“智”造賦能彎板工藝“進(jìn)化”
——記江南造船廠冷加工班組

梁嘉蕾 文/攝

一艘艘線型流暢的大船巨艦陸續(xù)下水，在大江大海中劈風(fēng)斬浪。線型流暢，有賴(lài)于船體各種復(fù)雜的曲面，特別是在船艏和船艉的位置。那么，如何把鋼板塑造成圖紙要求的形狀呢？

通過(guò)一系列的數(shù)字化升級(jí)改造，江南造船廠給出了自己的答案——運(yùn)用三維曲面加工技術(shù)，可以輕松地將筆直的鋼板壓制成形。在傳統(tǒng)彎板工藝中，要將一塊鋼板曲面加工成形，只能依靠水火彎板的工藝，耗時(shí)費(fèi)力、傳承艱難，成形與否全看火工技師技能的掌握熟練程度。如今，在江南造船廠的冷加工車(chē)間內(nèi)，只需通過(guò)三維數(shù)控彎板機(jī)進(jìn)行掃描、對(duì)應(yīng)、壓制便可加工成形，效率大幅提升且成品率極高。

從“憑感覺(jué)”到精準(zhǔn)壓制 火花四濺的廠房中“智”造新技

冷加工團(tuán)隊(duì)所在的車(chē)間，在一座頗具年代感的廠房中。廠房?jī)?nèi)加工切割聲在耳邊回響，空氣中煙塵飛舞。

繞過(guò)正在一手火槍、一手水槍的火工彎板師傅，避開(kāi)正在進(jìn)行切割的電焊工人,記者來(lái)到廠房里一間僅十多個(gè)平方米的白色小亭子。亭子里，一座布滿360度可活動(dòng)壓頭的三維數(shù)控彎板機(jī)、一輛用于運(yùn)輸鋼板的小車(chē)便是冷加工團(tuán)隊(duì)的“家當(dāng)”。

制造一部加工作業(yè)一區(qū)作業(yè)長(zhǎng)吳一忠介紹道，“對(duì)造船業(yè)來(lái)說(shuō)，船體三維曲面外板的成形加工一直是船體建造重要環(huán)節(jié)?！彪p手水火開(kāi)工的火工師傅，正在用加工的是傳統(tǒng)水火彎板技藝的重要組成，澆水的角度、水頭距離、加熱溫度、加熱深度都會(huì)影響到最終成果，且這項(xiàng)技藝極難掌握，沒(méi)有書(shū)本教、也沒(méi)有規(guī)定的方式，主要憑感覺(jué)、靠經(jīng)驗(yàn)。冷加工班組操作員倪超豐告訴記者，“一塊板可能三個(gè)老師傅做的方法都不一樣，但最后呈現(xiàn)的效果都是一樣的?！薄案匾氖?，隨著產(chǎn)品的發(fā)展，有的船舶外板為了保證性能，根本不允許使用熱線能輸入。”吳一忠補(bǔ)充道。

操作員正在數(shù)控彎板機(jī)前觀察操作

為了化解這項(xiàng)施工難題，江南造船聯(lián)合武漢理工大學(xué)等單位歷經(jīng)三年，于2016年成功研發(fā)出全球首臺(tái)三維數(shù)控彎板機(jī)并正式投產(chǎn)，經(jīng)過(guò)幾年運(yùn)行，該設(shè)備基本解決了三維曲面船體外板冷壓及自動(dòng)成型的世界性技術(shù)難題。

倪超豐坐在操作臺(tái)前，點(diǎn)開(kāi)數(shù)控彎板機(jī)配套的設(shè)備軟件，“我們先讀取設(shè)計(jì)院提供的數(shù)據(jù)，現(xiàn)在上面的數(shù)值就是板材的高度值。”順利讀取后，倪超豐走出操作間，在車(chē)間外的操控臺(tái)工作，只見(jiàn)搭載著鋼板的小車(chē)向彎板機(jī)行駛而來(lái)，起吊后，穩(wěn)穩(wěn)地降落在彎板機(jī)的下模之上。

值得一提的是，這套三維數(shù)控彎板機(jī)的外形十分獨(dú)特，分別為上下兩套模具，每套模具都由上百個(gè)獨(dú)立壓頭組成，通過(guò)伺服電機(jī)進(jìn)行控制，“下模每個(gè)壓頭都是獨(dú)立的，有著自己的編號(hào)，每個(gè)壓頭都可以360度旋轉(zhuǎn)，基本能滿足船廠里大部分船頭船尾的設(shè)計(jì)要求?！边h(yuǎn)遠(yuǎn)看過(guò)去，彎板機(jī)的上下模具宛若活字印刷術(shù)，十分新奇。

倪超豐的同事、同為冷加工團(tuán)隊(duì)一員的王世界在上下模具之間鋪上一層油紙，“避免壓制過(guò)程中機(jī)油滲入，把上下隔開(kāi)來(lái)也是保護(hù)板材。”伴隨著機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)中的警示聲，上模緩緩向下?？拷?，合攏、下壓，僅僅一次壓制，記者已經(jīng)能清晰地看到原本筆直的鋼板產(chǎn)生的彎曲變化。

車(chē)間中，冷加工班組成員通力合作加工鋼板

這塊鋼板將重復(fù)壓制直到與最終圖紙完全匹配，王世界驕傲地告訴記者，經(jīng)過(guò)測(cè)試對(duì)比，三維數(shù)控彎板機(jī)加入到生產(chǎn)中后，與傳統(tǒng)火工加工工藝相比效率提升了足足6—8倍。王世界指著彎板機(jī)上剛剛加工完成的鋼板，“如果是我們火工師傅加工的話，最起碼要用三天的時(shí)間?，F(xiàn)在我們只要一上午就可以完成?！倍凰移胀ㄐ吞?hào)的船舶，一個(gè)造型的周期如今僅需10天。

平均年齡不到30歲 高技能人才到一線車(chē)間鍛煉

2020年，江南造船“船舶三維數(shù)控彎板機(jī)裝備研制及其工程化應(yīng)用”課題榮獲中國(guó)造船工程學(xué)會(huì)科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)。作為世界首臺(tái)機(jī)器，操作維護(hù)極其重要。公司專(zhuān)門(mén)成立了一個(gè)由8名年輕人組成的冷加工班組，由老將吳一忠領(lǐng)銜唐玲瓏、王世界、李亞輝、倪超豐、劉澤軍、張康翔、樂(lè)云韜7人，他們中基本都為大學(xué)生，平均年齡不到30歲，專(zhuān)業(yè)則包含船舶技術(shù)、船舶電氣、數(shù)控技術(shù)、船舶制造與維修、電焊等。幾年來(lái)，他們相互協(xié)助共同戰(zhàn)斗，成功保障了設(shè)備的順利運(yùn)行。

學(xué)數(shù)控的王世界和學(xué)船機(jī)的李亞輝是2017屆大學(xué)畢業(yè)生，也是這一屆為數(shù)不多從事生產(chǎn)崗位的大學(xué)生?！皠倓偟竭@個(gè)崗位的時(shí)候，其實(shí)我們有很大的落差和不適應(yīng)，經(jīng)過(guò)這幾年操控先進(jìn)設(shè)備，以及對(duì)后續(xù)研發(fā)的參與，現(xiàn)在我們倍感自豪?！爆F(xiàn)如今他們已成長(zhǎng)為部門(mén)的骨干員工，不僅能熟練操作智能控制系統(tǒng)，也能夠針對(duì)特殊情況進(jìn)行數(shù)據(jù)修正和編程，目前他們已積累了彎板曲面、加工過(guò)程、彎板成型等數(shù)百項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)，通過(guò)系統(tǒng)可自主決策實(shí)現(xiàn)“一板一策”。在該設(shè)備后續(xù)開(kāi)發(fā)和完善過(guò)程中，他們提出多項(xiàng)中肯意見(jiàn)和建議，得到大學(xué)教授和設(shè)備工程師的認(rèn)可和接納。

目前，整個(gè)冷加工團(tuán)隊(duì)的工作時(shí)間為兩班倒，早班與晚班交替工作。對(duì)于從高校課堂走進(jìn)工廠車(chē)間的大學(xué)生們來(lái)說(shuō)，這份需要智慧與體力的工作是辛苦的，年輕的職工在這份腳踏實(shí)地的工作里心懷家國(guó)，努力奮斗。吳一忠也表示：“正是因?yàn)橛辛舜髮W(xué)生的加入，冷加工班組工作效率顯著提升，設(shè)備的作用也實(shí)現(xiàn)最大化?！比S數(shù)控彎板機(jī)的投產(chǎn)應(yīng)用，加快了江南造船數(shù)字化造船的進(jìn)度，并將進(jìn)一步提高公司的全球競(jìng)爭(zhēng)力。

使用數(shù)控彎板機(jī)開(kāi)展作業(yè)

操作第一步為導(dǎo)入設(shè)計(jì)院的圖紙數(shù)據(jù)

全息投影等設(shè)備準(zhǔn)備中 加速傳統(tǒng)制造業(yè)數(shù)字化生產(chǎn)

相比其他行業(yè)，船舶制造業(yè)面臨數(shù)字化轉(zhuǎn)型的檔口，為擺脫過(guò)去陳舊的印象，江南造船立志成為船舶行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展先行者，在智能制造領(lǐng)域提前布局。近年來(lái)，江南造船多個(gè)項(xiàng)目成型落地，多個(gè)智能制造裝備投入使用。

從憑感覺(jué)、靠經(jīng)驗(yàn)的傳統(tǒng)火工轉(zhuǎn)型到機(jī)器制造，如今江南造船廠大部分的船頭船尾壓制基本都由冷加工團(tuán)隊(duì)進(jìn)行的，特別是一些高難度鋼板的壓制更能體現(xiàn)彎板機(jī)的制造性?xún)r(jià)比。

令人倍感意外的是，在彎板機(jī)加工過(guò)程中，最終鋼板成型后，進(jìn)行比對(duì)測(cè)量的裝置竟是一臺(tái)木質(zhì)加工的框架。冷加工團(tuán)隊(duì)向記者解釋?zhuān)懊恳凰掖皩?duì)曲面復(fù)雜區(qū)域設(shè)計(jì)會(huì)要求制作1：1的木模，通過(guò)嵌入進(jìn)行比對(duì)，檢查加工的線性?！眰鹘y(tǒng)的模板比對(duì)，也在這群大學(xué)生的推動(dòng)下開(kāi)發(fā)了更多可能，一套用于比對(duì)檢測(cè)鋼板加工程度的全息投影設(shè)備正在準(zhǔn)備中，不日便將投入使用。

操作員在數(shù)控彎板機(jī)的上下模之間鋪上一層油紙