CN107844060A - 一种机匣数字化装配可视化平台设计方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种机匣数字化装配可视化平台设计方法，用以解决机匣产品在装配过程中错装漏装导致装配效率低的问题。本发明针对机匣产品装配质量与可靠性需求，从数字化装配角度出发，对机匣产品数字化装配可视化平台功能进行了规划设计，形成了机匣产品数字化装配可视化平台设计方案。本发明建立了机匣产品数字化装配可视化平台使用方法，可以有效的提高机匣产品装配效率，缩短装配周期，改善装配过程中存在的错装漏装问题，并且对装配工人有很好的指导培训作用。

Description

一种机匣数字化装配可视化平台设计方法

技术领域

本发明涉及机匣类产品设计的技术领域，具体涉及一种机匣数字化装配可视化平台设计方法，适用于机匣类产品装配车间数字化改造升级及智能化转型过程。

背景技术

机匣类产品中存在多种型号，其构件复杂、结构紧凑、组件繁多，国内目前主要依靠繁杂的装配纸质工艺规程，并必须由经验丰富的工艺设计、加工、装配人员完成机匣装配工作，工作劳动量大，装配过程错装漏装时有发生，装配效率低、周期长、精度差、数据传递稳定性差，难以满足机匣类产品的高性能使用要求。所以，为了提高机匣类产品装配车间的装配水平，提升机匣类产品装配质量，满足国内制造业数字化发展的需要，努力发展机匣类产品数字化装配技术势在必行，因此迫切需要建立一种机匣数字化装配可视化平台设计方法，用以解决机匣产品在装配过程中错装漏装导致装配效率低的问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题为：针对机匣产品数字化装配发展需求，从装配可视化角度出发，对机匣产品传统装配平台进行了改造升级，建立了机匣产品数字化装配可视化平台设计方法，形成了机匣产品数字化装配可视化平台软件系统规划设计、工位模块化方案设计、布局方案设计以及建模仿真设计方案，解决了机匣产品在装配过程中错装漏装导致装配效率低的问题。

本发明采用的技术方案是：一种机匣数字化装配可视化平台设计方法，包括如下步骤：

步骤(1)：机匣数字化装配可视化平台软件系统规划设计；

步骤(2)：机匣数字化装配可视化平台工位模块化方案设计；

步骤(3)：机匣数字化装配可视化平台布局方案设计；

步骤(4)：机匣数字化装配可视化平台建模仿真；

步骤(5)：所述步骤(1)中对机匣数字化装配可视化平台软件系统进行功能设计、环境设计及应用模式设计。

步骤(6)：所述的步骤(5)中对机匣数字化装配可视化平台软件系统进行功能设计时，根据机匣数字化装配可视化平台功能需求，应具有的功能模块包括：基于MBD的三维装配模型库、装配操作指导视频库、装配工艺文件库、装配零部件自动匹配功能、软件程序使用教程与帮助，其中各功能模块间可实现数据传递交互，信息存储、查询、修改、删除、检索功能。

步骤(7)：所述的步骤(5)中对机匣数字化装配可视化平台软件系统进行环境设计时，应对机匣数字化装配可视化平台软件程序的运行环境进行硬件需求与软件需求的规定，规定所需CPU、内存、硬盘、显卡等硬件参数，规定操作系统、办公软件、专业类软件等。

步骤(8)：所述的步骤(5)中对机匣数字化装配可视化平台软件系统进行应用模式设计时，应以装配工艺为核心，利用MBD技术，将带有三维标注的三维模型和工装资源、装配操作技术图解、装配操作动画组织起来；然后通过在各个装配工位安装装配可视化应用系统的客户端，将三维数据通过网络传递给操作现场，指导工人操作；与此同时现场工人还可以根据现场具体情况提出良好建议或意见通过客户端提交到服务器，相应的反馈给产品、工艺、工装、工艺规程的设计人员做出相应更改。

步骤(9)：所述步骤(2)中对机匣数字化装配可视化平台工位进行模块化设计，单工位设计主要包括装配零部件的工作台与可视化台架两部分，其中工作台主要用于安装各组件及安放电脑主机键鼠套装，可视化台架主要用于安放显示器或装配技术图解。

步骤(10)：所述步骤(3)中对机匣数字化装配可视化平台布局方案进行设计，针对多工位采用U型流水线的总体布局，单工位采用两个工作台背靠背中间安放可视化台架的布局方式。

步骤(11)：所述步骤(4)中对机匣数字化装配可视化平台建模仿真是根据步骤(9)和步骤(10)，对机匣数字化装配可视化平台工位及布局进行仿真，利用UG或其他建模软件建立机匣数字化装配可视化平台工位模块化模型。

本发明的原理在于：根据机匣产品装配需求，基于模块化设计思想，分别建立机匣数字化装配可视化平台软件系统规划方案和机匣装配工位设计方案，其中利用仿真技术，建立机匣装配工位三维模型，利用车间布局技术，建立机匣数字化装配车间布局方案，最终形成一种机匣数字化装配可视化平台设计方法。

本发明与现有技术相比的有益效果是：目前机匣产品的装配主要依靠繁杂的装配纸质工艺规程，装配过程错装漏装时有发生，装配效率低、周期长、精度差、数据传递稳定性差，本发明建立了机匣数字化装配可视化平台设计方法，通过本发明的设计方法对现有机匣产品装配生产线进行升级改造，配备可视化设备及控制中心，重新布置数据传输及电源线路，升级工位工作台，优化工件配送流程，可以有效地改善机匣产品装配环境，取代传统的纸质装配工艺，利用可视化窗口可以有效地指导装配工人快速精确的装配，提高装配效率，缩短装配周期，并且具有培训新人快速上岗的功能，最终解决机匣产品在装配过程中错装漏装的问题。同时，该发明方法可以应用到机匣产品的加工、检测、热处理等其他工艺车间中，也可以应用到除机匣产品以外的其他车间需要数字化改造升级的产品制造过程中，可以大大的改善现有产品制造工艺水平，提高产品制造质量，推动行业进步。

附图说明

图1为本发明的方法流程图；

图2为机匣数字化装配可视化平台应用模式示意图；

图3为机匣数字化装配可视化平台整体布局示意图；

图4为机匣数字化装配可视化平台双工位示意图；

图5为机匣数字化装配可视化平台可视化台架示意图；

图6为机匣数字化装配可视化平台台架固定夹示意图；

图4中附图标记含义为：1为工作台，2为可视化台架组件，3为显示器，4为键盘鼠标，5为单工位主机。

图5中附图标记含义为：6为台架支撑柱，7为台架支撑板，8为台架加强筋，9为固定三角板，10为台架固定夹组件，11为台架旋转底座。

图6中附图标记含义为：12为紧固U型条，13为紧固螺栓，14为旋转销钉。

具体实施方式

下面结合附图以及具体实施方式进一步说明本发明。

本发明针对一种机匣数字化装配可视化平台，建立其设计方法流程如图1所示，其步骤如下：

步骤(1)：机匣数字化装配可视化平台软件系统规划设计；

步骤(2)：机匣数字化装配可视化平台工位模块化方案设计；

步骤(3)：机匣数字化装配可视化平台布局方案设计；

步骤(4)：机匣数字化装配可视化平台建模仿真；

步骤(5)：所述步骤(1)中对机匣数字化装配可视化平台软件系统进行功能设计、环境设计及应用模式设计。

步骤(6)：所述的步骤(5)中对机匣数字化装配可视化平台软件系统进行功能设计时，根据机匣数字化装配可视化平台功能需求，应具有的功能模块包括：基于MBD的三维装配模型库、装配操作指导视频库、装配工艺文件库、装配零部件自动匹配功能、软件程序使用教程与帮助，其中各功能模块间可实现数据传递交互，信息存储、查询、修改、删除、检索功能。在软件设计的过程中，为解决输入输出使用过程不方便的缺点，使软件使用性能得到提高、界面人性化，使用常规的Windows外观与操作方式，具有以下技术特点：

程序功能模块化：

程序各个模块的功能相互独立又紧密相连。程序局部功能的错误不会影响其他模块的运行，同时也方便的软件设计人员的快速寻找问题与维护。

计算结果可视化：

软件系统具有良好的人机交互界面，计算可以清晰直观的显示给用户。

良好的扩展性和维护性；

软件系统具有良好的可扩展性，便于对数据的修改和补充；对于后期的维护和持续运行成本较低。

步骤(7)：所述的步骤(5)中对机匣数字化装配可视化平台软件系统进行环境设计时，应对机匣数字化装配可视化平台软件程序的运行环境进行硬件需求与软件需求的规定，规定所需CPU、内存、硬盘、显卡等硬件参数，规定操作系统、办公软件、专业类软件等，具体如下：

硬件需求环境

a)CPU：单核2.0GHz以上或多核1.6GHz以上

b)内存：2G以上

c)硬盘：至少100G以上剩余空间

d)显卡：带有3D图像加速功能、显存128M以上

e)显示屏：23寸显示屏幕

f)台数：根据现场实际工位需求而定

软件需求环境

a)操作系统：Windows 7以上

b)系统补丁：Microsoft.Net Framework补丁2.0或以上版本

c)NX软件等三维建模软件

d)Office软件

步骤(8)：所述的步骤(5)中对机匣数字化装配可视化平台软件系统进行应用模式设计时，如图2所示，应以装配工艺为核心，利用MBD技术，将带有三维标注的三维模型和工装资源、装配操作技术图解、装配操作动画组织起来；然后通过在各个装配工位安装装配可视化应用系统的客户端，将三维数据通过网络传递给操作现场，指导工人操作；与此同时现场工人还可以根据现场具体情况提出良好建议或意见通过客户端提交到服务器，相应的反馈给产品、工艺、工装、工艺规程的设计人员做出相应更改。

步骤(9)：所述步骤(2)中对机匣数字化装配可视化平台工位进行模块化设计，如图4所示，单工位设计主要包括装配零部件的工作台1与可视化台架2两部分，其中工作台主要用于安装机匣产品各组件及安放键盘鼠标4、单工位主机5，可视化台架2主要用于安放显示器3或装配技术图解。如图5所示为可视化台架，主要包括台架支撑柱6、台架支撑板7、台架加强筋8、固定三角板9、台架固定夹组件10、台架旋转底座11。可视化平台搭建本着一切服务于装配生产的原则，结合实际情况对工位的布局提出了以下要求：

a)高度上，尽量使终端显示屏幕中心与工人装配时的视线平齐。

b)终端显示屏幕尽量与单个工位上的装配操作隔开，互不影响。

c)终端显示屏幕尽可能放在工位的中心，使该工位的每一个零部件装配都能参考可视化平台的装配视频和资料。

d)合理的布线，局域网络线路的铺设和电源线路的铺设尽量在地下走，保障线路的安全和不影响装配工位。

e)机箱、键盘鼠标尽量放置在干燥通风地方，便于使用操作同时不影响装配。

根据可视化平台搭建原则和要求，在尽可能少的占用装配线和保障平台不受磕碰、损伤的基础上。提出布局方案：在两张工作台1之间布置一个可视化台架2，在可视化台架2放置显示器3。可视化台架2与工作台1通过台架固定夹组件10(图5所示)固定连接，防止可视化台架2的随意移动与显示器3的损坏。在可视化台架2下方走线，实现单工位主机5——显示器3——局域网络的线路连接，形成如图4所示的工位布局。

步骤(10)：所述步骤(3)中对机匣数字化装配可视化平台布局方案进行设计，针对多工位采用U型流水线的总体布局，单工位采用两个工作台背靠背中间安放可视化台架的布局方式。基于局域网路线布局和电源走线的安全性以及各工位紧密联系的综合考虑，结合现有装配线的生产条件和布置，采用U型流水线的总体布局方案，总体布局如图3所示。

步骤(11)：所述步骤(4)中对机匣数字化装配可视化平台建模仿真是根据步骤(9)和步骤(10)，对机匣数字化装配可视化平台工位及布局进行仿真，利用UG建立机匣数字化装配可视化平台工位模块化模型，模型如图4、图5、图6所示。

综上，通过以上流程，可以形成机匣产品数字化装配可视化平台设计方案，建立一种机匣数字化装配可视化平台，由此可以解决装配过程中存在的错装漏装问题，可以有效的提高机匣产品装配效率，使机匣产品校验合格率提高20％以上，缩短机匣产品装配周期1周以上，机匣返修率降低20％以上，实现从无到30％-50％零部件装配的可视化指导，并且对装配工人有很好的指导培训作用。本发明涉及一种机匣数字化装配可视化平台设计方法，适用于机匣类产品装配车间数字化改造升级及智能化转型过程，也适用于其他产品生产车间数字化改造升级过程。

本发明未详细阐述部分属于本领域公知技术。凡采用等同变换或者等效替换而形成的技术方案，均落在本发明权利保护范围之内。

Claims (8)

1.一种机匣数字化装配可视化平台设计方法，其特征在于，实现步骤如下：

步骤(1)：机匣数字化装配可视化平台软件系统规划设计；

步骤(2)：机匣数字化装配可视化平台工位模块化方案设计；

步骤(3)：机匣数字化装配可视化平台布局方案设计；

步骤(4)：机匣数字化装配可视化平台建模仿真。

2.根据权利要求1所述的一种机匣数字化装配可视化平台设计方法，其特征在于：所述步骤(1)中对机匣数字化装配可视化平台软件系统进行功能设计、环境设计及应用模式设计。

3.根据权利要求2所述的一种机匣数字化装配可视化平台设计方法，其特征在于：所述的机匣数字化装配可视化平台软件系统进行功能设计时，机匣数字化装配可视化平台主要服务于装配操作的指导，同时可以实现一些基础文件的查询和学习指导，应具有的功能模块包括：基于MBD的三维装配模型库、装配操作指导视频库、装配工艺文件库、装配零部件自动匹配功能、软件程序使用教程与帮助，其中各功能模块间可实现数据传递交互，信息存储、查询、修改、删除、检索功能。

4.根据权利要求2所述的一种机匣数字化装配可视化平台设计方法，其特征在于：机匣数字化装配可视化平台软件系统进行环境设计时，对机匣数字化装配可视化平台软件程序的运行环境进行硬件需求与软件需求的规定，规定所需CPU、内存、硬盘、显卡等硬件参数，规定操作系统、办公软件、专业类软件等。

5.根据权利要求2所述的一种机匣数字化装配可视化平台设计方法，其特征在于：机匣数字化装配可视化平台软件系统进行应用模式设计，以装配工艺为核心，利用MBD技术，将带有三维标注的三维模型和工装资源、装配操作技术图解、装配操作动画组织起来；通过在各个装配工位安装装配可视化应用系统的客户端，将三维数据通过网络传递给操作现场，指导工人操作；与此同时现场工人还可以根据现场具体情况提出良好建议或意见通过客户端提交到服务器，相应的反馈给产品、工艺、工装、工艺规程的设计人员做出相应更改。

6.根据权利要求1所述的一种机匣数字化装配可视化平台设计方法，其特征在于：所述步骤(2)中对机匣数字化装配可视化平台工位进行模块化设计，单工位设计主要包括装配零部件的工作台与可视化台架两部分，其中工作台主要用于安装各组件及安放电脑主机键鼠套装，可视化台架主要用于安放显示器或装配技术图解。

7.根据权利要求6所述的一种机匣数字化装配可视化平台设计方法，其特征在于：所述步骤(3)中对机匣数字化装配可视化平台布局方案进行设计，针对多工位采用U型流水线的总体布局，单工位采用两个工作台背靠背中间安放可视化台架的布局方式。

8.根据权利要求7所述的一种机匣数字化装配可视化平台设计方法，其特征在于：所述步骤(4)机匣数字化装配可视化平台建模仿真，对机匣数字化装配可视化平台工位及布局进行仿真，利用UG或其他建模软件建立机匣数字化装配可视化平台工位模块化模型。