[發(fā)明專利]一種水火彎板成型數(shù)字胎架檢測平臺及方法

無效

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• 申請日: 2013-09-27
• 公開（公告）號: CN103736775A
• 公開（公告）日: 2014-04-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 程良倫;陳典;徐晶;吳昌宇;剪欣;周喬皇
• 申請（專利權(quán)）人: 廣東工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: B21C51/00
• 分類號: B21C51/00
• 代理公司: 廣州粵高專利商標(biāo)代理有限公司 44102
• 代理人: 林麗明

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技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及船體外板加工技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種用于鋼板曲面成形過程中的實(shí)時檢測和提供二次加工預(yù)報(bào)信息的水火彎板成型數(shù)字胎架檢測平臺及方法。?

背景技術(shù)

各種船舶的船體外板大都是由復(fù)雜的大曲率空間三維曲面構(gòu)成，把鋼板加工成空間三維曲面，目前世界各國的造船廠采用的方法都是傳統(tǒng)的水火加工工藝，也稱水火彎板。水火彎板工藝是利用鋼板受熱－冷卻，鋼材局部發(fā)生熱塑性收縮變形特性，將一塊平板或預(yù)彎曲板加工成曲面板的工藝過程。?

長期以來，對成型曲面的自動檢測與判別都是船體外板水火加工成型的關(guān)鍵技術(shù)。目前在船廠的實(shí)際生產(chǎn)中，檢測與判別主要是依賴熟練工人的經(jīng)驗(yàn)采用樣板或樣箱完成。水火彎板加工受到經(jīng)驗(yàn)的嚴(yán)重制約，艱苦的工作環(huán)境和相對較差的勞動條件，更增加了水火彎板檢測的難度。而且手工經(jīng)驗(yàn)型的水火彎板檢測方式效率低誤差大，無法滿足現(xiàn)代造船業(yè)對自動化生產(chǎn)的要求，船體外板成型曲面的判別已經(jīng)成為一個亟待解決的難題，同時也是實(shí)現(xiàn)自動化加工的重要組成部份。?

隨著工業(yè)自動化水平逐漸提高以及對船舶制造企業(yè)對縮短生產(chǎn)周期，提高生產(chǎn)效率的要求。對未滿足成型要求的鋼板，如何對其進(jìn)行補(bǔ)火，在何處補(bǔ)火，補(bǔ)火量多大，全由工人憑經(jīng)驗(yàn)決定，沒有一個定量的概念，造成了加工費(fèi)時費(fèi)力，產(chǎn)品精度質(zhì)量難以保證。對水火彎板加工過程中的鋼板的跟蹤板型檢測將取代工人經(jīng)驗(yàn)并直接影響到對鋼板的二次加工，因此對水火彎板加工過程中的鋼板的跟蹤板型檢測是整個檢測系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié)之一，也逐漸引起相關(guān)大學(xué)，研究所及船舶制造企業(yè)的高度重視。?

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提出一種水火彎板成型數(shù)字胎架檢測平臺及方法，該檢測平臺是一個智能控制胎架支撐平臺，并在此基礎(chǔ)上融入復(fù)雜曲面檢測系統(tǒng)，從而構(gòu)成數(shù)字胎架檢測平臺，目的是為了解決工業(yè)現(xiàn)場惡劣的環(huán)境下水火彎板過程所形成的復(fù)雜曲面進(jìn)行大尺度大范圍的自動檢測難度大精度低等問題，以改變當(dāng)前造船行業(yè)普遍沿用的由操作人員的經(jīng)驗(yàn)指導(dǎo)船舶復(fù)雜曲面外板水火加工成型生產(chǎn)的工藝現(xiàn)狀。?

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為：?

一種水火彎板成型數(shù)字胎架檢測平臺，包括若干根支柱、信號采集裝置、信號處理裝置和執(zhí)行裝置，所述支柱為伸縮支柱，支柱的頂端安裝有信號采集裝置，信號采集裝置的輸出端接信號處理裝置的輸入端，信號處理裝置的輸出端接執(zhí)行裝置，執(zhí)行裝置用于控制支柱的伸縮。

調(diào)整胎架支柱的高度，使得所有支柱的高度相同，即支柱的頂端控制在同一水平面上，在水火彎板加工過程中，鋼板產(chǎn)生形變從而使支柱群不同位置的支柱的受力發(fā)生變化，位于每個支柱頂端的信號采集裝置采集當(dāng)前的壓力并傳輸給信號處理裝置分析處理，信號處理裝置將分析處理后的支柱受力信息發(fā)給執(zhí)行裝置，用于控制每根支柱的高低，自動調(diào)節(jié)高度至達(dá)到支柱群每個支柱受力的動態(tài)平衡，以保證胎架與鋼板的相對靜止。?

更進(jìn)一步的，所述支柱由多根不同口徑的管子套接而成。采用多跟不同口徑的管子套接而成的支柱能夠?qū)崿F(xiàn)上下移動，從而實(shí)現(xiàn)支柱的可伸縮性。?

更優(yōu)的，支柱由內(nèi)外兩根不同口徑的管子套接而成。?

更進(jìn)一步的，所述信號采集裝置包括壓力傳感器，所述壓力傳感器安裝在支柱的頂端；所述壓力傳感器的輸出端接信號處理裝置的輸入端。?

更進(jìn)一步的，所述信號采集裝置還包括用于采集板形數(shù)據(jù)的激光測距傳感器組，信號處理裝置通過執(zhí)行裝置控制激光測距傳感器組移動；激光測距傳感器組的輸出端接信號處理裝置。?

將鋼板放于本平臺的支柱上后，在對各個支柱的高低進(jìn)行調(diào)節(jié)后，采用激光測距傳感器獲取鋼板的相對高度，將其高度數(shù)據(jù)傳輸給信號處理裝置，信號處理裝置對所得的高度數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后模擬顯示。?

更進(jìn)一步的，所述執(zhí)行裝置包括伺服電機(jī)和步進(jìn)電機(jī)；所述伺服電機(jī)用于對支柱的高低進(jìn)行傳到調(diào)節(jié)，步進(jìn)電機(jī)用于驅(qū)動激光測距傳感器組移動。?

更進(jìn)一步的，所述執(zhí)行裝置包括伺服電機(jī)和PLC控制器；所述伺服電機(jī)用于對支柱的高低進(jìn)行傳到調(diào)節(jié)，PLC控制器用于驅(qū)動激光測距傳感器組移動。?

更進(jìn)一步的，所述信號處理裝置包括上位機(jī)和DSP控制器，所述壓力傳感器的信號輸出端接上位機(jī)，上位機(jī)控制執(zhí)行裝置；激光測距傳感器組的信號輸出端接DSP控制器，DSP控制器通過ZigBee網(wǎng)絡(luò)與上位機(jī)連接。?

更進(jìn)一步的，所述上位機(jī)包括顯示屏。?

更進(jìn)一步的，所述激光測距傳感器組為四組，分別為11、13、13、11個激光測距傳感器。?