[发明专利]一种水火弯板成型数字胎架检测平台及方法

说明书

  

技术领域

本发明涉及船体外板加工技术领域，更具体地，涉及一种用于钢板曲面成形过程中的实时检测和提供二次加工预报信息的水火弯板成型数字胎架检测平台及方法。 

背景技术

各种船舶的船体外板大都是由复杂的大曲率空间三维曲面构成，把钢板加工成空间三维曲面，目前世界各国的造船厂采用的方法都是传统的水火加工工艺，也称水火弯板。水火弯板工艺是利用钢板受热－冷却，钢材局部发生热塑性收缩变形特性，将一块平板或预弯曲板加工成曲面板的工艺过程。 

长期以来，对成型曲面的自动检测与判别都是船体外板水火加工成型的关键技术。目前在船厂的实际生产中，检测与判别主要是依赖熟练工人的经验采用样板或样箱完成。水火弯板加工受到经验的严重制约，艰苦的工作环境和相对较差的劳动条件，更增加了水火弯板检测的难度。而且手工经验型的水火弯板检测方式效率低误差大，无法满足现代造船业对自动化生产的要求，船体外板成型曲面的判别已经成为一个亟待解决的难题，同时也是实现自动化加工的重要组成部份。 

随着工业自动化水平逐渐提高以及对船舶制造企业对缩短生产周期，提高生产效率的要求。对未满足成型要求的钢板，如何对其进行补火，在何处补火，补火量多大，全由工人凭经验决定，没有一个定量的概念，造成了加工费时费力，产品精度质量难以保证。对水火弯板加工过程中的钢板的跟踪板型检测将取代工人经验并直接影响到对钢板的二次加工，因此对水火弯板加工过程中的钢板的跟踪板型检测是整个检测系统的重要环节之一，也逐渐引起相关大学，研究所及船舶制造企业的高度重视。 

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提出一种水火弯板成型数字胎架检测平台及方法，该检测平台是一个智能控制胎架支撑平台，并在此基础上融入复杂曲面检测系统，从而构成数字胎架检测平台，目的是为了解决工业现场恶劣的环境下水火弯板过程所形成的复杂曲面进行大尺度大范围的自动检测难度大精度低等问题，以改变当前造船行业普遍沿用的由操作人员的经验指导船舶复杂曲面外板水火加工成型生产的工艺现状。 

为了实现上述目的，本发明的技术方案为： 

一种水火弯板成型数字胎架检测平台，包括若干根支柱、信号采集装置、信号处理装置和执行装置，所述支柱为伸缩支柱，支柱的顶端安装有信号采集装置，信号采集装置的输出端接信号处理装置的输入端，信号处理装置的输出端接执行装置，执行装置用于控制支柱的伸缩。

调整胎架支柱的高度，使得所有支柱的高度相同，即支柱的顶端控制在同一水平面上，在水火弯板加工过程中，钢板产生形变从而使支柱群不同位置的支柱的受力发生变化，位于每个支柱顶端的信号采集装置采集当前的压力并传输给信号处理装置分析处理，信号处理装置将分析处理后的支柱受力信息发给执行装置，用于控制每根支柱的高低，自动调节高度至达到支柱群每个支柱受力的动态平衡，以保证胎架与钢板的相对静止。 

更进一步的，所述支柱由多根不同口径的管子套接而成。采用多跟不同口径的管子套接而成的支柱能够实现上下移动，从而实现支柱的可伸缩性。 

更优的，支柱由内外两根不同口径的管子套接而成。 

更进一步的，所述信号采集装置包括压力传感器，所述压力传感器安装在支柱的顶端；所述压力传感器的输出端接信号处理装置的输入端。 

更进一步的，所述信号采集装置还包括用于采集板形数据的激光测距传感器组，信号处理装置通过执行装置控制激光测距传感器组移动；激光测距传感器组的输出端接信号处理装置。 

将钢板放于本平台的支柱上后，在对各个支柱的高低进行调节后，采用激光测距传感器获取钢板的相对高度，将其高度数据传输给信号处理装置，信号处理装置对所得的高度数据进行处理后模拟显示。 

更进一步的，所述执行装置包括伺服电机和步进电机；所述伺服电机用于对支柱的高低进行传到调节，步进电机用于驱动激光测距传感器组移动。 

更进一步的，所述执行装置包括伺服电机和PLC控制器；所述伺服电机用于对支柱的高低进行传到调节，PLC控制器用于驱动激光测距传感器组移动。 

更进一步的，所述信号处理装置包括上位机和DSP控制器，所述压力传感器的信号输出端接上位机，上位机控制执行装置；激光测距传感器组的信号输出端接DSP控制器，DSP控制器通过ZigBee网络与上位机连接。 

更进一步的，所述上位机包括显示屏。 

更进一步的，所述激光测距传感器组为四组，分别为11、13、13、11个激光测距传感器。