国产复杂曲面船板成形装备成功应用,055万吨大

来源:http://www.mypv3.com 作者:js333vip.com 人气:179 发布时间:2019-11-12
摘要:湖北三环锻压设备有限公司与武汉理工大学联合承担的“造船重大装备机械手肋骨冷弯机的创新与应用”项目,荣获2010年度国家科学技术进步二等奖。 该项目实施以来,完成了缺陷在

湖北三环锻压设备有限公司与武汉理工大学联合承担的“造船重大装备机械手肋骨冷弯机的创新与应用”项目,荣获2010年度国家科学技术进步二等奖。

该项目实施以来,完成了缺陷在线自动检测装备、钢丝绳拉丝与成股绳装备、数控肋骨冷弯装备及数字化检测系统、船用管件高精度数控整体成形装备、船用横焊缝焊接机器人、自动喷涂成套装备等样机的研制。项目成果在惠州炼化公司、广州黄浦船厂、烟台中集来福士海洋工程有限公司、江南造船集团、上海外高桥集团、大连船舶重工集团公司等企业得到了应用,提高了应用单位生产效率和安全管控水平,降低了船舶建造成本,取得了明显的经济和社会效益。项目对于提升我国船舶建造装备的自主创新能力,推动船舶制造行业进入数字化时代具有一定的示范带动作用。 来源:国防科工局网站

  SKWB-2500船舶三维数控弯板机是我国具有自主知识产权的产品,是三维复杂曲面船板冷弯成形自动加工的大型装备。该装备的诞生,不仅为建造大型舰船和实现数字化造船提供了重要的基础性数控装备,也解决了船用高强度特种钢板不能采用水火弯板工艺成形的问题。

不久前,中国第一艘万吨舰艇055型驱逐舰在江南造船集团正式下水。

据悉,该类设备是目前业内先进的造船装备,填补了国内空白,达到了国际先进技术水平。主要用于弯曲和校直各类型材的船体肋骨,实现冷弯加工、端切划线、气动打印等任务。其设计先进、运行可靠、性能优异,适合于长时期连续工作,实现高精度、高效率的船体肋骨成形加工。

js333vip.com,“船体建造关键技术及工艺装备研制”项目是“十二五”国家科技支撑计划先进制造领域项目,由中国船舶重工集团公司组织实施。该项目开展了船舶及海洋工程制造缺陷检测、船体三维曲面外板数控冷弯加工、海洋用绳制造、船舶分段数字化制造、超大船体分段智能化加工及焊接、超大船体分段自动喷涂、超大船体轻量化设计建造等关键技术研究与装备及系统研发。

  据项目发明人之一,硕力机械董事长焦和桐介绍,多年来,国内外船厂对曲面分段中的三维曲面(双曲度)船体外板进行加工,一直是采用人工操作的方式。由于依赖操作人员的技术和经验,技术复杂,工作条件差,熟练工人日渐缺乏,加之存在生产效率低、污染环境等问题,已成为现代化造船的生产瓶颈。

细心的粉丝们发现,从这家拥有152年历史的古老船坞里驶出的一艘艘新型驱逐舰的线型越来越流畅。原因何在?

近日,“十二五”国家科技支撑计划先进制造领域项目“船体建造关键技术及工艺装备研制”通过专家验收。验收专家组听取了项目完成情况报告,审阅了相关文档资料,观看了项目成果应用视频,现场考察了船用管件高精度数控整体成形装备研发现场。经质询和讨论,验收专家组认为该项目完成了原定任务和指标,同意通过验收。

js333vip.com 1   早期型号SKWB-1500试制的曲面船板(资料图)

为了破解这一难题,由山东硕力、武汉理工大学、江南造船有限公司组成的产学研联合体研发团队,在数字加工的基础上进行智能研发,最终实现复杂曲面板材加工的数字化、自动化、智能化。他们研发的“复杂曲面船板三维数控弯板装备”集成了机、电、液、控、光技术,实现了造船领域从设计到加工的统一数据源的贯通,是造船领域的一项重大工艺变革,是世界上少有的大规模投入使用并且可以实现船体外板数字冷弯成形的成套装备。

  将一块长方体的钢板加工成或“马鞍形”,或“帆板形”的特殊外形,从而打造出船舶的流线型外体,这是造船工业生产难度极大的关键程序。目前,绝大多数双曲度船体外板都是采用有经验的人工操作、压力机与水火弯曲结合的方式完成的。此外,部分欧洲船厂采用冲压与碾压结合的办法进行手工操作。对于船体外板进行数控制造,国内外曾经投入了大量人力和财力进行研制,但一直都没能实际应用。

“这是具有自主知识产权的核心技术。”国内船舶结构力学界的权威吴有生院士、机械工程专家段正澄院士如是评价。在实地观摩过该装备之后,他们发现:这项技术首次将“自动化”引入整个船体外板加工环节,使用专门的计算和控制软件自动进行船板成形加工,在满负荷生产的情况下该技术每天可取代54名工人,生产效率较传统方式提高10倍以上。

  武汉理工大学王呈方教授介绍,全新的复杂曲面成型装备,是集成了先进的工艺技术、测量技术、现代信息技术和控制技术等为一体的高科技产品。该产品能够根据造船软件系统提供的船板加工数据,使用专业计算和控制软件,自动进行曲面造型和三维曲面船板成形加工,使三维曲面船体外板冷压及自动成形的世界性技术难题获得基本解决。

复杂曲面船板成形是船舶工业普遍面临的一个技术瓶颈。多年来,国内外船厂对曲面分段中的三维曲面船体外板进行加工,一直是采用人工操作的方式。由于依赖操作人员的技术和经验,技术复杂,工作条件差,熟练工人日渐缺乏,加之存在生产效率低、污染环境等问题,已成为现代化造船的生产瓶颈。一些用于军舰的特种钢不能采用水火弯板工艺,其加工成形的难度更大。

js333vip.com 2   现代造船是小曲面构成大曲面,接着把分段结合(资料图)

如今,这项技术不仅在江南造船厂“落地开花”。“中国6大国有造船厂,我们的装备已进入了3家。”焦涛告诉记者。 来源:国防科工局网站

  在现代造船生产中,从前期的船舶设计、板材号料和下料,到后期的船体装配都已基本实现计算机化、机械化和自动化流水线,唯独复杂曲面的船板加工还停留在“手工作业”阶段。据科技日报2月23日报道,最近,由山东硕力机械公司、武汉理工大学、江南造船集团三方,产、研、用通力合作的产品6000吨级“SKWB-2500船舶大型三维数控弯板机”在江南造船集团成功应用。据了解,这款被吴有生院士和段正澄院士鉴定为“国际领先水平”的原创产品是山东省自主创新重大专项、国家科技支撑计划课题项目,现已取得2项国家发明专利,并获得美、日、韩、澳和欧盟专利授权。

产学研联合,突破成形技术瓶颈

  面对世界造船业“大型化、高性能、高附加值”的发展方向,国内造船业急需数字化造船装备的支持。因此,在行业不景气的背景下,该装备适应了造船业转型升级的要求,具备了广阔的市场空间。据了解,该装备已在湖北、山东等地落地。

除了焊接技术上的突破之外,江南造船集团董事长林鸥最近公开提及了他们应用的一个“神器”——世界首台复杂曲面船板三维数控弯板装备。

记者了解到,外板加工属塑性变形,弯曲过程会产生回弹,也容易产生褶皱变形,自动化成型尤为困难。山东硕力董事长焦涛表示,该设备采用具有自主知识产权的金属板件三维数控冷弯成套技术以及“快速逐步逼近弯曲成形法”“基于非均匀有理B样条曲面重构法”等技术解决了上述问题。

自动化“当家”,生产效率提高10倍

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