閆司旭
摘 ?要:隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,科技技術(shù)水平不斷提高,我國的船舶制造行業(yè)取得較大程度上的進(jìn)步,尤其是不斷引進(jìn)的新技術(shù)、新工藝,使得船舶制造工藝得到顯著的提高,在工業(yè)、運(yùn)輸?shù)确矫孀龀鲋匾暙I(xiàn)。在船舶制造中,管系制造十分重要,管系制造隨著船舶制造工藝的提高有更高的要求。本文對管子自動化加工生產(chǎn)線在船舶管系中的應(yīng)用實(shí)踐進(jìn)行研究與分析。
關(guān)鍵詞:管子自動加工生產(chǎn)線;船舶制造;管系制造;應(yīng)用
一、概述
管系建造是船舶和海洋工程建造的重要環(huán)節(jié),在造船時(shí)管系遍布于整個工程,是影響船舶是否能正常使用的關(guān)鍵。船舶建造工程中管系加工和安裝工作較復(fù)雜、技術(shù)要求高、工作量大,各種法蘭管的裝配和焊接工作量占一半以上。目前我國的造船業(yè)管系生產(chǎn)技術(shù)還是比較落后的,依然沿用過去的生產(chǎn)模式,人工操作較多,機(jī)械設(shè)備比較簡單,就易導(dǎo)致了生產(chǎn)制造周期長,達(dá)不到質(zhì)量要求,人工作業(yè)效率低、強(qiáng)度大等問題,嚴(yán)重的影響和制約了造船業(yè)的發(fā)展。
隨著我國科技的進(jìn)步,船舶行業(yè)也得到了迅速的發(fā)展,性能等方面不斷在提升,對于船舶管系的生產(chǎn)能力和質(zhì)量要求也在不斷增加,所以我們要加強(qiáng)技術(shù)水平,加強(qiáng)建造時(shí)的監(jiān)管力度,轉(zhuǎn)換造船模式,按成組技術(shù)原理,采用自動、半自動管子加工生產(chǎn)線實(shí)現(xiàn)高效的生產(chǎn)方式,保證質(zhì)量、增加產(chǎn)量,推動船舶行業(yè)的發(fā)展。
二、管子自動加工生產(chǎn)線
在船舶管系中存在很多中徑管,對于管子自動加工生產(chǎn)線來說,其作用是對中徑管的切割下料及法蘭直管進(jìn)行焊接。在生產(chǎn)過程中應(yīng)對其參數(shù)進(jìn)行控制,下管徑規(guī)格在DN100-250mm范圍內(nèi),而零件的長度控制在0.1-6m之間。管子自動加工生產(chǎn)線主要由定長切割生產(chǎn)線、法蘭裝配生產(chǎn)線及法蘭焊接生產(chǎn)線。在加工過程中,應(yīng)充分結(jié)合產(chǎn)能需要的基礎(chǔ)上,對生產(chǎn)線進(jìn)行有效的組合,再對計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行使用,對于多工序、多工藝復(fù)雜的混合作業(yè)的自動化加工流水線進(jìn)行集成。
1.定長切割生產(chǎn)線
管子加工生產(chǎn)過程中,管子的定長切割十分重要,定長切割對整個生產(chǎn)流程造成一定程度的影響。管子定長切割是后期法蘭直管、彎管及開孔切割加工的基礎(chǔ)。在定長切割生產(chǎn)線上,可以提高各加工過程的自動化程度。
2.法蘭裝配生產(chǎn)線
所以的生產(chǎn)線生產(chǎn)時(shí)都是有先后順序,都需要嚴(yán)格按工序進(jìn)行生產(chǎn)。法蘭裝配生產(chǎn)線的作用是定長切割加工后的直管零件與法蘭的定位焊裝配,生產(chǎn)線時(shí)可分為機(jī)械自動定位加工方式及定位焊人工輔助加工方法進(jìn)行應(yīng)用。法蘭裝配生產(chǎn)線可以對管子定長切割生產(chǎn)線加工流程數(shù)據(jù)進(jìn)行一定程度上的接受,并可以實(shí)現(xiàn)同步運(yùn)行。
3.法蘭焊接生產(chǎn)線
法蘭焊接生產(chǎn)線分為焊接旋轉(zhuǎn)變位機(jī)構(gòu)和機(jī)器人焊接系統(tǒng)兩部分。機(jī)器人焊接系統(tǒng)主要采用頭尾架式雙機(jī)器人結(jié)構(gòu)、兩端法蘭先內(nèi)角后外角同步焊接的全自動生產(chǎn)方式。法蘭焊接生產(chǎn)線中,焊接旋轉(zhuǎn)變位機(jī)構(gòu)十分重要,通過合理的使用,可以完成位移上料、管子定位及旋轉(zhuǎn)變位加工等操作。
三、柔性化自動加工生產(chǎn)線的集成運(yùn)行控制
1.自動套料
現(xiàn)在的很多企業(yè)為了節(jié)約成本,減少廢料的產(chǎn)生,都會在生產(chǎn)時(shí)進(jìn)行套料,這樣可以最大限度的利用原料管。自動套料技術(shù)分為半自動套料和全自動套料兩種,半自動套料是在生產(chǎn)前由專業(yè)技術(shù)人員將管材分割的排版信息工藝輸入系統(tǒng)中,實(shí)際生產(chǎn)時(shí)會根據(jù)系統(tǒng)指示將已排好的材料進(jìn)行切割。全自動套料也稱之為智能自動套料,此技術(shù)不需要提前排版,全自動套料系統(tǒng)可以在不影響流水線的加工效率的同時(shí)根據(jù)管材的長度進(jìn)行套料切割,套料加工系統(tǒng)在待加工管件中選擇周期屬性、管徑、壁厚屬性相同的管材零件,按最短余料進(jìn)行組合,實(shí)時(shí)進(jìn)行定長切割加工。管材零件在完成切割后,轉(zhuǎn)入下個流程要進(jìn)行繼續(xù)加工,全自動套料系統(tǒng)會將加工屬性信息隨著工序流程逐個傳送下去,一直到全部加工工序的完成。
2.負(fù)荷自適應(yīng)決策
管材自動生產(chǎn)線是根據(jù)產(chǎn)量由定長切割生產(chǎn)線配置數(shù)條裝配及焊接生產(chǎn)線共同組成的。生產(chǎn)線中不同規(guī)格的工件在流轉(zhuǎn)加工時(shí),各工序加工的設(shè)備負(fù)荷是各不相同的,為了保證生產(chǎn)的安全性和生產(chǎn)的質(zhì)量,就需要時(shí)時(shí)進(jìn)行監(jiān)測和生產(chǎn)負(fù)荷自適應(yīng)調(diào)節(jié)。定長切割線控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)生產(chǎn)負(fù)荷平衡調(diào)節(jié)決策功能模塊。通過信息網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測加工載荷信息,向最輕負(fù)荷位置傳送物料和加工信息。負(fù)荷平衡自適應(yīng)調(diào)節(jié),可自動調(diào)整設(shè)備,并對設(shè)備進(jìn)行維護(hù),保證生產(chǎn)線正常運(yùn)轉(zhuǎn)。
3.基于信息網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行控制系統(tǒng)
管子自動生產(chǎn)線以現(xiàn)場局域網(wǎng)架構(gòu)信息進(jìn)行傳送,分配相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)地址。信息網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)信息傳遞,實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)組織和管控的控制,各生產(chǎn)組之間的數(shù)據(jù)可以共享。各工序加工過程的生產(chǎn)信息由計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)以工作日志的形式進(jìn)行記錄,便于信息的存檔和使用。各生產(chǎn)線具有獨(dú)立的控制系統(tǒng),但主控制系統(tǒng)可以通過網(wǎng)絡(luò)連接實(shí)現(xiàn)對各分系統(tǒng)同步運(yùn)行的操作。焊接生產(chǎn)線主要由主控計(jì)算機(jī)、可編程邏輯控制器、機(jī)器人控制系統(tǒng)組成的,獨(dú)立控制執(zhí)行各自的加工任務(wù)。信息網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行控制系統(tǒng)是通過信息網(wǎng)絡(luò)接收到前道工序的數(shù)據(jù),再經(jīng)過計(jì)算和處理對下級進(jìn)行控制。在信號級別上完成定位、傳送、切割、裝配和焊接等過程控制和伺服系統(tǒng)執(zhí)行控制。將信息轉(zhuǎn)換為控制代碼,機(jī)器人控制系統(tǒng)根據(jù)代碼自動選擇相應(yīng)的運(yùn)行程序,將其下達(dá)相應(yīng)的生產(chǎn)工序,并會在生產(chǎn)時(shí)對其時(shí)時(shí)進(jìn)行監(jiān)控,避免故障發(fā)生而影響生產(chǎn)效率,協(xié)調(diào)可能出現(xiàn)的問題,保證系統(tǒng)的安全可靠。
四、船舶管系制造應(yīng)注意的問題
1.提高設(shè)計(jì)質(zhì)量
加強(qiáng)設(shè)計(jì)質(zhì)量是保證船舶管系制造的重點(diǎn),船舶管系系統(tǒng)包含的內(nèi)容很多,一旦出現(xiàn)設(shè)計(jì)問題,將直接影響船舶的整體質(zhì)量。所以在設(shè)計(jì)時(shí)要對其規(guī)格、型號、質(zhì)量等進(jìn)行反復(fù)研究、校對,盡可能的減少因設(shè)計(jì)失誤引起的誤差率,提高設(shè)計(jì)質(zhì)量。同時(shí)還要定期對設(shè)計(jì)人員進(jìn)行技術(shù)培訓(xùn)和學(xué)習(xí),提高其技術(shù)水平。
2.實(shí)行信息化管理
隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展,要將信息化管理應(yīng)用到船舶管系生產(chǎn)中,將有利于實(shí)現(xiàn)自動化生產(chǎn)體系。如管子自動套料、負(fù)荷調(diào)整、自動化生產(chǎn)線、自動切割等。利用信息技術(shù),有效實(shí)行信息化管理模式,可以實(shí)現(xiàn)對生產(chǎn)工作中的各環(huán)節(jié)進(jìn)行有效的控制,并對其數(shù)據(jù)信息進(jìn)行收集、整理、分析,可以快速發(fā)現(xiàn)存在的問題,及時(shí)進(jìn)行解決和修正。
3.優(yōu)化成件結(jié)構(gòu)
船舶管系系統(tǒng)的管子數(shù)量很多,結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜,占用很多內(nèi)部空間。復(fù)雜的成件結(jié)構(gòu)會使得內(nèi)部空間混亂,給生產(chǎn)、安裝、維護(hù)帶來一定的困難。所以應(yīng)盡量避免使用復(fù)雜的成件結(jié)構(gòu),采用直管設(shè)計(jì),保障制造質(zhì)量。
總之,隨著我國船舶工業(yè)的快速發(fā)展,造船總量的不斷增加,提高生產(chǎn)效率,縮短造船周期,降低生產(chǎn)成本,是造船企業(yè)需要考慮的問題。本文對管子自動加工生產(chǎn)線在船舶管系中的應(yīng)用實(shí)踐進(jìn)行分析,以期縮短建造周期,降低生產(chǎn)成本,保證我國造船水平快速提高。
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