水火弯板成型智能支撑检测平台的研究与设计

【摘要】近年随着军用船舰装备水平的不断提高和民用船舶市场竞争力的显著提升,船舶工业得到了飞速的发展。同时,为了应对造船量日益增长的需求,我国造船业正在全方位向数字化造船方向迈进,大力推进精益造船并加快信息化建设,旨在达到减少造船周期,显著提高造船效率并节约造船成本的目的。船体外板曲面的成型加工是船舶制造的关键及重要环节之一,其成型质量的优劣对船舶整体制造有着重大影响。全世界范围内广泛使用水火弯板技术对船体外板进行加工,鉴于水火弯板加工环境十分恶劣,在水火交融的加工环境下难以对钢板水火加工面进行实时检测,选择对加工面的背面进行检测则缺乏船体外板支撑设备,并且考虑到支撑设备需要随着其水火加工过程中曲面变化而进行调整的过程具有复杂及非线性等特点,支撑设备控制系统难以建立精确的模型来解决定量调整的要求。针对上述需要解决的问题,本文通过搭建开放式的水火弯板成型智能支撑检测平台,在对该平台设计的基础上对支柱组的智能控制和检测数据采集进行研究,为船体外板在水火加工过程中的及时检测提供了有效的解决方案。本文主要工作有：1.根据水火弯板智能支撑检测平台的控制和检测要求,搭建以运动控制器、PLC结合激光测距模块组、DSP为硬件平台的水火弯板成型智能支撑检测控制系统,设计系统总体方案以及硬件选型和硬件搭建,基于该平台的设计为后续智能控制策略研究打下基础。2.为了让船体外板在数控支柱组上能灵活、平稳地进行水火加工以配合激光检测系统,提高检测精度,简化检测流程,提出一种支柱组智能控制算法,针对支柱高度调整过程难以建立精确数学模型的特点,在控制过程中融入模糊RBF神经网络控制方法,达到定量的对数控支柱组的各个支柱进行智能调整的目的。3.为了在保证系统平台实时性、可靠性的基础上充分发挥平台硬件功能,结合平台软件功能需求的基础上,设计了水火弯板成型智能支撑检测平台系统软件,对数控支柱运动控制器软件,检测系统软件和上位机应用软件进行详细设计本文通过设计船体外板加工成型支柱组控制系统,用于水火弯板加工过程中,并融入激光扫描系统研究大曲率复杂曲面的检测方法,进而组合为水火弯板成型智能支撑检测平台,对相应控制算法进行研究,该支撑检测平台在船体外板水火加工检测过程中的效率和在克服恶劣的工业环境上有明显提升,为水火弯板加工过程中的板形检测提供了新的方向,具有一定工程应用的价值。
【作者】陈典；
【导师】程良伦；
【作者基本信息】广东工业大学，控制工程，2014，硕士
【关键词】水火弯板；板形检测；数控支柱组；智能控制；

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