本文關(guān)鍵詞：面向準(zhǔn)時生產(chǎn)的數(shù)控車間刀具自動配送關(guān)鍵技術(shù)研究

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【摘要】：在現(xiàn)代數(shù)控車間中,隨著數(shù)控加工參數(shù)的不斷優(yōu)化和數(shù)控機加工時間的不斷縮短,刀具配送等輔助加工時間過長的問題進一步暴露。在國內(nèi)航空制造業(yè)現(xiàn)場,現(xiàn)有的刀具配送效率較低,配送管理水平較差,制約了生產(chǎn)效率的進一步提高。為了更好地貫徹精益、敏捷的制造思想,本文針對上述問題,對面向準(zhǔn)時生產(chǎn)的數(shù)控車間刀具配送的關(guān)鍵技術(shù)展開了研究,顯著優(yōu)化了刀具配送過程,并實現(xiàn)了面向準(zhǔn)時生產(chǎn)刀具自動配送的有效管理。本文的主要研究工作如下:(1)針對刀具配送車輛的調(diào)度問題,提出了基于遺傳算法和掃描算法的二階段法求解思路。在傳統(tǒng)掃描算法的基礎(chǔ)上開發(fā)了更高效的矩陣掃描算法,實現(xiàn)了對配送任務(wù)的分配;針對問題特點研究了遺傳算法的各項操作,實現(xiàn)了對配送順序的優(yōu)化。最后通過實例驗證了該復(fù)合算法的有效性和優(yōu)越性,證明其可以對刀具配送車輛實現(xiàn)有效的調(diào)度。(2)針對配送車輛的路徑規(guī)劃,將其分為全局靜態(tài)和局部動態(tài)兩個層面進行了研究。在全局規(guī)劃層,在環(huán)境建模的基礎(chǔ)上,基于A*算法設(shè)計了單車路徑規(guī)劃算法;在局部規(guī)劃層,根據(jù)一定的避障策略,對沖突進行了動態(tài)檢測并設(shè)計了相應(yīng)的解決方案。最后利用局部規(guī)劃方法,在全局最優(yōu)方案的基礎(chǔ)上得到完整的路徑規(guī)劃算法,實現(xiàn)了車輛的動態(tài)避障。(3)研究了基于RFID和視覺輔助的AGV導(dǎo)航安全通訊方法,設(shè)計了地面—車載的AGV配送控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu),并利用車載控制系統(tǒng)開發(fā)了自動循跡技術(shù)。而后基于無源RFID提出了AGV視覺導(dǎo)航方法,并進一步研究了刀具拾取防錯技術(shù),保證了刀具的準(zhǔn)確配送。(4)在對刀具配送管理需求分析的基礎(chǔ)上,對系統(tǒng)進行了總體設(shè)計。根據(jù)刀具配送管理流程,開發(fā)了基于B/S模式的刀具配送管理子系統(tǒng),和基于C/S模式的刀具配送監(jiān)控子系統(tǒng),實現(xiàn)了刀具申請、申請審批、刀具配送、車輛調(diào)度和車輛導(dǎo)航等關(guān)鍵功能模塊。
【關(guān)鍵詞】：準(zhǔn)時生產(chǎn) 刀具配送 車輛調(diào)度 路徑規(guī)劃 AGV視覺導(dǎo)航 配送管理系統(tǒng)
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TG659;TG71
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-12
• 注釋表12-13
• 縮略詞13-14
• 第一章 緒論14-22
• 1.1 研究背景及意義14-15
• 1.1.1 研究背景14
• 1.1.2 研究意義14-15
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及存在的問題15-19
• 1.2.1 配送車輛調(diào)度問題15-17
• 1.2.2 配送車輛導(dǎo)航與配送執(zhí)行技術(shù)17-18
• 1.2.3 刀具配送管理系統(tǒng)18-19
• 1.3 本課題的研究內(nèi)容和技術(shù)路線19-20
• 1.4 本文的章節(jié)安排20-22
• 第二章 刀具配送車輛調(diào)度算法22-36
• 2.1 引言22
• 2.2 問題分析與模型構(gòu)建22-24
• 2.2.1 數(shù)控車間車輛調(diào)度問題分析22-23
• 2.2.2 數(shù)學(xué)模型構(gòu)建23-24
• 2.3 算法設(shè)計24-32
• 2.3.1 算法總體設(shè)計24-26
• 2.3.2 矩陣掃描算法設(shè)計26-28
• 2.3.3 遺傳算法設(shè)計28-32
• 2.4 算法實例分析32-35
• 2.4.1 求解與分析33-34
• 2.4.2 算法比較34-35
• 2.5 本章小結(jié)35-36
• 第三章 刀具配送車輛路徑規(guī)劃算法36-50
• 3.1 引言36
• 3.2 問題分析與求解思路36-37
• 3.3 全局路徑規(guī)劃層37-44
• 3.3.1 環(huán)境建模37-41
• 3.3.2 單車路徑規(guī)劃算法41-44
• 3.4 局部路徑規(guī)劃層44-48
• 3.4.1 問題描述44
• 3.4.2 避障策略44-45
• 3.4.3 沖突分類、檢測和解決方案45-48
• 3.5 多車路徑規(guī)劃算法48-49
• 3.6 本章小結(jié)49-50
• 第四章 刀具配送車輛自動導(dǎo)航和配送執(zhí)行技術(shù)50-68
• 4.1 引言50
• 4.2 車輛運動控制技術(shù)50-53
• 4.2.1 AGV控制系統(tǒng)設(shè)計50-51
• 4.2.2 AGV自動循跡技術(shù)51-53
• 4.3 基于無源RFID和視覺輔助的AGV視覺導(dǎo)航方法53-57
• 4.3.1 基于無源RFID的車輛位置識別和通訊技術(shù)53-56
• 4.3.3 AGV視覺導(dǎo)航技術(shù)56-57
• 4.4 調(diào)度指令識別技術(shù)57-64
• 4.4.1 建立調(diào)度指令圖像庫57-58
• 4.4.2 圖像采集技術(shù)58-60
• 4.4.4 圖像處理技術(shù)60-64
• 4.5 刀具拾取防錯技術(shù)64-67
• 4.5.1 刀具拾取的視覺識別技術(shù)64-65
• 4.5.2 刀具拾取防錯流程65-67
• 4.6 本章小結(jié)67-68
• 第五章 刀具自動配送管理系統(tǒng)68-82
• 5.1 引言68
• 5.2 系統(tǒng)需求分析和設(shè)計目標(biāo)68-69
• 5.2.1 系統(tǒng)的需求分析68-69
• 5.2.2 系統(tǒng)的總體目標(biāo)69
• 5.3 系統(tǒng)的體系架構(gòu)69-72
• 5.3.0 系統(tǒng)總體架構(gòu)69-71
• 5.3.1 基于B/S模式的刀具配送管理系子統(tǒng)71
• 5.3.2 基于C/S模式的刀具配送監(jiān)控子系統(tǒng)71-72
• 5.4 系統(tǒng)功能模塊設(shè)計72-74
• 5.4.1 功能模塊劃分72-73
• 5.4.2 用戶角色及權(quán)限73-74
• 5.5 系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫設(shè)計74-76
• 5.5.1 數(shù)據(jù)庫概念結(jié)構(gòu)設(shè)計74-76
• 5.5.2 數(shù)據(jù)庫邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計76
• 5.6 系統(tǒng)功能實現(xiàn)76-81
• 5.6.1 刀具配送管理子系統(tǒng)76-79
• 5.6.2 刀具配送監(jiān)控子系統(tǒng)79-81
• 5.7 本章小結(jié)81-82
• 第六章 總結(jié)與展望82-84
• 6.1 研究內(nèi)容總結(jié)82-83
• 6.2 未來工作展望83-84
• 參考文獻84-89
• 致謝89-90
• 在學(xué)期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與申請的專利90

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本文編號：560772