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原文传递船体外板数控测量装置研究

论文题名：	船体外板数控测量装置研究
关键词：	船体外板;数控测量;加工成型;船体;钢板弯曲;弯曲加工
摘要：	在航空航天、汽车、船舶等制造业中，有大量的复杂曲面金属板件需要成形加工，使得金属复杂曲板的成形检测方法一直倍受关注。目前在船体建造过程中，钢板弯曲加工之前的船体设计、放样、展开、号料、切割等均实现了数字化，其后的装配、焊接等也均实现了机械化和流水线化，只有船体外板的成形加工和检测环节仍然普遍采用手工操作。目前船厂所广泛使用的是三角样板和活络样板对样法。制作三角样板，不仅会浪费大量的材料，且效率低下，工人工作环境较差，最重要的是检测精度不能够得到保证，往往依赖于工人师傅的经验。后来人们研究出活络样板，虽然在节省材料和制作效率方面有了较大进步，但其本质仍是手工检测，效率和精度难以大幅提高，成为制约造船生产效率提高的瓶颈。本课题就是针对上面船厂普遍存在的问题而提出的，为此我们想研发一种非接触式激光测量装置，其工作原理是：利用多轴运动控制卡对检测装置发出控制指令，采用多传感器融合技术，在钢板表面各条肋位处采集一系列离散点的三维坐标，经过三维坐标转换，得到船体外板在肋位线处的型线值，然后与理论肋骨型线的数据进行对比，对船体外板的横向、纵向、扭曲以及光顺性成形进行判别。本文研究重点在于数控测量装置的硬件设计及控制程序的设计。其研究目的在于：使金属复杂曲板的加工成型检测简单、加工周期缩短、成本(能源消耗，节省弯板用的辅材)降低、劳动强度减轻，环境污染减小。其研究意义在于：若采用无接触测量系统，快速获取加工后的船模及船体构件表面的高精度三维数据，直截了当地与其理论的CAD模型数据进行比较，立刻得出了制造精度数字证据，这样船舶设计与数字化制造反馈系统就会更加高效、快捷，即用先进的计算机视觉无接触测量方法替代传统的卡尺测量，样条、样板、样箱对样抽略的测量方法，同时测量的数据可信度提高了一个级别，为高精度造船提供了又一个有效的技术测量手段。为非接触测量系统在船舶设计与数字化制造工程中的应用开辟了新的途径。
作者：	廖保华
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：	2008
正文语种：	中文