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原文传递数控样箱自动成形控制模型研究

论文题名：	数控样箱自动成形控制模型研究
关键词：	船舶建造;数控样箱;自动成形控制;板材弯曲加工;计算机集成制造
摘要：	船体非平直钢板构件较多，板材的弯曲加工工作量也较大，其中首尾段的曲率变化最剧烈，最难加工。如何检测板材弯曲加工是否达到要求，是所有造船厂都需要解决的问题。当前，各船厂的弯板加工检测方法都是使用木质样箱。木质样箱由工人手工制作，需要耗费大量的木材和工时；在储存和使用时都需十分小心，不能变形或碰坏；还要有较大的场地自然存放，否则会影响样箱的线型。一种船型的样箱在使用一次后就要废弃，不能在另一种船型上重复利用。样箱的制作、使用、保管、到废置的全过程都造成了很大的环境污染和资源浪费。而且随着船厂计算机集成化制造系统(CIMS)的建立、计算机辅助设计制造(CAD/CAM)的实现，船舶建造计算机化、数字化、自动化正逐渐渗透到生产的各个环节。手工制作的木质样箱对整个外板加工生产流程的制约作用也越来越明显，已然成为限制船体外板加工速度的“瓶颈”之一。　　数控样箱是基于现有木质样箱原理设计的一种新型曲面自动成形设备，应用于船舶建造过程中的外板曲度检验，是船体外板加工中曲面精度控制必不可少的专用设备。数控样箱采用直流电机驱动，并配有现代的自动调控系统，是一种新型的造船设备。数控样箱的控制算法是样箱实现其曲面成形功能的核心部分，如何有效发挥自动控制技术在机械控制性能、稳定性能等方面的作用，是本文必须面对的课题。　　本文首先介绍了现有铝质样板和木质样箱的特点和不足，提出了引入数控技术解决问题的方案。接着介绍了数控样箱的结构组成，然后根据数控样箱工作时的具体需求，分析了样箱控制系统所需解决的关键问题：(1)数控样箱成形路径规划及其控制参数的确定；(2)数控样箱内各样条同步协同成形的控制算法。　　为此，本文提出了数控样箱的控制系统算法，重点分析了三维曲面上多个控制点的同时不同速到达指定位置的实现方法问题：(1)分析了曲面网格控制点的动作与控制原理；(2)构建了多块样板同步协调成形的控制算法。　　最后，对本文进行了总结，并指出了进一步研究的方向和发展趋势。
作者：	宋志鹏
专业：	船舶与海洋结构物设计制造
导师：	郑绍春
授予学位：	硕士
授予学位单位：	武汉理工大学
学位年度：	2012
正文语种：	中文