本文關鍵詞：大型復雜船體外板成型智能控制系統(tǒng)研究與實現(xiàn)

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【摘要】：水火彎板成型技術是目前世界上船舶制造中應用最廣泛、操作最為復雜的關鍵技術之一,該工藝復雜、影響因素多、操作難掌握,且加工質量波動大。長期以來,對于大型復雜的外板加工,國內外各船廠都是憑借有經驗的工人手工完成。隨著我國科技、軍事、航海以及綜合國力的不斷發(fā)展,對于船舶制造技術有了更高的要求,因此,必須對水火彎板工藝實現(xiàn)智能化控制,這無疑會在縮短造船周期、降低造船成本、提高造船質量等方面產生重要的意義。 本課題以尺寸長12(M)×寬4(M)×高1.5(M)的外板為研究對象,鑒于目前國內造船業(yè)對于大曲率、多形態(tài)、高落差的船體外板采用工人經驗型水火彎板成型工藝的局限性,本文針對上述問題,研制出一款適用于大型復雜船體外板成型智能控制系統(tǒng),該系統(tǒng)通過對專家系統(tǒng)、檢測系統(tǒng)以及執(zhí)行裝置的協(xié)調、管理、調度以及數(shù)據處理,不僅提高了加工的速度和加工的精度,而且大大加強了水火彎板的智能化程度。主要的研究內容及創(chuàng)新成果如下： 1.深入分析水火彎板工藝特性和控制要求,搭建水火彎板智能控制系統(tǒng),以該系統(tǒng)為紐帶,通過對專家系統(tǒng)和檢測系統(tǒng)進行數(shù)據交換和資源管理,將獲取的數(shù)據處理后傳送至現(xiàn)場執(zhí)行機構,實現(xiàn)彎板加工過程的協(xié)調、管理以及數(shù)據處理。 2.通過獲取專家?guī)熘械难娴?并轉化成運動控制器所能識別的代碼,由于專家系統(tǒng)所提供的焰道的無序性,提出了一種基于改進后的貪婪算法的路徑優(yōu)化,利用該算法對焰道的加工順序進行優(yōu)化,使得無效路徑變短,提高加工效率。 3.針對當前采用直線和圓弧插補算法對五軸聯(lián)動進行插補控制,將會大大增加系統(tǒng)的計算和傳輸負擔,而且會使加工過程中的速度波動過大等問題,提出了-種針對五軸聯(lián)動進行直接插補控制的雙NURBS曲線插補算法。 本文基于“船體外板加工成型智能機器人研制及產業(yè)化”項目的研究,針對大曲面、多形態(tài)、高落差的外板加工成型時存在的問題,研制出船體外板智能化成型控制系統(tǒng)。解決復雜曲面在進行水火加工時由工人手工完成的現(xiàn)狀,該系統(tǒng)并且大大提高了加工的效率和加工的精度。
【關鍵詞】：水火彎板 智能控制系統(tǒng) NURBS曲線 貪婪算法 軌跡優(yōu)化
【學位授予單位】：廣東工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：TP273;U671.3
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• CONTENTS10-13
• 第一章 緒論13-22
• 1.1 課題的研究背景與意義13-15
• 1.1.1 研究的背景13-14
• 1.1.2 研究的目的及意義14-15
• 1.2 國內外研究現(xiàn)狀及分析15-20
• 1.2.1 船體外板自動化裝置發(fā)展現(xiàn)狀15-17
• 1.2.2 船舶制造智能控制系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀17-18
• 1.2.3 數(shù)控插補技術的研究現(xiàn)狀18-20
• 1.3 課題來源研究內容及結構安排20-22
• 1.3.1 課題來源20
• 1.3.2 研究內容20-21
• 1.3.3 文章結構安排21-22
• 第二章 水火彎板工藝分析及性能指標22-27
• 2.1 水火彎板工藝簡介22-23
• 2.2 水火彎板的加工方法及其優(yōu)勢23-24
• 2.3 水火彎板機械結構及技術要求24-26
• 2.3.1 控制要求及性能指標24
• 2.3.2 水火彎板機械結構24-26
• 2.4 本章小結26-27
• 第三章 水火彎板智能控制系統(tǒng)的設計27-51
• 3.1 系統(tǒng)的自動化流程設計27-28
• 3.2 系統(tǒng)方案的選擇28-29
• 3.3 控制系統(tǒng)設計29-30
• 3.4 系統(tǒng)軟件架構及模塊化設計30-33
• 3.4.1 軟件控制系統(tǒng)架構設計30-32
• 3.4.2 軟件控制系統(tǒng)的模塊化設計32-33
• 3.5 系統(tǒng)通信模塊設計33-35
• 3.6 DXF文件讀取模塊設計35-42
• 3.6.1 DXF文件簡介36
• 3.6.2 DXF文件基本結構36-38
• 3.6.3 DXF信息的分析與獲取38-42
• 3.7 系統(tǒng)數(shù)據接口模塊的設計42-47
• 3.7.1 與專家系統(tǒng)的數(shù)據交換42-43
• 3.7.2 與運動控制間的數(shù)據交換43-47
• 3.8 軟件操作流程47-50
• 3.9 本章小結50-51
• 第四章 系統(tǒng)控制算法研究51-66
• 4.1 控制系統(tǒng)插補算法51-60
• 4.1.1 NURBS曲線插補算法51-53
• 4.1.2 五軸聯(lián)動數(shù)控技術53-54
• 4.1.3 五軸聯(lián)動的雙NURBS曲線插補54-60
• 4.2 系統(tǒng)加工路徑優(yōu)化算法60-65
• 4.2.1 問題的提出與數(shù)學模型的建立61-62
• 4.2.2 基于貪婪算法的路徑優(yōu)化62-63
• 4.2.3 基于改進后貪婪算法的路徑優(yōu)化63-65
• 4.3 本章小結65-66
• 第五章 實驗分析66-75
• 5.1 測試平臺的搭建66-67
• 5.2 實驗測試67-74
• 5.3 本章小結74-75
• 結束與展望75-76
• 參考文獻76-80
• 攻讀學位期間發(fā)表的學術論文與專利80-81
• 攻讀學位期間參加的科研項目81-83
• 致謝83

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據庫 前7條

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本文編號：937068