水火彎板機(jī)數(shù)控系統(tǒng)研究

水火彎板機(jī)數(shù)控系統(tǒng)研究項目類型：橫向項目立項時間：2007.12項目編號：2007301完成時間：2008.09

TheResearchonIntelligentControlofLine-heatingSystem

項目的目的及意義水火彎板是目前國內(nèi)外各船廠普遍采用的船體外板無模成型方法．水火彎板曲面成形是造船生產(chǎn)中技術(shù)性強(qiáng)、難度大、影響因素多、操作技藝難以掌握的手工工藝。隨著計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，已經(jīng)基本實(shí)現(xiàn)了彎板工藝的參數(shù)預(yù)報系統(tǒng)．在此預(yù)報系統(tǒng)的基礎(chǔ)上開發(fā)智能機(jī)器人將改變該工藝過分依賴人工經(jīng)驗(yàn)的現(xiàn)狀。提高彎板效率，提高生產(chǎn)速度，縮短造船周期，對提高造船質(zhì)量、降低造船成本有重要意義。人工加工與自動化加工1.人工加工可加工板型小，依賴工人的經(jīng)驗(yàn)。2.對工人身體損害大，技術(shù)斷代。3.人工加工效率低水火彎板機(jī)數(shù)控系統(tǒng)的特點(diǎn)基于TRIO的MC206和Emerson的PLC的運(yùn)動控制系統(tǒng)來完成對各軸的運(yùn)動控制。限位保護(hù)靈敏，具有高穩(wěn)定性和可靠性槍頭以浮動方式和升降軸連接，避免加熱不均勻的問題X軸采用雙邊驅(qū)動，并加入補(bǔ)償算法。避免了X軸方向兩邊不同步的問題避免因龍門架跨度和重量都比較大，而難于保證加工精度的問題以及造成機(jī)械結(jié)構(gòu)變形的問題

水火彎板機(jī)數(shù)控系統(tǒng)的特點(diǎn)提供豐富、方便的圖形化的焰道編輯功能。解決專家系統(tǒng)軟件生成焰道的不足避免由人工檢查焰道數(shù)據(jù)來排除錯誤造成的額外人工和錯誤。測量和加工過程的實(shí)時圖形顯示。使得操作人員實(shí)時掌握當(dāng)前工藝具體的進(jìn)展情況。例如當(dāng)前測量的是肋骨線上的哪個點(diǎn)，還有哪條肋骨線沒有測量；再如當(dāng)前加工的焰道離終點(diǎn)還有多遠(yuǎn)，下一條的焰道在哪里，還剩幾條焰道等。水火彎板機(jī)數(shù)控系統(tǒng)的特點(diǎn)對于加工完的鋼板通過C#和Matlab混合編程實(shí)現(xiàn)立體成形測量完的鋼版以三維形式顯示在控制軟件界面便于對比目標(biāo)板進(jìn)行二次加工該軟件的特點(diǎn)主要是功能完善，使用方便，效率高。該系統(tǒng)于2008年8月完成現(xiàn)場調(diào)試工作，投入廣船國際生產(chǎn)車間中使用，使用效果良好。

系統(tǒng)構(gòu)成及運(yùn)動要求水火彎板工藝中主要有板形測量運(yùn)動、焰道加工運(yùn)動。下圖是機(jī)床示意圖，系統(tǒng)總共需要六個運(yùn)動軸：機(jī)床縱向移動的X1，X2軸托板在龍門架上的橫向移動的Y軸槍頭垂直上下移動的Z軸測量激光軸上下移動的Z1軸及支撐支架旋轉(zhuǎn)的C軸系統(tǒng)構(gòu)成及運(yùn)動要求三種操作模式手動模式（校準(zhǔn)）、測量模式（獲取加工板數(shù)據(jù)）和加工模式（自動）。手動模式需要實(shí)現(xiàn)X1，X2在縱向的同步運(yùn)動控制及其它軸在各自方向的單獨(dú)運(yùn)動控制，測量模式需要實(shí)現(xiàn)X1，X2在縱向的同步運(yùn)動控制，沿測量軌跡（直線）的縱向X軸和橫向Y軸的聯(lián)動控制，及激光軸Z1的上下移動；加工模式要實(shí)現(xiàn)X1，X2在縱向的同步運(yùn)動控制，沿加工軌跡（直線）的縱向X軸和橫向Y軸的聯(lián)動控制，及支撐支架C軸旋轉(zhuǎn)運(yùn)動控制運(yùn)動又分為連續(xù)運(yùn)動和增量運(yùn)動運(yùn)動軸XYZZ1C定位精度±0.1mm±0.1mm±0.1mm±0.1mm±0.1°運(yùn)動范圍12m4m0.83m0.63m360°最高速度220.0m/s220.0m/s66.7m/s125m/s120°/s三種操作模式手動模式（校準(zhǔn)）、測量模式（獲取加工板數(shù)據(jù)）和加工模式（自動）。手動模式需要實(shí)現(xiàn)X1，X2在縱向的同步運(yùn)動控制及其它軸在各自方向的單獨(dú)運(yùn)動控制，測量模式需要實(shí)現(xiàn)X1，X2在縱向的同步運(yùn)動控制，沿測量軌跡（直線）的縱向X軸和橫向Y軸的聯(lián)動控制，及激光軸Z1的上下移動；加工模式要實(shí)現(xiàn)X1，X2在縱向的同步運(yùn)動控制，沿加工軌跡（直線）的縱向X軸和橫向Y軸的聯(lián)動控制，及支撐支架C軸旋轉(zhuǎn)運(yùn)動控制運(yùn)動又分為連續(xù)運(yùn)動和增量運(yùn)動運(yùn)動控制性能要求系統(tǒng)結(jié)構(gòu)MC206控制縱向X1軸和X2軸、橫向Y軸和槍頭旋轉(zhuǎn)C軸PLC控制激光測距升降Z1軸和槍頭升降Z軸所有數(shù)字量的輸入輸出交給PLC進(jìn)行處理兩者通過MODBUS進(jìn)行實(shí)時數(shù)據(jù)的交互軟件設(shè)計軟件設(shè)計模塊圖程序運(yùn)行界面截圖申請的國家專利申請4項國家專利3項發(fā)明專利，1項實(shí)用新型專利申請專利包括加工方法，多軸運(yùn)動控制系統(tǒng)等四項專利均已公開。申請的國家專利發(fā)表的論文胡曉文程良倫.基于MC206數(shù)控水火彎板機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計.電氣自動化.2009年2月,總第182期胡曉文.水火彎板機(jī)智能控制系統(tǒng)的研究.廣東工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文.2009年5月答辯江偉歡程良倫.水火彎板運(yùn)動控制系統(tǒng)的研究.機(jī)床與液壓錄用.2009年第9期發(fā)表謝謝！水火彎板機(jī)數(shù)控系統(tǒng)研究TheRese