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大型复杂船体外板成型智能控制系统研究与实现
| 论文题名： | 大型复杂船体外板成型智能控制系统研究与实现 |
| 关键词： | 水火弯板;智能控制系统;NURBS曲线;贪婪算法;轨迹优化;大型复杂船体;外板成型 |
| 摘要： | 水火弯板成型技术是目前世界上船舶制造中应用最广泛、操作最为复杂的关键技术之一，该工艺复杂、影响因素多、操作难掌握，且加工质量波动大。长期以来，对于大型复杂的外板加工，国内外各船厂都是凭借有经验的工人手工完成。随着我国科技、军事、航海以及综合国力的不断发展，对于船舶制造技术有了更高的要求，因此，必须对水火弯板工艺实现智能化控制，这无疑会在缩短造船周期、降低造船成本、提高造船质量等方面产生重要的意义。 本课题以尺寸长12(M)×宽4(M)×高1.5(M)的外板为研究对象，鉴于目前国内造船业对于大曲率、多形态、高落差的船体外板采用工人经验型水火弯板成型工艺的局限性，本文针对上述问题，研制出一款适用于大型复杂船体外板成型智能控制系统，该系统通过对专家系统、检测系统以及执行装置的协调、管理、调度以及数据处理，不仅提高了加工的速度和加工的精度，而且大大加强了水火弯板的智能化程度。主要的研究内容及创新成果如下: 1.深入分析水火弯板工艺特性和控制要求，搭建水火弯板智能控制系统，以该系统为纽带，通过对专家系统和检测系统进行数据交换和资源管理，将获取的数据处理后传送至现场执行机构，实现弯板加工过程的协调、管理以及数据处理。 2.通过获取专家库中的焰道，并转化成运动控制器所能识别的代码，由于专家系统所提供的焰道的无序性，提出了一种基于改进后的贪婪算法的路径优化，利用该算法对焰道的加工顺序进行优化，使得无效路径变短，提高加工效率。 3.针对当前采用直线和圆弧插补算法对五轴联动进行插补控制，将会大大增加系统的计算和传输负担，而且会使加工过程中的速度波动过大等问题，提出了一种针对五轴联动进行直接插补控制的双NURBS曲线插补算法。 本文基于“船体外板加工成型智能机器人研制及产业化”项目的研究，针对大曲面、多形态、高落差的外板加工成型时存在的问题，研制出船体外板智能化成型控制系统。解决复杂曲面在进行水火加工时由工人手工完成的现状，该系统并且大大提高了加工的效率和加工的精度。 |
| 作者： | 剪欣 |
| 专业： | 控制工程 |
| 导师： | 程良伦 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 广东工业大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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