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1、2000年船舶工程第4期*数控肋骨冷弯机自动控制检测方法的改进武汉交通科技大学船舶与海洋工程系杨启王呈方摘要分析了传统的数控肋骨冷弯机控制方法与机构,阐述了弦线测量控制法的基本原理。据此建立了新的控制检测方法的数学模型,提出了基于弦线测量控制法的新的控制检测方法。关键词数控肋骨冷弯机自动控制检测方法改进形精度影响小,型材的整体和各段曲线成形精度高1引言等优点。船体肋骨的成形加工是船厂重要的生产工序之一,肋骨的成形质量直接影响船体建造质量。国内外许多造船企业以及科研院所,先后致力于肋骨加工自动化的研究,研制了几种类型的数控肋骨冷弯机。我国广州和大连
2、一些造船企业先后从英国、美国引进肋骨冷弯机,但都因操作困难而难以用于生产。英国曾经在数控肋骨冷弯机的控制方法上作过比较深入的研究,但不知何原因至今未用于生产。德国在此方面也做过研究与尝试,并用激光来进行肋骨成形检测,但因误差较大,未能推广。近几年来,我国各大图1弦线测量控制法原理图中型造船企业都采用了计算机数学放样,基本上取弦线测量控制法的控制原理如图1所示。过肋消了手工放样台。随着计算机在船厂的应用与普及,骨首端甩头端点,向各加工段的分点i作弦线Li(i造船生产机械化与自动化程度也愈来愈高,因此数=1,2,⋯,n)那么弦Li、Li+1和定长弦S
3、0组成一个控肋骨冷弯机对于实现肋骨成形加工自动化的意义三角形。由于甩头端点A以及各加工段分点的坐标就显得尤其重要,可以从根本上提高肋骨成形加工值为已知的定值,则三角形三边Li、Li+1和S0为已[1]的质量和效率。知。故每个三角形的形状是唯一的。因此,过这些三武汉交通科技大学在总结以往科研成果的基础角形顶点(1,2,⋯,n)作一根曲线也是唯一的。在实上,利用多年来的成熟经验,对肋骨冷弯机做了进一际检测中,A点位置已知,Li、S0已知,需要检测步更新与改进,有些机构的改进已经在160吨、250Li+1,而Li+1测量比较困难,因此可改为通过测量三吨
4、肋骨冷弯机的设计中得到了运用,因而控制检测角形外角i来确定型材加工是否达到要求。当i达方法也需要做进一步的研究改进,使得控制检测方到给定值时,第i段型材的另一端就达到i+1点的[2]法更加简便、可靠。正确位置,即完成了该段型材的加工。弦线测量控制采用的控制参数为相对进料长度2弦线测量控制法的基本原理△Li和弯曲控制角i,其表达式为:目前,船体数学放样已可以产生令人满意的用△Li=Li-Li-1(i=2,3,⋯,n)数学形式表达的肋骨型线,这就为计算机控制肋骨-1ksi-kAii=sign(ysi+1-yii+1)tg冷弯提供了很
5、好的数学基础。现在国内数控肋骨冷1+ksikAi弯机控制方法均采用由武汉交通科技大学研制发明(i=1,2,⋯,n-1)的弦线测量控制法及其检测装置。该控制模型与其式中:Li—是Ai弦线长度;它控制方法相比,具有检测简便准确,进料误差对成kA·i—是Li弦线的斜率;*“肋骨冷弯机自动控制用检测装置”专利申请号992452236。专利已获国家标准,正办理手续。作者简介:杨启,男,讲师,1967年出生,1997年获硕士学位。·51·ks·i—是定长弦S0的斜率;跟随肋骨进料距离而不断伸长,且与肋骨相距很近,ks·i+1—是S0在i+1处的y值;故
6、加工时影响肋骨起吊操作,在每加工一根型材时,ys·i+1—是Li在x=xi+1处的y值。都需要去拉一次钢丝绳,使用不便。在实际生产中,通过控制进料长度和弯曲成形4检测方法改进方案及数学模型控制角,即可达到控制型材成形加工的目的。弦线测量控制法需用的钢丝制约了加工精度和3传统的型材自动控制与检测方法分析生产效率的提高。我们经过反复研究,开发了一种以弦线测量控制法为原理的新的自动控制检测装置。目前,世界上型材成形加工的控制方法有端点新的自动控制检测装置的目的是为了克服以上钢丝测量控制法、适应控制法和弦线测量控制法。传动检测机构的不足,使操作方便、简单
7、、可靠。其检端点测量控制法由英国人研制成功并被应用于测装置示意图如图2所示。数控肋骨冷弯机。它根据肋骨成形加工时,三支点肋骨冷弯机旁边的两个支点相对于中间支点对称,所以每一个加工段内型材成形也基本对称。对于整根肋骨型线来讲,当肋骨加工达到成形要求时,肋骨首端甩头端点距加工段肋骨中点切线距离是确定的。该方法就是通过控制每段进料长度Li和肋骨首端点距加工段肋骨中点切线的距离yh来实现肋骨自动成形加工的。但是该方法的最大缺陷就在于肋骨冷弯机中夹头与型材接触是面接触,而不是一个点接触,而且加工段型材前半段已经过一次加工,已经有一部分发生了塑性变形,后半
8、段是未加工的平直型材。所以,在测量端点到切线的距离时,就造成了非常大的误差,这个误差主要是由于切线的切点位图2改进的肋骨冷弯机自动控制检
