孫龍超 李久龍 杜鶴

摘 要：數(shù)控對(duì)中系統(tǒng)在大型船舶環(huán)段合攏中的應(yīng)用，是通過(guò)可編程控制器和計(jì)算機(jī)，將控制網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行行走等方面的控制，通過(guò)控制油缸頂舉運(yùn)動(dòng)和小車等，最終實(shí)現(xiàn)高精度的對(duì)中和立體分段的姿態(tài)調(diào)整，在特大型的船舶總段采用快速精確的姿態(tài)進(jìn)行合攏和調(diào)整，能夠提高經(jīng)濟(jì)效益，縮短建造周期，具有操作安全可靠、精度高和工作穩(wěn)定的優(yōu)勢(shì)。

關(guān)鍵詞：系統(tǒng)調(diào)試；自動(dòng)合攏；數(shù)控對(duì)中系統(tǒng)

現(xiàn)代船舶制造模式是縮短造船周期、提高生產(chǎn)效率手段之一，在當(dāng)前競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境下，造船業(yè)在向世界造船強(qiáng)國(guó)邁進(jìn)的同時(shí)，要面對(duì)國(guó)際激烈的競(jìng)爭(zhēng)，經(jīng)受市場(chǎng)的變化，如匯率變動(dòng)、材料設(shè)備價(jià)格上漲等，建立現(xiàn)代造船模式，能夠幫助我國(guó)的船舶工業(yè)走向現(xiàn)代化工業(yè)的道路。大型船舶的建造過(guò)程，為了減少船臺(tái)的占用周期，采用將整條船分成環(huán)型總段的方法，在不同的船臺(tái)制造總組，完成環(huán)段之后，在環(huán)段兩側(cè)用鋼板封死，通過(guò)海上運(yùn)輸?shù)姆绞剑∵M(jìn)入總裝船塢，該方法能夠滿足船舶制造過(guò)程中的技術(shù)指標(biāo)，保證環(huán)段的合攏精度，使用數(shù)控對(duì)中的系統(tǒng)進(jìn)行環(huán)段合攏。

一、數(shù)控對(duì)中系統(tǒng)

船體的分段合攏對(duì)中系統(tǒng)，是將基準(zhǔn)總段拼裝焊接工藝進(jìn)行開(kāi)發(fā)的專用設(shè)備進(jìn)行數(shù)字控制。采用工業(yè)計(jì)算機(jī)驅(qū)動(dòng)下位機(jī)，進(jìn)行控制比例放大器的運(yùn)行，運(yùn)行數(shù)控船臺(tái)小車進(jìn)行船舶分段的運(yùn)輸和拼裝。造船用的材料品種多，數(shù)量大，其中以鋼材的使用量為最大，例如，制造一艘裝載量為 1萬(wàn)噸的貨船需要鋼材3000～4000噸.船體結(jié)構(gòu)用的材料主要是碳素鋼和低合金高強(qiáng)度鋼（見(jiàn)鋼）.采用高強(qiáng)度鋼可減輕船體自重，降低推進(jìn)功率，達(dá)到多裝客貨，增加裝備或提高航速的目的，小型艦艇還采用鋁合金，玻璃鋼或鈦合金作為船體材料。船舶需要在嚴(yán)酷的環(huán)境下?tīng)I(yíng)運(yùn)，對(duì)于船用材料，除保證冶煉方法，化學(xué)成分和機(jī)械性能外，在可焊性能和耐蝕性能等方面都有較高的要求。

在特大環(huán)形總段的總裝過(guò)程中，各個(gè)總段超長(zhǎng)、超寬，總重量較大，采用起重機(jī)無(wú)法滿足合攏的啊喲球，而數(shù)控船臺(tái)小車的油缸運(yùn)動(dòng)當(dāng)量，精度加高，對(duì)接段的姿態(tài)調(diào)整時(shí)間很短，幾十臺(tái)數(shù)控小車就能夠組成一個(gè)起重重量達(dá)到數(shù)千噸的系統(tǒng)，提升數(shù)千噸中的環(huán)形總段。

二、數(shù)控系統(tǒng)的調(diào)試

1.通信調(diào)試

上位控制計(jì)算機(jī)和下位機(jī)之間的通信聯(lián)系，是數(shù)控對(duì)中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，通信采用串行通信的方式，通過(guò)485通信將數(shù)控船臺(tái)小車的下位機(jī)計(jì)算機(jī)和上位機(jī)計(jì)算機(jī)鏈接，形成雙絞線鏈接，可以在長(zhǎng)距離信號(hào)傳輸?shù)臅r(shí)候，避免信號(hào)的反射和回波，在在接收端進(jìn)行電纜、終端電阻、顯示元件的配置，開(kāi)始進(jìn)行通信線路調(diào)試，將數(shù)控船臺(tái)小車通過(guò)縱梁上的結(jié)點(diǎn)進(jìn)行連接，提供高性能的交流參數(shù)穩(wěn)壓后的電源，完成通信調(diào)試工作。程序一般來(lái)講是在RAM里執(zhí)行，所以對(duì)MMC103或PCU50來(lái)講，需要先把程序裝載到NCK里，但對(duì)于特別長(zhǎng)的程序，可以選擇在硬盤里執(zhí)行，具體操作方法為：選擇加工，程序概要，用光標(biāo)選擇要執(zhí)行的程序，選擇從硬盤執(zhí)行既可.在自動(dòng)方式下，可以從網(wǎng)絡(luò)硬盤上執(zhí)行程序，程序可以逐段輸入，不一定是一個(gè)完整的程序，它存在NCK里面一個(gè)固定的MDA緩沖區(qū)里，可以把MDA緩沖區(qū)的程序存放在程序目錄里，也可以從程序區(qū)里調(diào)程序到MDA緩沖區(qū)來(lái).重定位功能，有時(shí)在程序自動(dòng)執(zhí)行時(shí)需要停下來(lái)把移開(kāi)檢測(cè)工件，然后接著執(zhí)行程序，需要重定位功能，操作方法是在自動(dòng)方式下暫停程序執(zhí)行，轉(zhuǎn)到手動(dòng)，移開(kāi)相應(yīng)的軸，要重新執(zhí)行程序時(shí)，轉(zhuǎn)到重定位方式，按相應(yīng)的軸移動(dòng)按鈕，回到程序中斷點(diǎn)，按啟動(dòng)鍵程序繼續(xù)執(zhí)行，注意在這個(gè)過(guò)程中不能按復(fù)位鍵。

程序正式運(yùn)行前進(jìn)行圖形模擬，以減少程序的故障率，但由于MMC系統(tǒng)的不同，模擬的方法不一樣，在MMC103上，程序模擬完全在MMC上執(zhí)行，故模擬中不會(huì)對(duì)NCK產(chǎn)生影響，但在MMC100.2上，程序模擬在NCK里面執(zhí)行，與程序?qū)嶋H執(zhí)行情況一樣，因此在模擬前務(wù)必要選擇程序測(cè)試，如果還要提高模擬速度，還可以選擇空運(yùn)行。

2.液壓系統(tǒng)的連接與調(diào)試

液壓系統(tǒng)調(diào)試采用鼠籠型異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)軸，向柱塞泵為系統(tǒng)提供壓力油，電控系統(tǒng)控制各個(gè)液壓閥件，推動(dòng)異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)周，上升或者下降。根據(jù)各自的接口要求，先將數(shù)控與驅(qū)動(dòng)單元，MMC，PLC三部分分別連接正確：源模塊X161種9，112，48的連接；驅(qū)動(dòng)總線和設(shè)備總線、PLC模塊注意電源線的連接；同時(shí)注意SM的連接。

3.行走系統(tǒng)調(diào)試

小車的行走方向按照給定的方向，完成行走方向的檢查，取消定向的方向，調(diào)整為正確的方向，測(cè)量通過(guò)小車控制柜給變頻器的信號(hào)大小，比較數(shù)值并進(jìn)行各個(gè)的電氣控制柜的調(diào)節(jié)，控制好板卡上的電位器，使得電位器能夠得到各個(gè)車達(dá)到變頻器的給定信號(hào)，完成上述調(diào)整之后，取消所有的信號(hào)，合并絞車的三相電源，達(dá)到一定的距離之后，對(duì)于不同步的小車進(jìn)行調(diào)整和同步。

4.環(huán)形總段調(diào)整

完成數(shù)控對(duì)中系統(tǒng)的調(diào)試，進(jìn)行環(huán)形總段的水平狀態(tài)的調(diào)整，包括位置和姿態(tài)的調(diào)整，對(duì)一個(gè)船體的環(huán)形分段進(jìn)行水平狀態(tài)的調(diào)整，包括首尾和上中心、下中心，數(shù)控船臺(tái)小車按照船體的結(jié)構(gòu)，金遇見(jiàn)你分布在承重的結(jié)構(gòu)上，調(diào)整好數(shù)控船臺(tái)小車的升降油缸，擺好水平油缸的位置，保證船臺(tái)小車的升降油缸的位置不會(huì)受到上方的縱梁的影響，將縱梁和船底部進(jìn)行水平的填充，做好立體分段的位置的調(diào)整，為姿態(tài)調(diào)整做好準(zhǔn)備。簡(jiǎn)歷系統(tǒng)的三維坐標(biāo)軟件，打開(kāi)數(shù)控船臺(tái)小車的油泵電動(dòng)機(jī)，輸入指令，實(shí)施測(cè)量合攏分段的各個(gè)等測(cè)點(diǎn)的數(shù)據(jù)，根據(jù)測(cè)量的結(jié)果，建立三維坐標(biāo)數(shù)字模型計(jì)算的結(jié)果，重新計(jì)算給定便宜，輸入并調(diào)整分段。

三、結(jié)語(yǔ)

進(jìn)行船舶建造的時(shí)候，采用不同的合攏方式，使用不同的合攏設(shè)備，運(yùn)用數(shù)控對(duì)中系統(tǒng)，精度高、推力大，工作穩(wěn)定，在大型的環(huán)段的合攏中，能夠顯著提高工作效率，開(kāi)創(chuàng)大型環(huán)段合攏的新方式。

參考文獻(xiàn)：

[1]王志學(xué)，李茂月，劉獻(xiàn)禮， 等.開(kāi)放式數(shù)控軟PLC系統(tǒng)的研究[J].哈爾濱理工大學(xué)學(xué)報(bào)，2017，（6）：1-8.

[2]劉娟.數(shù)控對(duì)中系統(tǒng)在大型船舶環(huán)段合攏中的應(yīng)用[J].造船技術(shù)，2013，（3）：45-48.

[3]王麗君.數(shù)控機(jī)床電氣驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)可靠性研究[J].機(jī)械設(shè)計(jì)與制造工程，2018，（1）：66-69.

[4]葉濤.數(shù)控技術(shù)在采摘機(jī)器人作業(yè)中的應(yīng)用[J].農(nóng)機(jī)化研究，2018，（11）：222-226.