（工学版） 2018年第10期52卷 1854-1863页

作者：周炳海彭涛同济大学机械与能源工程学院上海201804

针对汽车装配线的物料调度问题,以装配线不缺货为约束,构建多设备联合配送的准时化物料供应模型.开展问题域的描述,以优化规划期内的线边库存水平为目标,构建数学规划模型.基于标准教-学算法(TLBO)的框架,提出求解这一复杂组合优化问题... 详细信息

针对汽车装配线的物料调度问题,以装配线不缺货为约束,构建多设备联合配送的准时化物料供应模型.开展问题域的描述,以优化规划期内的线边库存水平为目标,构建数学规划模型.基于标准教-学算法(TLBO)的框架,提出求解这一复杂组合优化问题的混合教-学算法(HTLBO).根据问题的特点,设计特定的编码与解码方法,确定各个设备的配送任务及排序.通过融合交换、反转和插入变异算子,构建局部搜索流程,以强化算法的全局开发能力.结合问题的性质,提出基于束搜索技术的剪枝方法,以强化算法的深度寻优能力.开展仿真实验,测试结果验证了该调度算法的可行性和有效性.

关键词：物流工程汽车装配线物料供应调度教-学优化算法束搜索

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智能制造技术在汽车装配线中的应用

汽车测试报告 2023年第11期 37-39页

作者：张鹏飞沈阳科技学院辽宁沈阳110167

该文阐述智能制造技术在汽车装配线中的应用意义,分析智能制造技术应用于汽车装配线存在的问题,并提出加强智能制造技术在汽车装配线中应用的策略,以实现汽车装配线的智能化转型,促进我国汽车装配产业的发展。

关键词：智能制造技术汽车装配线算法

机器人,大步向前进从汽车装配线到亚马逊的仓库,这些机器正在快速普及

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空中英语教室（高级版．彭蒙惠英语） 2022年第6期 30-31,47,48页

作者： VICKY TSUNG 陈信宏(译) 不详

属于工人——也属于机器人——的一年随着工人在大大小小的公司当中获得越来越多的权力,机器人也将会如此。劳动力短缺促使许多企业为了雇用新员工而提供更高的工资与更好的福利。然而,这些变化也预计会加速对自动化的需求,也就是对于... 详细信息

属于工人——也属于机器人——的一年随着工人在大大小小的公司当中获得越来越多的权力,机器人也将会如此。劳动力短缺促使许多企业为了雇用新员工而提供更高的工资与更好的福利。然而,这些变化也预计会加速对自动化的需求,也就是对于机器人的需求。对于建立机器人新创公司的创业家而言,眼前的机会非常多。

关键词：机器人劳动力短缺创业家汽车装配线亚马逊自动化

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汽车装配线人机工程与职业性疾病相关性研究

汽车装配线人机工程与职业性疾病相关性研究

作者：张鹏华南理工大学

学位级别：硕士

创建安心工作的工作条件和舒适的工作环境，以达到企业职业健康安全管理体系的目标要求及员工生理和心理需求。而人机工程学正是一门研究人、机、环境如何才能达到最佳匹配，以保证人安全、健康、高效、舒适地进行工作和生活的学科;通... 详细信息

创建安心工作的工作条件和舒适的工作环境，以达到企业职业健康安全管理体系的目标要求及员工生理和心理需求。而人机工程学正是一门研究人、机、环境如何才能达到最佳匹配，以保证人安全、健康、高效、舒适地进行工作和生活的学科;通过人机工程的改善，促进和改进作业装配线与作业人员职业性疾病的预防。应用人机工程学相关技术及人机工程学的改善理论与方法，如动作经济原则与流程经济原则等评估了生产现场的人机工程现状，对典型人机工程问题进行分析，并与职业性疾病预防相结合，提出了可行的改善方案，以期取得明显改善效果。首先通过人机工程学的发展现状分析、相关技术及改善理论的总结，对装配线进行调查、分析，对现状进行模拟，使得企业能够更有效地实施人机工程项目，然后通过对公司人机工程及职业性疾病现状的调查、评估、分析并改善生产现场的具体问题。对焊接包边工序存在问题的岗位进行有效的人机分析，利用模拟分析软件对工序的操作过程进行模拟分析，改善其中人、机问题，如不合理的场景布局、人工搬运以及作业人员无效走动时间等，减轻作业人员的劳动强度并提高工序的效率;对总装车身装配流水线上的操作者身体姿势问题，提出加装操作平台的改善方案，并说明此改善方案在类似的流水线上的通用性，并推广使用;在底盘装配工位上，对作业负荷、人与环境匹配等进行改善，改善实施后，操作者反映不仅身体姿势得到改善，作业效率也得到了提高。通过作业负荷评价法、体力测试、工程调查评价表等项目对工作负荷做较全面的预测研究及分析，改变当前对工作负荷强度不能预测以及只侧重体力工作负荷的状况，有效的对装配线职业性疾病进行初步的预防分析，最后分析通过科学的人机工程分析及职业性疾病预防在企业实施的迫切性，并面向汽车制造业给出了科学的实施流程方法与步骤，以及人机工程学及职业性疾病预防实施的效果评价体系。本研究的成果可望对汽车制造业装配生产线中操作者的作业舒适度和工作效率及安全性从技术上给予相应提高，对生产工艺中工位的合理布置给予明确的指导;逐步将人机工程学改善理论应用于汽车装配作业中，结合职业性疾病的预防，推广其在汽车制造业的应用;创造安心、舒适的工作环境，提高汽车装配生产线的工作效率并改善装配线上的不合理的设计;提高人机工程学在汽车制造业生产中的应用研究与使用领域，并规范生产工艺的方法与步骤，具重要的理论和工程意义。

关键词：汽车装配线人机工程职业性疾病作业负荷预防

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汽车装配线上RFID多标签识别防碰撞算法

汽车装配线上RFID多标签识别防碰撞算法

作者：刘昊灵重庆大学

学位级别：硕士

RFID(Radio Frequency Identification)技术与传统的条形码技术相比，具有识别距离远、速度快以及读写操作灵活等优点，在工业自动化、商业自动化、交通运输管理和防伪等众多领域都得到了广泛的应用。目前，很多汽车制造商将RFID技术应... 详细信息

RFID(Radio Frequency Identification)技术与传统的条形码技术相比，具有识别距离远、速度快以及读写操作灵活等优点，在工业自动化、商业自动化、交通运输管理和防伪等众多领域都得到了广泛的应用。目前，很多汽车制造商将RFID技术应用于汽车生产线上，对整车及零部件的生产进行质量监控和流程管理，以提高生产线上的生产效率、改进生产方式、节约生产成本，并取得了较好的应用效果。但是，在汽车装配生产线上，由于待装配的零部件很多，每一个零部件都有各自的电子标签。这样，大量待识别的标签相对集中于汽车装配生产线上，阅读器和标签的通信碰撞问题尤为突出，影响了整个识别系统的性能，最终难以保证装配生产线的高速运行。因此，电子标签碰撞问题已成为RFID技术在汽车装配生产线上推广应用的技术瓶颈。解决标签碰撞问题的主要方法是防碰撞算法，本文在深入研究现有电子标签防碰撞算法的基础上，结合电子标签在汽车装配生产线上的具体应用环境，提出了一种基于分组动态帧时隙(Grouping Dynamic framed slotted)ALOHA算法和跳跃式动态二进制搜索(Jump Dynamic Binary Search)算法的混合防碰撞(G-JDBS)算法，以达到减少识别时间、提高标签识别效率的目的。本文的具体工作主要体现在以下几个方面： ①RFID系统在汽车装配生产线的应用特征研究。在深入研究RFID系统的基本组成和工作原理的基础上，分析了汽车装配生产线上的特殊应用环境，研究了RFID系统在汽车装配生产线上应用的多标签基本特征，揭示了汽车装配生产线上多标签识别的碰撞机理。 ②提出RFID混合防碰撞算法。根据RFID系统在汽车装配生产线应用的基本特征，研究并总结了现有的RFID防碰撞算法，并结合汽车装配生产线的实际运用环境，提出了适合于汽车装配生产线上多标签识别应用的混合防碰撞算法。 ③混合防碰撞算法的仿真与实验测试。对现有的两类防碰撞算法及其改进算法进行了仿真分析，并与本文提出的混合防碰撞算法相比较，将本文算法进行实验测试，验证其性能。理论分析和实验测试结果表明：本文提出的混合防碰撞算法具有更高的多标签识别效率，解决了多标签在汽车装配生产线上推广应用的技术瓶颈，也为RFID防碰撞算法提供了一个新思路。

关键词：射频识别汽车装配线多标签防碰撞算法

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汽车装配线摩擦驱动悬挂输送控制系统研发

汽车装配线摩擦驱动悬挂输送控制系统研发

作者：魏新乐南京航空航天大学

学位级别：硕士

随着汽车装配生产系统中人力成本的不断提高,物料输送系统中暴露出的效率、柔性、能耗等问题日渐明显,科学技术的不断进步,则为这些问题的解决提供了良好的契机,摩擦驱动输送系统采用多台小功率电机分布布置接力式驱动方式,取代了传统... 详细信息

随着汽车装配生产系统中人力成本的不断提高,物料输送系统中暴露出的效率、柔性、能耗等问题日渐明显,科学技术的不断进步,则为这些问题的解决提供了良好的契机,摩擦驱动输送系统采用多台小功率电机分布布置接力式驱动方式,取代了传统单台大功率电机带动整条输送线的驱动方式,具有成本较低、环保节能、结构柔性、维护方便等优点,而悬挂式摩擦驱动输送系统还具有空间利用率高这一优点,摩擦驱动输送系统中的关键问题一为多电机的同步控制策略,二为多输送链的冲突解决策略,因此本文选取悬挂式摩擦驱动输送系统为研究对象,设计开发其控制系统,为空中地面协同立体输送系统的设计打下基础。首先,本文分析了工业控制系统中集中式、分布式、现场总线式三种体系结构的优缺点,利用现场总线技术构成PROFIBUS-DP控制网络,实现基于PLC的集中式控制系统,完成系统结构布局;其次,分析了变频调速技术的基本原理,通过对其两种基本控制方式控制性能的比较选用矢量控制方式实现单台电机的控制方法,并以此为基础,研究了多台电机等效为一台电机的数学模型,实现单变频器的多电机的同步控制方案;再次,针对输送系统中各电机控制功能基本相似,对电机控制采用主控程序与控制功能模块分离的PLC程序设计思想,设计了电机控制程序,重点研究了输送系统中多输送链运行时的冲突类型及解决策略,分配I/O点地址,给出了主要功能模块的核心PLC程序;最后,在触摸屏与PLC通信连接的基础上,以嵌入式组态开发环境设计了输送系统上位机监控系统,上位机监控系统能实现对输送轨道的实时状态显示、输送运行参数设置、输送系统设备调试及输送系统报警信息显示等功能。在本文的最后,对研究工作及所取得的研究成果进行了总结,并对摩擦驱动输送系统的控制体系结构做了进一步展望。

关键词：汽车装配线摩擦驱动输送系统 PROFIBUS-DP 多电机同步控制策略

汽车装配线多层次、多信息融合的3D虚拟监控关键技术

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汽车装配线多层次、多信息融合的3D虚拟监控关键技术

作者：孙志楠南京航空航天大学

学位级别：硕士

近年来汽车市场竞争日趋激烈,用户个性化需求不断提高,汽车生产方式正由大批量生产转向大规模、小批量、多品种、快节拍的柔性生产转变,这使汽车制造向数字化、智能化、可视化发展成为必然趋势。本文旨在针对汽车装配线具有系统结构多... 详细信息

近年来汽车市场竞争日趋激烈,用户个性化需求不断提高,汽车生产方式正由大批量生产转向大规模、小批量、多品种、快节拍的柔性生产转变,这使汽车制造向数字化、智能化、可视化发展成为必然趋势。本文旨在针对汽车装配线具有系统结构多层次、设备种类多样化、工况环境复杂多变、大量多源异构信息并存等特点以及全息、实时、透明的生产管控需求,研发汽车装配线多层次、多信息融合的3D虚拟监控系统,通过物联网技术与计算机图形图像技术相结合,以友好的3D人机交互方式实现汽车装配生产深度而高效的可视化管理,提高汽车生产装配过程管理的透明度和便捷性,进而为可持续生产和工艺优化决策提供支持。本文具体研究工作如下:首先,基于汽车装配线可视化监控的需求分析和系统目标设计分析,建立了汽车装配线多层次、多信息融合的3D虚拟监控系统架构,分别设计了3D实时可视化管控系统的体系结构、运行模式、功能结构和网络拓扑结构。然后根据设计的系统架构,针对其中两个关键技术,整线制造信息集成处理技术和制造场景3D可视化同步实现技术分别开展研究。在制造信息集成与处理方面,根据汽车装配线特点和多维信息感知需求,提出了多源异构信息的采集策略,设计了面向多层次监控的信息集成方案;针对多层次多维度状态信息的关联特性,提出了基本状态和复合状态的状态特征识别方法;针对复合状态融合识别难题,提出一种支持向量机与证据理论相结合的多信息融合技术,并通过数值案例验证了其有效性。在汽车装配线制造场景3D可视化同步实现方面,分别研究了实景监控静态场景和动态场景的同步映射与优化技术。静态映射研究通过制造对象三维建模、静态虚拟场景构建、场景光源优化、静态模型优化等技术优化复杂制造场景的3D静态显示;考虑制造过程的动态变化特点与管控实时性要求,为解决场景动态显示的同步性难题,提出了装备系统动态特征与工艺行为逻辑并行驱动的模型行为控制技术与场景显示前馈控制方法,实现基于实时监控数据的系统动态同步监控。最后,以摩擦驱动的汽车总装滑板输送线及其自动导引车(Automated Guided Vehicle,AGV)辅料输送系统为例,开发了该应用对象的3D虚拟监控系统,详细阐述了该系统信息采集、集成、处理的方案以及3D虚拟监控可视化的实现步骤,场景显示与状态监控的应用结果验证了本文所提出的核心技术的可行性和有效性。

关键词：生产可视化实景监控实时管控多信息融合汽车装配线

RFID中间件技术在汽车装配线中的应用研究

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机床与液压 2015年第2期43卷 8-11页

作者：李鸿周建平许燕周利娜新疆大学机械工程学院新疆乌鲁木齐830047

针对现有汽车装配业的生产特点,分析了RFID中间件系统在装配线中的应用需求,构建了一套面向汽车装配线的RFID中间件应用系统架构,描述了RFID中间件的功用及典型结构。对整个装配线系统、RFID读写器管理、数据过滤及消息传送几大关键环... 详细信息

针对现有汽车装配业的生产特点,分析了RFID中间件系统在装配线中的应用需求,构建了一套面向汽车装配线的RFID中间件应用系统架构,描述了RFID中间件的功用及典型结构。对整个装配线系统、RFID读写器管理、数据过滤及消息传送几大关键环节进行了详细的阐述。整个RFID中间件平台中采用JAVA技术开发。

关键词：汽车装配线 RFID中间件应用研究