張茜 陳玲 谷明順

摘 ?要：該文介紹了一種智能型船用胎架控制系統(tǒng)，該胎架系統(tǒng)能夠根據(jù)船體曲面分段模型的不同而實(shí)現(xiàn)移動(dòng)與智能升降，均衡胎架支柱的受力，同時(shí)在不適用的情況下可以集中在嵌入式軌道的一側(cè)，便于場(chǎng)地的使用，提高船廠的經(jīng)濟(jì)效益。

關(guān)鍵詞：船用胎架 ?控制系統(tǒng) ?智能

中圖分類(lèi)號(hào)：U671.99 ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1672-3791（2019）05（c）-0051-02

船用胎架是船舶分段裝配與焊接必不可少的工裝設(shè)備，是制造船體曲面分段的形狀胎模。由于制造任務(wù)以及生產(chǎn)環(huán)境的大幅度改變，曲面的分段化建造也顯得較為特殊，在傳統(tǒng)模板的胎架上分段建造后模板不能再重復(fù)利用，只能利用對(duì)船用胎架頂部實(shí)行切除方式來(lái)滿(mǎn)足所需型值，但是這樣很浪費(fèi)人力、財(cái)力等，不僅影響了造船的周期，還降低了造船的精度[1]。近年來(lái)，我國(guó)的船舶行業(yè)飛速發(fā)展，對(duì)船體外板曲度要求也隨之提升，同時(shí)處于對(duì)船用胎架的利用率以及周期的考慮，開(kāi)始著手研發(fā)各式通用船用胎架[2-4]。

毫無(wú)疑問(wèn)，船用胎架是重要的工裝設(shè)備，它的通用性和適用性很重要，當(dāng)然它的利用率與自動(dòng)化水平也非常重要。目前的研究主要還是基于整體船用胎架，現(xiàn)階段船廠普遍使用的船用胎架是固定于場(chǎng)地上的，可見(jiàn)，提高船用胎架的自動(dòng)化和智能化必然是未來(lái)船用胎架的發(fā)展方向。因此，如何有效提高船用胎架的適用性、利用率、自動(dòng)化以及智能化，是值得深思的課題。

1 ?船用胎架系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)

該文設(shè)計(jì)了一種船用胎架系統(tǒng)，主要包括移動(dòng)軌道、胎架支柱和控制系統(tǒng)。

移動(dòng)軌道嵌入式設(shè)置于地面上，設(shè)有多個(gè)通孔，在每個(gè)移動(dòng)軌道上設(shè)有一個(gè)或多個(gè)與其滑動(dòng)連接的胎架支柱。胎架支柱包括：支柱殼體、升降組件、滑動(dòng)部件。升將組件設(shè)置于支柱殼體上，用于帶動(dòng)活動(dòng)磁性吸頭升降，其主要包括：升降驅(qū)動(dòng)裝置、調(diào)速裝置和絲杠，調(diào)速裝置與升降驅(qū)動(dòng)裝置傳動(dòng)連接，絲杠通過(guò)球形連接件與活動(dòng)磁性吸頭連接，連接件具有球面或球面的一部分，所述活動(dòng)磁性吸頭為一多面體，且在該多面體上設(shè)有一與所述球形連接件相匹配的球形空腔，所述球形連接件設(shè)置于該球形空腔內(nèi)?；顒?dòng)磁性吸頭，設(shè)置于升降組件的升降端，每個(gè)面上均有交叉分不到的溝槽，用于對(duì)船用板體進(jìn)行吸附。滑動(dòng)部件，設(shè)置于支柱殼體的底部，且與移動(dòng)軌道滑動(dòng)連接。胎架支柱與移動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置傳動(dòng)連接，移動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)胎架支柱沿其所在的移動(dòng)軌道滑動(dòng)。船用胎架控制系統(tǒng)主要有模型輸入單元，可以導(dǎo)入船體曲面分段模型;數(shù)據(jù)分析單元可以根據(jù)分段模型讀取分段數(shù)據(jù)，并進(jìn)行受力分析，確定最優(yōu)的胎架布置方案;胎架控制單元根據(jù)分析結(jié)果對(duì)船用胎架進(jìn)行控制，控制胎架升到指定高度，滑動(dòng)到指定位置。

2 ?船用胎架控制系統(tǒng)的實(shí)施方案

該船用胎架系統(tǒng)是如何實(shí)現(xiàn)智能控制的呢？結(jié)合圖1船用胎架支柱的主視圖，對(duì)其具體的實(shí)施方案做如下闡述：從模型輸入單元導(dǎo)入船體曲面分段模型;數(shù)據(jù)分析單元會(huì)對(duì)輸入的船體曲面分段模型進(jìn)行受力分析，確定各個(gè)胎架支柱的具體高度及其分布位置，每根胎架支柱最終位置的確定使這樣的支柱分布下所有支柱受力是最均衡的;船用胎架控制單元與數(shù)據(jù)分析單元電連接，根據(jù)數(shù)據(jù)分析單元給出的結(jié)果對(duì)船用支柱進(jìn)行有效的高度和位置的控制，通過(guò)控制移動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置帶動(dòng)支柱沿著所在的移動(dòng)軌道滑動(dòng)，一旦到達(dá)設(shè)定位置，胎架支柱底部的鎖位組件就會(huì)鎖定，即可滿(mǎn)足對(duì)分段的有效支撐與制造精度要求。

該文設(shè)計(jì)的船用胎架在不使用的情況下或局部胎架支柱使用的情況下，空閑的胎架支柱可以收集?？吭谇度胧揭苿?dòng)軌道的一側(cè)，減少船用胎架的堆放場(chǎng)地，由于軌道的嵌入式設(shè)置方便其他工作的開(kāi)展與實(shí)施，有效提高船廠場(chǎng)地空間的利用率。

3 ?結(jié)語(yǔ)

船用胎架是重要的工裝設(shè)備，提高其智能化水平已是當(dāng)務(wù)之急，充分利用當(dāng)下的物聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)技術(shù)，將物聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)技術(shù)充分應(yīng)用于船用胎架，從而使得船用胎架支柱能夠根據(jù)每個(gè)曲面分段模型的不同而移動(dòng)與智能升降，均衡支柱的受力，提高船用胎架的使用壽命，同時(shí)在局部或不被使用的情況下，它可集中在軌道一側(cè)，減少船用胎架的堆放場(chǎng)地，提高船廠場(chǎng)地的利用率，具有較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

參考文獻(xiàn)

[1] 王小龍.船舶胎架技術(shù)及發(fā)展展望[J].中國(guó)水運(yùn)，2015，15（3）：18-20.

[2] 丁超.基于ARM的柔性胎架控制系統(tǒng)中關(guān)鍵技術(shù)研究[D].江蘇科技大學(xué)，2014.

[3] 佘建國(guó)，顧永鳳，陳寧，等.基于Pro/Mechanic的柔性胎架結(jié)構(gòu)分析與優(yōu)化設(shè)計(jì)研究[J].造船技術(shù)，2008（2）：33-36.

[4] 佘建國(guó)，顧永鳳.基于中心制造船的柔性胎架分析與設(shè)計(jì)[J].艦船科學(xué)技術(shù)，2008（1）：120-123.