CN105808891B - 一种用于船舶分段数字化制造的系统精度控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于船舶分段数字化制造的系统精度控制方法，利用分段构件顺次成型的特点，通过质量检测设备控制系统，将前一构件成型误差通过系统网络实时反馈至与其配对成型的构件装配闭环误差系统内，在配对构件的工件成型焊接时完成工艺余量的动态调整，解决了分段构件之间合拢错位问题。本发明工艺合理、简洁，可操作性强，焊接质量有保证，生产效率高，适于广泛推广。
Description
技术领域
本发明涉及大型船舶建造领域，具体是一种用于船舶分段数字化制造的系统精度控制方法。
背景技术
目前，大型船舶建造均采用成组技术分段制造，通过焊接工艺完成成组模块拼接合拢。由于分段构件尺寸大，零件繁多，多种加工方式交集实施，特别是焊接工艺多样化实施，致使焊接变形及焊接应力复杂，导致每个分段构件误差范围变大，使分段构件之间合拢时错位较多。公知的解决方法是采用二次划线切割修配后完成合拢，这样不仅工作量大，而且耗时、费力、废料、成本增加，使得船舶整体建造一次性完成的质量不高。
发明内容
鉴于现有制造方法的不足，本发明提供一种用于船舶分段数字化制造的系统精度控制方法，可有效解决分段构件之间因焊接变形造成的合拢错位及采用切割修配致使船舶整体建造质量不高的缺点。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下。
一种用于船舶分段数字化制造的系统精度控制方法，具体包括以下步骤：
第一步，设计部门通过系统网络将船舶分段建造的数字化设计图及工艺参数传送到下料设备控制系统、质量检测设备控制系统、焊接车间系统、现场施工系统中。
第二步，下料设备控制系统根据接收到的数字化设计图及工艺参数，将板材按要求裁制成型，形成工件，同时将工件分类编码，形成工件编码。
第三步，启动质量检测设备控制系统，以数字化设计图及工艺参数的精度为基准，对工件进行精度质量检测，并对工件编码进行扫描，将精度质量检测结果按工件编码进行录入，并通过系统网络发出工件配对施焊指令。
第四步，焊接车间系统接收到工件配对施焊指令后，调取工件编码，依据工件精度检测结果，按照成组技术配对标准自动计算，对装配组对进行优化，生成工件点装配对程序，并通过系统网络发送给现场施工系统。
第五步，现场施工系统的焊接成型工区按照工件编码配对，顺次进行焊接，将工件点装成型，形成构件，生成构件编码，同时质量检测设备控制系统对构件进行焊接精度检测，并对构件编码进行扫描，将精度质量检测结果按构件编码进行录入，同时通过系统网络将构件精度检测结果实时发送至将与之配对焊接的配对构件的焊接成型工区。
第六步，配对构件的焊接成型工区，依据通过系统网络实时接收到的配对构件精度检测结果，实时修正待点装成型工件的关联配焊部位的焊接精度，即完成配对工件装配工艺封闭环误差的动态调整，然后将工件点装成型，形成配对构件，生成构件编码，同时质量检测设备控制系统对配对构件进行焊接精度检测，并对构件编码进行扫描，将精度质量检测结果按构件编码进行录入，并通过系统网络发出构件配对施焊指令。
第七步，焊接车间系统接收到构件配对施焊指令后，调取构件编码，依据构件精度检测结果，按照成组技术配对标准自动计算，对装配组对进行优化，生成构件配对焊装程序，并通过系统网络发送给现场施工系统。
第八步，现场施工系统收到构件配对焊装程序后，按照构件配对焊接程序，将所有构件顺次进行配对焊接，使成型分段实现精确成型。
进一步的，所述第二步中的工件包括列板、肘板、肋板、梁板以及各种功能性成型板。
进一步的，所述第一步中的现场施工系统包含小组立焊接成型工区、中组立焊接成型工区、货舱分段焊接成型工区、机舱分段焊接成型工区、首部分段焊接成型工区、尾部分段焊接成型工区、上层分段焊接成型工区以及功能性过渡分段焊接成型工区。
进一步的，所述第一步中的质量检测设备控制系统配备编码扫描设备，可对工件或构件编码进行扫描。
与现有技术相比，本发明的优点在于：利用分段构件顺次成型的特点，通过质量检测设备控制系统检测采集集成技术，将前一构件成型误差通过系统网络实时反馈至与其配对成型的构件装配封闭环误差系统内，在配对构件的工件成型焊接时完成工艺余量的动态调整，解决了分段构件之间合拢错位问题，从而使得分段构件之间二次划线切割修配工作量由原来的80%降低为12%；同时由于采用系统网络控制下的同一设计基准，作业流程标准化，使得作业效率提高至原来的2倍。通过对每个工件、构件进行编码并实时检测反馈，运用成组技术优化处理，使得焊接变形趋势和焊接应力实现定量控制，使船舶分段建造质量保持稳定一致。
本发明工艺合理、简洁，可操作性强，焊接质量有保证，生产效率高，适于广泛推广。
附图说明
图1是系统网络控制示意图。
图2是分段构件成型示意图。
其中：1.设计部门；2.数字化设计图及工艺参数；3.系统网络；4.质量检测设备控制系统；5.现场施工系统；6.焊接车间系统；7.下料设备控制系统；8.列板；9.肘板；10.肋板；11.梁板；12.功能性成型板；13.分段曲板板架构件；14.分段平面板架构件；15.成型分段；16.工件编码；17.构件编码。
具体实施方式
为使本申请的目的和技术方案更加清楚，下面将结合本申请实施例对本申请的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本申请的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
如图1、2所示，一种用于船舶分段数字化制造的系统精度控制方法，其实施步骤如下：
第一步，设计部门1通过系统网络3将船舶分段建造的数字化设计图及工艺参数2传送到下料设备控制系统7、质量检测设备控制系统4、焊接车间系统6、现场施工系统5中。
第二步，下料设备控制系统7依据接收到的数字化设计图及工艺参数2将板材裁制成工件，包括列板8、肘板9、肋板10、梁板11以及功能性成型板12，并将不同的工件分类编码，形成工件编码16。
第三步，启动质量检测设备控制系统4，以数字化设计图及工艺参数2的精度为基准，对列板8、肘板9、肋板10、梁板11以及功能性成型板12进行精度质量检测，并对工件编码16进行扫描，将精度质量检测结果按工件编码16进行录入，并通过系统网络3发出工件配对施焊指令。
第四步，焊接车间系统6接收到工件配对施焊指令后，调取工件编码16，依据工件精度检测结果，按照成组技术配对标准自动计算，对装配组对进行优化，生成工件点装配对焊接程序，并通过系统网络3发送给现场施工系统5。
第五步，现场施工系统5的焊接成型工区按照工件编码16配对，将肘板9、梁板11以及功能性成型板12，顺次点装成型，形成分段曲板板架构件13，生成构件编码17，同时质量检测设备控制系统4对分段曲板板架构件13进行焊接精度检测，并对构件编码17进行扫描，将精度质量检测结果按构件编码17进行录入，并通过系统网络3将分段曲板板架构件13的精度检测结果实时发送至将与之配对焊接的分段平面板架构件14的焊接成型工区。
第六步，配对构件分段平面板架构件14的焊接成型工区，依据分段曲板板架构件13的精度检测结果，实时修正分段平面板架构件14的关联配焊部位的焊接精度，即完成配对工件装配工艺封闭环误差的动态调整后，将列板8、肋板10顺次点装成型，形成配对的分段平面板架构件14，生成构件编码17，同时质量检测设备控制系统4对配对的分段平面板架构件14进行焊接精度检测，并对构件编码17进行扫描，将精度质量检测结果按构件编码17进行录入，并通过系统网络3发出构件配对施焊指令。
第七步，当焊接车间系统6接收到构件配对施焊指令后，调取分段曲板板架构件13、分段平面板架构件14的构件编码17，依据精度检测结果，按照成组技术配对标准自动计算，对装配组对进行优化，生成构件配对焊接程序，并通过系统网络3发送给现场施工系统5。
第八步，现场施工系统5收到构件配对焊装程序后，按照构件配对焊接程序，将分段曲板板架构件13、分段平面板架构件14顺次进行配对焊接，使成型分段15实现精确成型。
本发明利用分段构件顺次成型的特点，通过质量检测设备控制系统检测采集集成技术，将前一构件成型误差通过系统网络实时反馈至与其配对成型的构件装配封闭环误差系统内，在配对构件的工件成型焊接时完成工艺余量的动态调整，解决了分段构件之间合拢错位问题，从而使得分段构件之间二次划线切割修配工作量由原来的80%降低为12%；同时由于采用系统网络控制下的同一设计基准，作业流程标准化，使得作业效率提高至原来的2倍。通过对每个工件、构件进行编码并实时检测反馈，运用成组技术优化处理，使得焊接变形趋势和焊接应力实现定量控制，使船舶分段建造质量保持稳定一致。
本发明工艺合理、简洁，可操作性强，焊接质量有保证，生产效率高，适于广泛推广。
Claims (4)
1.一种用于船舶分段数字化制造的系统精度控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
第一步，设计部门通过系统网络将船舶分段建造的数字化设计图及工艺参数传送到下料设备控制系统、质量检测设备控制系统、焊接车间系统、现场施工系统中；
第二步，下料设备控制系统根据接收到的数字化设计图及工艺参数，将板材按要求裁制成型，形成工件，同时将工件分类编码，形成工件编码；
第三步，启动质量检测设备控制系统，以数字化设计图及工艺参数的精度为基准，对工件进行精度质量检测，并对工件编码进行扫描，将精度质量检测结果按工件编码进行录入，并通过系统网络发出工件配对施焊指令；
第四步，焊接车间系统接收到工件配对施焊指令后，调取工件编码，依据工件精度检测结果，按照成组技术配对标准自动计算，对装配组对进行优化，生成点装配对程序，并通过系统网络发送给现场施工系统；
第五步，现场施工系统的焊接成型工区按照工件编码配对，顺次进行焊接，将工件点装成型，形成构件，生成构件编码，同时质量检测设备控制系统对构件进行焊接精度检测，并对构件编码进行扫描，将精度质量检测结果按构件编码进行录入，同时通过系统网络将构件精度检测结果实时发送至将与之配对焊接的配对构件的焊接成型工区；
第六步，配对构件的焊接成型工区依据通过系统网络实时接收到的配对构件精度检测结果，实时修正待点装成型工件的关联配焊部位的焊接精度，即完成配对工件装配工艺封闭环误差的动态调整，然后将工件点装成型，形成配对构件，生成构件编码，同时质量检测设备控制系统对配对构件进行焊接精度检测，并对构件编码进行扫描，将精度质量检测结果按构件编码进行录入，并通过系统网络发出构件配对施焊指令；
第七步，焊接车间系统接收到构件配对施焊指令后，调取构件编码，依据构件精度检测结果，按照成组技术配对标准自动计算，对装配组对进行优化，生成构件配对焊装程序，并通过系统网络发送给现场施工系统；
第八步，现场施工系统收到构件配对焊装程序后，按照构件配对焊接程序，将所有构件顺次进行配对焊接，使分段实现精确成型。
2.根据权利要求1所述的一种用于船舶分段数字化制造的系统精度控制方法，其特征在于所述第二步中的工件包括列板、肘板、肋板、梁板以及各种功能性成型板。
3.根据权利要求1所述的一种用于船舶分段数字化制造的系统精度控制方法，其特征在于所述第一步中的现场施工系统包含小组立焊接成型工区、中组立焊接成型工区、货舱分段焊接成型工区、机舱分段焊接成型工区、首部分段焊接成型工区、尾部分段焊接成型工区、上层分段焊接成型工区以及功能性过渡分段焊接成型工区。
4.根据权利要求1所述的一种用于船舶分段数字化制造的系统精度控制方法，其特征在于所述第一步中的质量检测设备控制系统包含编码扫描设备，可对工件或构件编码进行扫描。
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