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        合攏管設(shè)計制造系統(tǒng)在船舶建造中的應(yīng)用

        2014-09-09 02:11:48王建明陳良方陳海華施志強(qiáng)
        江蘇船舶 2014年5期
        關(guān)鍵詞:角鋼造船法蘭

        王建明,陳良方,陳海華,施志強(qiáng)

        (1.上海江南長興造船有限責(zé)任公司,上海 201913; 2.江蘇陽明船舶裝備制造技術(shù)有限公司,江蘇 鎮(zhèn)江 212003)

        合攏管設(shè)計制造系統(tǒng)在船舶建造中的應(yīng)用

        王建明1,陳良方1,陳海華1,施志強(qiáng)2

        (1.上海江南長興造船有限責(zé)任公司,上海 201913; 2.江蘇陽明船舶裝備制造技術(shù)有限公司,江蘇 鎮(zhèn)江 212003)

        船舶合攏管的制造一直是船舶制造的瓶頸之一。針對傳統(tǒng)制造方法材料和動力能源的消耗大,精度差易等返工問題,研制了合攏管設(shè)計制造系統(tǒng)。該制造系統(tǒng)基于設(shè)計規(guī)劃和工藝知識庫的合攏管測量系統(tǒng)軟件及智能化數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)軟件,實(shí)現(xiàn)了合攏管不同空間位置的精確測量、定位、擬合設(shè)計和再現(xiàn)制作。實(shí)際應(yīng)用證明,該系統(tǒng)制作質(zhì)量高,能提高船舶管系生產(chǎn)效率。

        合攏管設(shè)計制造系統(tǒng);合攏管;散貨船

        0 引言

        當(dāng)前的綠色技術(shù)制造理念是:第一,資源消耗要低于資源再生;第二,使用綠色的可再生資源;第三,環(huán)境友好,無污染和可持續(xù)。造船產(chǎn)業(yè)作為我國國民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)之一,卻是一個高資源消耗的產(chǎn)業(yè),在為社會創(chuàng)造財富的同時,也在大量消耗資源和環(huán)境污染,因此,綠色造船理念應(yīng)該貫穿于船舶建造的每個環(huán)節(jié)。

        由于中國造船業(yè)還處于依靠勞動力的時代,很多人都在關(guān)注更大的項(xiàng)目,很少有人關(guān)注合攏管制作。傳統(tǒng)的合攏管制造方法存在材料、動力能源消耗大,質(zhì)量差等問題,一直是船舶制造的瓶頸之一,因此有必要研制一種新型的合攏設(shè)計制造系統(tǒng)。該系統(tǒng)是解決數(shù)字化、智能化精益造船的關(guān)鍵技術(shù)之一,節(jié)能降耗、降本增效、綠色環(huán)保,可解決傳統(tǒng)制作方法存在的各種弊端,實(shí)現(xiàn)了外場工作內(nèi)場制作,后道工序前道制作,手工放樣自動化制作。

        1 傳統(tǒng)合攏管制作方法的劣勢

        傳統(tǒng)合攏管制作方法主要依靠人工進(jìn)行取樣、計算和制作。

        (1)現(xiàn)場靠模取樣,如圖1所示,需要用角鋼將現(xiàn)場的法蘭的空間位置靠模下來。首先將法蘭、角鋼、焊槍等物資運(yùn)送到指定位置,然后進(jìn)行安裝焊接,最后要拆卸運(yùn)送到內(nèi)場。現(xiàn)場靠模取樣帶來了物資運(yùn)輸、勞動力浪費(fèi)和安全問題。

        (2)現(xiàn)場取樣結(jié)束以后要在內(nèi)場進(jìn)行人工計算和制作,如圖2所示。由于現(xiàn)場人工計算不準(zhǔn)確就會造成一定誤差,所以在制作時就可能需要強(qiáng)行安裝,這樣制作出來的合攏管質(zhì)量比較差并且浪費(fèi)大量的人工。

        圖1 現(xiàn)場靠模取樣

        圖2 現(xiàn)場人工設(shè)計制作

        2 合攏管設(shè)計制造系統(tǒng)簡介

        針對傳統(tǒng)合攏管制作系統(tǒng)質(zhì)量差且浪費(fèi)大的問題,研制了合攏管設(shè)計制造系統(tǒng)。

        合攏管設(shè)計制造系統(tǒng)主要由合攏管測量儀、移動數(shù)據(jù)終端PDA、七軸數(shù)字運(yùn)動控制技術(shù)的合攏管再現(xiàn)機(jī)等硬件組成,并通過自主研發(fā)的基于設(shè)計規(guī)則與工藝知識庫的陽明合攏管測量系統(tǒng)軟件及智能化數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)軟件,實(shí)現(xiàn)合攏管不同空間位置的精確測量、定位、擬合設(shè)計和再現(xiàn)制作。產(chǎn)品能夠自動生成合攏管的合適路徑,并支持柔性調(diào)整方式和自動輸出合攏管三維成像和二維制作圖。產(chǎn)品具有體積小、重量輕、數(shù)字化、智能化、精度高等特點(diǎn),相對傳統(tǒng)合攏管現(xiàn)場靠模及放樣,不僅能降低現(xiàn)場施工人員的勞動強(qiáng)度和技能要求,而且能提高合攏管制作質(zhì)量和效率。

        合攏管設(shè)計制造系統(tǒng)由測量儀、測量處理和生產(chǎn)管理軟件及數(shù)控再現(xiàn)機(jī)3部分組成,其工作流程可以分為3步:第1步是合攏管現(xiàn)場測量,如圖3所示;第2步是合攏管設(shè)計,如圖4所示;第3步是合攏管再現(xiàn)制作,如圖5所示。

        圖3 合攏管現(xiàn)場測量

        圖4 合攏管設(shè)計

        圖5 合攏管再現(xiàn)制作

        合攏管測量系統(tǒng)軟件是一款與合攏管測量儀器及合攏管再現(xiàn)機(jī)配套使用的軟件系統(tǒng)。軟件系統(tǒng)可以讀取合攏管測量儀器測量出的法蘭位置參數(shù),自動根據(jù)選定的標(biāo)準(zhǔn)查找法蘭型號,擬合出彎管參數(shù),輸出彎管零件圖,并計算出再現(xiàn)機(jī)的控制參數(shù)。目前,該系統(tǒng)支持各種標(biāo)準(zhǔn)的圓法蘭、定型彎頭、彎管、異徑等零件,需要計算合攏管的兩法蘭可以是相同標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)格,也可以是不同標(biāo)準(zhǔn)、不同規(guī)格。三維顯示管段形狀,同時二維顯示管子零件圖紙,圖紙中要給出零件表和安裝尺寸圖。軟件標(biāo)準(zhǔn)開放,并且用戶可輸入各種圓法蘭、定型彎頭、彎管、異徑標(biāo)準(zhǔn),并且用戶可以對標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行修改。

        3 合攏管設(shè)計制造系統(tǒng)優(yōu)勢

        根據(jù)現(xiàn)場使用情況,合攏管設(shè)計制造系統(tǒng)的優(yōu)勢如下:

        (1)提高了合攏管設(shè)計制造的精度,實(shí)現(xiàn)合攏管制作的數(shù)字化,符合綠色造船的理念。

        (2)降低了工人工作的強(qiáng)度,提高了安全性。傳統(tǒng)合攏管制作時,雙層底合攏管靠模時用的法蘭都需要使用吊車進(jìn)行吊運(yùn),再由2~3個人進(jìn)行對1個法蘭的安裝,放墊片,塞螺栓,割焊角鋼,成型后再拆卸,最后再由吊車在空閑時吊出,使用鏟車運(yùn)至模塊進(jìn)行等待排隊(duì)制作。期間很容易發(fā)生安全事故,而且1天最多制作3~4根樣板,勞動強(qiáng)度大。在泵艙和雙層底應(yīng)用合攏管設(shè)計制造系統(tǒng)后,不僅能大大減輕工人的勞動強(qiáng)度,還明顯降低生產(chǎn)成本,減少安全事故,提高5S效果。

        (3)減少2次制作帶來的損失問題。每條船底層接2臺海水泵的異徑管都是按預(yù)裝管來制作的,但是每次都需要現(xiàn)場改樣,給施工造成很多麻煩。應(yīng)用合攏管設(shè)計制造系統(tǒng)將其按合攏管制作,進(jìn)行測量,使其能一次性的完成。這樣省去了2次制作造成的損失,符合公司的降本增效的工作方針。圖6所示的是改樣的合攏管。

        圖6 改樣合攏管

        (4)關(guān)于節(jié)約成本問題。

        采用了合攏管再現(xiàn)機(jī)以后,省去了很多道工序,包括角鋼等耗材的領(lǐng)取、吊裝、靠模、拆卸、運(yùn)輸、打磨等多道工序,節(jié)省了大量的耗材,如角鋼、焊條、砂輪片、能源等。

        4 結(jié)語

        合攏管設(shè)計制造系統(tǒng)在船舶建造中使用證明,降低了勞動強(qiáng)度并且制作出來的合攏管質(zhì)量好精度高,得到了一線工人的一致好評。自從使用合攏管設(shè)計制造系統(tǒng)以來,合攏管的制作周期大大縮短,原來總裝車間門口堆積如山等待制作的合攏管現(xiàn)象已不再有,減少了浪費(fèi),也加快了生產(chǎn)進(jìn)度。

        合攏管設(shè)計制造系統(tǒng)是按照中國造船企業(yè)的實(shí)際情況、生產(chǎn)流程和工作特點(diǎn)量身定制的先進(jìn)制造技術(shù)裝備,能做到和造船企業(yè)的設(shè)計、加工、安裝等部門的完全無縫連接,具有鮮明的中國船舶特色。本合攏管設(shè)計制造系統(tǒng)可以填補(bǔ)我國合攏管先進(jìn)設(shè)計制造技術(shù)和裝備的空白,總體技術(shù)達(dá)到國際先進(jìn)水平,對中國造船工業(yè)的管系安裝和生產(chǎn)帶來革命性的變革。本系統(tǒng)滿足船舶制造行業(yè)對管系生產(chǎn)效率和質(zhì)量日益提高的迫切需求,對提升我國船舶制造的國際競爭力,推動我國船舶工業(yè)的發(fā)展起到十分重要的意義。

        2014-01-13

        王建明(1959-),男,工程師,主要從事船舶合攏管制作。

        U671.91+3

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