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SKWB-2500 船舶三維數(shù)控彎板機(jī)視頻▼[flash]http://static.video.qq.com/TPout.swf?vid=b030748p16f.html[/media]
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一、船舶三維數(shù)控彎板機(jī)的提出與研發(fā)
1、三維曲面船板的成形加工現(xiàn)狀：
船體艏艉部分的船板，大多呈復(fù)雜的三維曲面（雙曲）形狀，如帆形板、馬鞍形板、扭曲板等。
這些復(fù)雜曲面船板的成形，主要使用通行的水火彎板和較少使用的冷壓、冷彎、輥彎加工方法。
以上方法至今也沒有實現(xiàn)自動化，只能依賴操作人員的個人技術(shù)和經(jīng)驗，工作條件差，效率低等不足，且熟練工人日漸缺乏，成為造船生產(chǎn)的難點和技術(shù)瓶頸。
2、船舶三維數(shù)控彎板機(jī)研發(fā)：
為解決三維曲面船板成形加工的難點和技術(shù)瓶頸，我們從2008年開始研發(fā)新型彎板裝備。
武漢理工大學(xué)和山東碩力機(jī)械制造有限公司合作，于2012年研發(fā)成功船體三維曲面船板成形加工的專用裝備、SKWB-800 船舶三維數(shù)控彎板機(jī)。下圖為歐洲友人參觀該機(jī)并給予稱贊。
在SKWB-800型號研發(fā)成功的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步研發(fā)成功了總壓力為 6000T 的SKWB-2500船舶三維數(shù)控彎板機(jī)。
研發(fā)的SKWB-2500船舶三維數(shù)控彎板機(jī)，集成了現(xiàn)代工藝技術(shù)、測量技術(shù)、信息技術(shù)和控制技術(shù)，解決了三維曲面船板數(shù)字冷彎成形加工的世界性難題。它可根據(jù)現(xiàn)行造船軟件系統(tǒng)提供的船板數(shù)據(jù)，自動進(jìn)行三維曲面造型和船板的數(shù)控冷彎加工。
在研發(fā)過程中獲得了江南造船（集團(tuán)）有限責(zé)任公司的合作與鼎力支持。
二、SKWB-2500 船舶三維數(shù)控彎板機(jī)的簡介
1、系統(tǒng)構(gòu)成：
船舶三維數(shù)控彎板機(jī)由多壓頭冷壓成形裝置、液壓系統(tǒng)、自動控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)計算系統(tǒng)，三維板形在線測量系統(tǒng)和進(jìn)料裝置等構(gòu)成。
2、彎曲成形加工新方法：
方形壓頭可調(diào)活絡(luò)模具成形實驗的視頻▼
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基于模具可重構(gòu)技術(shù)，我們于2008年發(fā)明了新型方形壓頭可調(diào)活絡(luò)模具板材曲面成形裝置。為機(jī)器設(shè)計了獨特的上模壓頭群和下模壓頭群，其中上模壓頭為液壓驅(qū)動，下模壓頭為伺服電機(jī)驅(qū)動，數(shù)據(jù)計算系統(tǒng)會自動生成調(diào)形數(shù)據(jù)、并自動控制下模壓頭群的造型；上模壓頭群對船板進(jìn)行施壓，形成對板材的完整包絡(luò)面。
在板材加工的過程中，上、下模壓頭群獨特的排列方式，確保壓合面大，防止板材失穩(wěn)起皺，解決了船板冷彎中的皺折變形和減小壓痕的關(guān)鍵難題。上、下模實際組成了一個可任意造型的數(shù)控可變模具，滿足了各種復(fù)雜三維曲面船板成形的需求。
本機(jī)擁有多項中國專利。其中，防止皺折與壓痕的方形壓頭可調(diào)活絡(luò)模具板材曲面成形裝置獲中國發(fā)明專利授權(quán)（ZL200910014794.6），并獲美、日、韓、歐盟等5國專利授權(quán)。
中國專利、美國、日本等專利
3、解決回彈的逐步彎曲逼近法：
運(yùn)用提出的板材快速逐步逼近彎曲成形法，解決船板冷彎回彈問題。在回彈控制過程中，在線實時檢測回彈量，進(jìn)行回彈智能補(bǔ)償，進(jìn)行3～4次的逼近彎曲，即可成形。
與理論計算方法相比，可無須進(jìn)行復(fù)雜的回彈仿真計算和曲面重構(gòu)等過程，就能實時、快速、簡單、智能地解決船板成形加工的回彈難題。逐步逼近彎曲成形法，為船舶三維數(shù)控彎板機(jī)的研制成功，奠定了力學(xué)基礎(chǔ)。
4、在線測量與控制技術(shù)：
磁致位移傳感器在線檢測裝置
該裝備可以選擇安裝接觸式的磁致位移傳感器檢測裝置或非接觸的激光檢測裝置，可以把測量的數(shù)據(jù)實時傳輸?shù)娇刂葡到y(tǒng)中，為操作者提供板材加工是否達(dá)到要求的判據(jù)，并且提供下一步逐步逼近彎曲的造型數(shù)據(jù)。
操作人員在控制屏幕前，可以清晰的看到板材實際成形與要求形狀的吻合度，通常一塊板材經(jīng)過自動彎曲加工，會獲得符合要求的成形狀態(tài)。
5、加工數(shù)據(jù)的無縫鏈接：
在數(shù)據(jù)接口方面，該機(jī)可以與造船常用的TRIBON、滬東SPD以及CATIA等軟件有數(shù)據(jù)接口，實現(xiàn)完美的數(shù)據(jù)無縫連接，滿足用戶的需求。
6、小型復(fù)雜船板的冷彎加工：
船舶三維數(shù)控彎板機(jī)能按板的理論數(shù)據(jù)，也可依人工經(jīng)驗選取回彈系數(shù)進(jìn)行數(shù)控造型，利用操作者已有的板材加工經(jīng)驗，進(jìn)行難度大的、小型復(fù)雜、曲度大的船板半自動冷彎加工，可擴(kuò)大裝備的使用范圍。
7、主要技術(shù)參數(shù)：
江南造船（集團(tuán)）有限責(zé)任公司使用的SKWB-2500型船舶三維數(shù)控彎板機(jī)技術(shù)參數(shù)如下。
注：我們可按用戶需求，設(shè)計制造所需規(guī)格的船舶三維數(shù)控彎板機(jī)
三船舶三維數(shù)控彎板機(jī)加工的各種船板圖片示例
四、船舶三維數(shù)控彎板機(jī)的應(yīng)用與評價
1、SKWB-2500船舶三維數(shù)控彎板機(jī)的使用情況：
江南造船（集團(tuán)）有限責(zé)任公司率先將大型SKWB-2500船舶三維數(shù)控彎板機(jī)成功地運(yùn)用到生產(chǎn)中，其自動冷彎的船板，無皺折，無壓痕，成形光順，特別是沒有改變高強(qiáng)度板的材質(zhì)，質(zhì)量符合要求，滿足造船生產(chǎn)需要，操作僅需3～4人，相對現(xiàn)行的水火彎板工藝，提高效率5～10倍，且船板形狀越是復(fù)雜，效率提高越大。今后裝備的數(shù)字化程度有待于進(jìn)一步研究提高。
其大型SKWB-2500機(jī)型的成功應(yīng)用，將落后的彎板手工操作提升到數(shù)字化造船、具有顯著的技術(shù)與經(jīng)濟(jì)效益，有人贊許：這是船板加工工藝技術(shù)上的一次革命。
2、2012年中國造船工程學(xué)會技術(shù)鑒定曾指出：
船體三維曲面船板的數(shù)控冷彎加工是造船工藝的世界性難題；該項目突破了復(fù)雜曲面船板數(shù)控冷彎成形關(guān)鍵技術(shù)，集成創(chuàng)新的船舶三維曲面外板數(shù)控冷彎成形機(jī)，是目前國內(nèi)外唯一實現(xiàn)數(shù)字冷彎船板的先進(jìn)造船工藝裝備；總體達(dá)到國際領(lǐng)先技術(shù)水平。
中國造船工程學(xué)會2012年的技術(shù)鑒定會
五、結(jié)束語
SKWB型船舶三維數(shù)控彎板機(jī)，是我國首創(chuàng)的三維曲面船板加工的數(shù)字化造船專用裝備。該裝備提高了彎板質(zhì)量，改善了作業(yè)條件，減少了污染，降低了勞動強(qiáng)度，提高了船體外板加工效率，有助于船廠智能化造船技術(shù)的發(fā)展與進(jìn)步，有助于提高造船生產(chǎn)的國際競爭能力。
今后我們將繼續(xù)聽取大家的意見，努力提升彎板機(jī)的機(jī)械化、智能化水平，進(jìn)行產(chǎn)品系列化，使之真正成為我國船舶海工智能制造的、高水準(zhǔn)造船重器。
該裝備也可作為其它領(lǐng)域的設(shè)備選用。
（本項目曾獲國家科技支撐計劃等經(jīng)費(fèi)的支持）
聯(lián)系電話
山東碩力機(jī)械制造有限公司：
張燦勇
186 5380 8883
sdsl1989@163.com
武漢理工大學(xué)：
胡勇
159 2721 1660
y.hu@163.com
