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船体零件切割路径优化技术及工程应用
| 论文题名： | 船体零件切割路径优化技术及工程应用 |
| 关键词： | 船体零件;数控切割设备;路径优化 |
| 摘要： | 随着近年来造船市场的低迷，各大船厂都在深挖潜能，提高自身效率来获取更大效益。在黄海造船有限公司（以下简称黄海造船），船体零件切割是船舶现场生产制造中的第一道工序，在公司设备和工作时间确定的情况下，提高零件切割的效率就需要在实际生产中解决切割点火次数多、切割空走路径长等问题。本文的研究旨在如何在黄海造船现有生产条件的基础上，通过引进船体零件切割路径优化软件，并按照现场生产特点进行二次开发，对软件按照现场施工需要进行优化改进，完善软件功能，使其成为能够为现场生产所用的优化软件，实现减少数控切割空走距离，减少等离子切割嘴的点火次数，达到节能减排，提高生产效率的目的。 本文根据黄海造船现场生产过程中数控车间零件切割的流程与特点，结合船体零件切割路径优化的理论知识，进行的研究的工作如下: (1)对路径优化进行理论学习，首先根据哥尼斯堡七桥问题和欧拉定理对数控切割的零件进行数学建模，将船体零件建模转化成点与线，将实际的零件切割问题转化成数学模型，通过算法来解决数学问题，并寻求零件切割的最优解。在理论学习的同时，也考虑了黄海造船的实际生产问题，让理论研究更切合黄海造船的生产实际。本文主要应用的是双边桥法与最小生成树算法。 (2)对黄海造船新厂数控切割设备进行了解，主要包括:设备型号、设备机载电脑的型号等，通过对设备的研究与实验得出加密GM指令的定义;通过对套料软件的研究得出切割指令的生成模式，研究如何将套料软件生成的指令转化为船体零件路径优化软件可执行的文件;通过对套料软件的研究找到套料软件与船体零件切割路径优化软件的指令共同点，寻找两个软件的接口，实现代码的顺利转化，并在计算机端通过模拟运行验证软件的可行性。 (3)研究黄海造船数控切割现状，将船体零件切割路径优化软件运用到实际生产之中。分析船体零件切割路径优化软件在实际生产中遇到的问题，将切割嘴刮碰问题分为两类，一类是切割顺序问题，一类是切割补偿量不足问题;并在理论上通过优化切割顺序，调整切割补偿量等方法来解决问题，通过大量的实验来验证解决问题的办法，在问题解决后进行大量切割实验进行数据收集与统计，将软件顺利地运用到日常生产之中。分析运用船体零件切割路径优化软件之前与之后的生产效率对比，从切割空走距离、等离子切割嘴点火次数等方面进行数据对比来验证船体零件切割路径优化软件在实际生产中的优越性。并通过大量的现场实验数据来证明船体零件切割路径优化软件应用到生产的可行性，最终将船体零件切割路径优化软件逐步运用到黄海造船的实际生产之中。 |
| 作者： | 赵锦涛 |
| 专业： | 船舶与海洋工程 |
| 导师： | 林焰 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 大连理工大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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