管子自动加工生产线及其在船舶管系制造中的应用.pdfVIP

船舶制造s海洋I程 U l|lbuilding＆OceanEngineering 成，其中一套安装于固定平台，另一套安装在移动 此可以对两层以上的焊缝偏差纠正采用底层偏差记 轨道上的尾架小车。加工时尾架小车由伺服驱动 自 忆重现方法。底层焊接时 ，在管子圆周上设置～个 动行进到符合直管长度的位置，法兰管 由上料臂接 纠正点，电弧跟踪焊接经过各纠正点，由机器人记 力送进入滚轮承载支架位置 。卡盘式夹紧机构 由升 录臂端实时位置坐标偏差值，底层焊接完成时按顺 降伺服 电动机控制根据焊接管径规格上升到圆心位 序记录下～个位置偏差值，底层以后焊接，每经过 置，卡盘紧法兰外缘 ，由伺服电动机带动卡盘旋转 纠正点时控制系统 向机器人发出信号，机器人将手 旋转。配合机器人实施焊接，完成法兰内、外角焊 臂移动对应顺序的位置偏差，重现了底层焊接时高 接。法兰是车削加工工件，尺寸精度较高，定心夹 度偏差和对中偏差的纠正。纠正点越密，偏差模拟 紧其外缘旋转，可确保焊缝是 以法兰内圆作为基准 就越精确。 的同心圆轨迹，不受管子圆度和挠曲度影响。采用 3．柔性化 自动加工生产线的集成运行控制 夹紧旋转方式避免了摩擦旋转方式下管子出现轴 向 通常船舶管系辅助生产设计系统可以在离线状 移动和滑动现象，可精确控制旋转角度，满足收弧 态下确定管子零件的某些加工属性 ，如加工 日期、 需要 。这对多层焊尤为重要。 套料排列顺序、流程分配等。但是一旦预先假设的 通过对多种规格管材的焊接工艺试验和优化筛 条件发生改变，如原料管长度不符、生产调度改变 选，建立管子法兰焊接参数数据库，包括了焊接工 或设备局部维护检修等情况发生，预先的确定无法 艺、焊接层道数和各层道焊接速度等相关参数。焊 执行，将会引发生产流程受阻。柔性化混合作业 自 接时根据工件规格，数据库实时 自动提供优化的焊 动流水线不仅仅是可 以适应一定规格范围的产品 接参数 ，供机器人实施完成法兰直管的焊接。 加工，更重要的是具备按生产计划在线 自适应完成 焊接机器人对被焊工件的尺寸精度和装配精度 任务的分配，物流的方 向选择及信息的同步跟随， 及定位有较高的要求。管子加工中存在的长度偏差 产能平衡调节和加工记录及可追溯等特性。这样上 (≤1mm)和装配偏差 (≤1mm)，再加管子移 层生产计划管理系统只要确定一个阶段任务，在 动、上料过程的定位偏差 (约5ram)，综合偏差难 “壳、舾、涂”一体化的现代造船模式下，通常以 以满足上述机器人 的位置重现要求 ，因此 ，必须进 分段加工周期作为管系生产任务阶段 目标，即对同 行焊缝位置的自动寻找和焊缝跟踪。 一 分段的管子零件赋予同样的周期属性 (往往以分 机器人焊接采用了接触式焊缝起始位置检测传 段代码表示)，周期内具体生产顺序、加工设备的 感系统，采取焊丝与工件三维基准面接触的方式获 安排指定由生产线运行控制系统根据生产实际情况 取当前工件实际位置，并计算出焊缝与示教位置的 作调度决策，保持生产流程的通畅，合理利用各种 偏差数据 ，作为 自行平移调整参数，以适应上料定 资源。以此为 目标，生产线集成运行控制具备如下 位的偏差和工件尺寸偏差。 的功能。 焊缝跟踪采用 了摆动式 电弧跟踪系统。管法兰 (1) 自动套料 套料的 目的是最大限度地利用 焊接属于角焊缝，在第一层摆动焊接时，摆动电极 原料管，使割断后废料最少。从市场采购的船用原 在两个直角边之