數(shù)控對中系統(tǒng)在大型船舶環(huán)段合攏中的應(yīng)用

孫龍超 李久龍 杜鶴

摘 要：數(shù)控對中系統(tǒng)在大型船舶環(huán)段合攏中的應(yīng)用，是通過可編程控制器和計算機(jī)，將控制網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行行走等方面的控制，通過控制油缸頂舉運動和小車等，最終實現(xiàn)高精度的對中和立體分段的姿態(tài)調(diào)整，在特大型的船舶總段采用快速精確的姿態(tài)進(jìn)行合攏和調(diào)整，能夠提高經(jīng)濟(jì)效益，縮短建造周期，具有操作安全可靠、精度高和工作穩(wěn)定的優(yōu)勢。

關(guān)鍵詞：系統(tǒng)調(diào)試；自動合攏；數(shù)控對中系統(tǒng)

現(xiàn)代船舶制造模式是縮短造船周期、提高生產(chǎn)效率手段之一，在當(dāng)前競爭環(huán)境下，造船業(yè)在向世界造船強(qiáng)國邁進(jìn)的同時，要面對國際激烈的競爭，經(jīng)受市場的變化，如匯率變動、材料設(shè)備價格上漲等，建立現(xiàn)代造船模式，能夠幫助我國的船舶工業(yè)走向現(xiàn)代化工業(yè)的道路。大型船舶的建造過程，為了減少船臺的占用周期，采用將整條船分成環(huán)型總段的方法，在不同的船臺制造總組，完成環(huán)段之后，在環(huán)段兩側(cè)用鋼板封死，通過海上運輸?shù)姆绞剑∵M(jìn)入總裝船塢，該方法能夠滿足船舶制造過程中的技術(shù)指標(biāo)，保證環(huán)段的合攏精度，使用數(shù)控對中的系統(tǒng)進(jìn)行環(huán)段合攏。

一、數(shù)控對中系統(tǒng)

船體的分段合攏對中系統(tǒng)，是將基準(zhǔn)總段拼裝焊接工藝進(jìn)行開發(fā)的專用設(shè)備進(jìn)行數(shù)字控制。采用工業(yè)計算機(jī)驅(qū)動下位機(jī)，進(jìn)行控制比例放大器的運行，運行數(shù)控船臺小車進(jìn)行船舶分段的運輸和拼裝。造船用的材料品種多，數(shù)量大，其中以鋼材的使用量為最大，例如，制造一艘裝載量為 1萬噸的貨船需要鋼材3000～4000噸.船體結(jié)構(gòu)用的材料主要是碳素鋼和低合金高強(qiáng)度鋼（見鋼）.采用高強(qiáng)度鋼可減輕船體自重，降低推進(jìn)功率，達(dá)到多裝客貨，增加裝備或提高航速的目的，小型艦艇還采用鋁合金，玻璃鋼或鈦合金作為船體材料。船舶需要在嚴(yán)酷的環(huán)境下營運，對于船用材料，除保證冶煉方法，化學(xué)成分和機(jī)械性能外，在可焊性能和耐蝕性能等方面都有較高的要求。

在特大環(huán)形總段的總裝過程中，各個總段超長、超寬，總重量較大，采用起重機(jī)無法滿足合攏的啊喲球，而數(shù)控船臺小車的油缸運動當(dāng)量，精度加高，對接段的姿態(tài)調(diào)整時間很短，幾十臺數(shù)控小車就能夠組成一個起重重量達(dá)到數(shù)千噸的系統(tǒng)，提升數(shù)千噸中的環(huán)形總段。

二、數(shù)控系統(tǒng)的調(diào)試

1.通信調(diào)試

上位控制計算機(jī)和下位機(jī)之間的通信聯(lián)系，是數(shù)控對中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，通信采用串行通信的方式，通過485通信將數(shù)控船臺小車的下位機(jī)計算機(jī)和上位機(jī)計算機(jī)鏈接，形成雙絞線鏈接，可以在長距離信號傳輸?shù)臅r候，避免信號的反射和回波，在在接收端進(jìn)行電纜、終端電阻、顯示元件的配置，開始進(jìn)行通信線路調(diào)試，將數(shù)控船臺小車通過縱梁上的結(jié)點進(jìn)行連接，提供高性能的交流參數(shù)穩(wěn)壓后的電源，完成通信調(diào)試工作。程序一般來講是在RAM里執(zhí)行，所以對MMC103或PCU50來講，需要先把程序裝載到NCK里，但對于特別長的程序，可以選擇在硬盤里執(zhí)行，具體操作方法為：選擇加工，程序概要，用光標(biāo)選擇要執(zhí)行的程序，選擇從硬盤執(zhí)行既可.在自動方式下，可以從網(wǎng)絡(luò)硬盤上執(zhí)行程序，程序可以逐段輸入，不一定是一個完整的程序，它存在NCK里面一個固定的MDA緩沖區(qū)里，可以把MDA緩沖區(qū)的程序存放在程序目錄里，也可以從程序區(qū)里調(diào)程序到MDA緩沖區(qū)來.重定位功能，有時在程序自動執(zhí)行時需要停下來把移開檢測工件，然后接著執(zhí)行程序，需要重定位功能，操作方法是在自動方式下暫停程序執(zhí)行，轉(zhuǎn)到手動，移開相應(yīng)的軸，要重新執(zhí)行程序時，轉(zhuǎn)到重定位方式，按相應(yīng)的軸移動按鈕，回到程序中斷點，按啟動鍵程序繼續(xù)執(zhí)行，注意在這個過程中不能按復(fù)位鍵。

程序正式運行前進(jìn)行圖形模擬，以減少程序的故障率，但由于MMC系統(tǒng)的不同，模擬的方法不一樣，在MMC103上，程序模擬完全在MMC上執(zhí)行，故模擬中不會對NCK產(chǎn)生影響，但在MMC100.2上，程序模擬在NCK里面執(zhí)行，與程序?qū)嶋H執(zhí)行情況一樣，因此在模擬前務(wù)必要選擇程序測試，如果還要提高模擬速度，還可以選擇空運行。

2.液壓系統(tǒng)的連接與調(diào)試

液壓系統(tǒng)調(diào)試采用鼠籠型異步電動機(jī)拖動軸，向柱塞泵為系統(tǒng)提供壓力油，電控系統(tǒng)控制各個液壓閥件，推動異步電動機(jī)拖動周，上升或者下降。根據(jù)各自的接口要求，先將數(shù)控與驅(qū)動單元，MMC，PLC三部分分別連接正確：源模塊X161種9，112，48的連接；驅(qū)動總線和設(shè)備總線、PLC模塊注意電源線的連接；同時注意SM的連接。

3.行走系統(tǒng)調(diào)試

小車的行走方向按照給定的方向，完成行走方向的檢查，取消定向的方向，調(diào)整為正確的方向，測量通過小車控制柜給變頻器的信號大小，比較數(shù)值并進(jìn)行各個的電氣控制柜的調(diào)節(jié)，控制好板卡上的電位器，使得電位器能夠得到各個車達(dá)到變頻器的給定信號，完成上述調(diào)整之后，取消所有的信號，合并絞車的三相電源，達(dá)到一定的距離之后，對于不同步的小車進(jìn)行調(diào)整和同步。

4.環(huán)形總段調(diào)整

完成數(shù)控對中系統(tǒng)的調(diào)試，進(jìn)行環(huán)形總段的水平狀態(tài)的調(diào)整，包括位置和姿態(tài)的調(diào)整，對一個船體的環(huán)形分段進(jìn)行水平狀態(tài)的調(diào)整，包括首尾和上中心、下中心，數(shù)控船臺小車按照船體的結(jié)構(gòu)，金遇見你分布在承重的結(jié)構(gòu)上，調(diào)整好數(shù)控船臺小車的升降油缸，擺好水平油缸的位置，保證船臺小車的升降油缸的位置不會受到上方的縱梁的影響，將縱梁和船底部進(jìn)行水平的填充，做好立體分段的位置的調(diào)整，為姿態(tài)調(diào)整做好準(zhǔn)備。簡歷系統(tǒng)的三維坐標(biāo)軟件，打開數(shù)控船臺小車的油泵電動機(jī)，輸入指令，實施測量合攏分段的各個等測點的數(shù)據(jù)，根據(jù)測量的結(jié)果，建立三維坐標(biāo)數(shù)字模型計算的結(jié)果，重新計算給定便宜，輸入并調(diào)整分段。

三、結(jié)語

進(jìn)行船舶建造的時候，采用不同的合攏方式，使用不同的合攏設(shè)備，運用數(shù)控對中系統(tǒng)，精度高、推力大，工作穩(wěn)定，在大型的環(huán)段的合攏中，能夠顯著提高工作效率，開創(chuàng)大型環(huán)段合攏的新方式。

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