船体结构焊接坡口建模设计与应用

基于船舶产品设计(Ship Product Design,SPD)造船设计软件,对船舶设计过程中船体结构焊接坡口建模设计进行探讨,论述船体结构焊接坡口建模的相关标准和宏坡口建模的功能创新,重点介绍焊接坡口建模数据在船体结构模型中的应用,为焊接物料量统计管理和数字化造船提供支撑。     

面向机器人应用的船体焊接工艺设计技术体系

介绍船体焊接工艺设计技术体系实现的总体思路,阐述工艺模型特征参数化定义技术、工艺模型特征参数采集技术、工艺匹配技术、作业后处理技术、执行过程自适应调整技术,并在中小组立智能焊接系统中进行应用,有效提升船体焊接质量和效率。该技术体系可为后续同类船体焊接提供工艺设计思路。     

基于智能视觉的船体焊接坏点识别

船体焊接坏点识别对保证舰船制造工艺精度具有重要的价值,也是提高舰船建造质量的关键技术。针对当前船体焊接坏点识别精度低的问题,设计基于智能视觉的船体焊接坏点识别方法。首先对船体焊接坏点识别的视觉图像进行采集,并对图像进行增强处理,提高图像的清晰度,然后提取船体焊接坏点的图像特征,采用人工智能技术对船体焊接坏点进行分类和识别。实验结果表明,本文方法可以提高船体焊接坏点识别精度,应用于实际舰船制造工艺中,能够保障舰船建造质量。     

基于粗糙集知识建模的船舶焊接生产设计方法

知识获取是船舶焊接生产设计智能系统构建中的一个瓶颈问题。本文提出一种基于粗糙集理论的知识建模方法,该方法包括数据采集、顸处理、模型约简、模型推理等四个方面。通过属性约简、值约简和规则约简三个步骤,可从系统运行的经验数据中自动提取出一个精简的知识模型。针对模型推理中存在的规则匹配冲突问题,提出一种基于属性重要性的推理算法。以焊接位置、焊接方法、焊接材料、焊接设备等焊接工艺决策为例,介绍RS建模在船体焊接生产设计中的应用。     

SPD与Patran接口系统的设计与开发

随着SPD系统越来越广泛的应用,市场对其要求也越来越高。为了推进SPD应用于船舶设计的各个阶段,解决不同系统间的信息孤岛问题,开发了SPD与CAE前处理器Patran之间的接口。该接口系统根据SPD与Patran的模型数据结构特点,解析SPD中带属性的舰船结构几何模型,对几何模型进行简化处理并加载属性,生成Patran系统可直接用于有限元分析计算的SESSION模型文件,实现了SPD系统与Patran系统之间的数据共享,使SPD系统能够应用于船体初步设计以及生产制造过程的仿真,如分段的吊装仿真,大大缩短船舶的设计周期。系统开发环境以Microsoft Visual Studio 2008为主,Patran系统采用Patran 2010,介绍了接口系统的构架设计思想、数据流程、功能模块组成和软件编程思想,详细阐述了系统对于数据简化的处理方法和模型重建的方法与效果。     

基于智能视觉的船体焊接坏点识别方法

传统的船体焊接坏点识别方法会受周围因素的影响,无法得出准确的识别结果,为了解决这个问题,提出基于智能视觉的船体焊接坏点识别方法。利用智能视觉技术采集船体焊接图像,并对图像进行二值化处理,得到经过去燥处理的船体焊接图像,在完成上述步骤后,利用智能视觉船体焊接坏点识别模型对船体焊接坏点结构进行故障识别,为确保识别结果的准确性,应用映射计算法对其进行进一步处理。由此,完成基于智能视觉的船体焊接坏点识别方法的设计。在实验中,随机选取800张船体焊接坏点结构图像,分别对这2种方法进行实验分析,实验结果表明,所提方法的准确性更高,更适合推广使用。     

浅谈船体完整性建模

在船舶的生产设计中,船体结构建模不但作为每条船舶正式启动的第一环节,而且船体模型还将作为机电专业和舾装专业的载体,为其提供工作平台。为了更好地完成船体建模的工作,船体建模的完整性问题尤为重要。船体建模的完整性主要包括结构完整性建模、精度完整性建模和装配完整性建模等三大方面。船体完整性建模要求所有船体构件的基本信息、焊接信息、精度信息完整地输入到系统中,完成的模型中必须包含各种生产制造所需要的产品信息以及建造过程中需要的工艺信息等。完整性建模是现代造船的基本条件,设计人员还需要关注现代造船的装配流程及焊接工艺等等,紧跟时代步伐,这样设计的模型不仅完整而且符合最新工艺要求。     

船舶小组立焊接机器人SPD软件的应用

从KCONG软件模型重构所需要的标准接口数据文件出发，阐述SPD软件焊接模块开发、焊脚高度设置和基准面选择的问题。通过非干涉部件筛选、SPD软件焊接图纸的开发和流程优化，解决小组立机器人在实际应用施工时的图纸问题，使该项基于SPD软件的智能制造技术在我国船舶企业顺利实现实船化应用。     

船体小组立特征提取的机器视觉方法与实现

为了实现无先验信息、无人工决策干预的船体小组立智能制造,采用机器视觉技术来实现小组立表面特征提取与定位。根据船体小组立智能生产线自动焊接定位的需求,设计对小组立工件激光扫描点云进行识别与提取的机器视觉方法,从降低复杂度和运算时间的角度对算法进行了优化,并开发了相应软件。通过不同小组立工件特征提取与定位实验,验证了本文算法在无先验信息、无人工干预、工件随机摆放条件下的可靠性,表明本文所介绍的机器视觉方法能够适应船体构件种类多、非标准件比例高、装配位置随机的特点,为船体智能制造实现提供支持。     

TRIBON M3装配计划模块的焊接计算二次开发

针对船舶焊接建造技术精细化管理的要求,围绕现代造船模式生产实际状况,通过焊接信息定义、TRIBON M3装配计划和焊接程序二次开发及应用,实现一整套焊接智能设计技术系统。研究各类船型焊接工艺标准及规范,总结相对应的焊接规格表,建立设计编码标准和坡口标准以及标准焊接数据库;应用TRIBON M3装配计划模块,模拟分析船体分段的装配操作流程,设置合理、先进的零件流向编码体系;通过与TRIBON软件的二次开发接口,开发三维可视化焊接信息管理系统,提取三维几何模型相关信息,按照分段实际焊接制造过程,应用并统计出精确的焊缝长度、焊材消耗和焊接工时,生成焊接派工单等相关统计报表。     

船体肋板T型结构焊接-火工工艺链连续模拟研究

船体制造过程中,焊接与火工矫形都将引起局部残余应力/应变缺陷,有必要探究焊接-火工连续工艺链中缺陷累积的历程。基于非线性热弹塑性有限元理论,开展船体肋板典型T型构件焊接-火工工艺链连续模拟。采用有限元形函数法实现焊接模拟与火工模拟之间的数据映射,建立强度分析模型,分析工艺链残余应力演变历程及其对结构强度的影响。这项研究为船体结构设计制造的预测与监测提供了新的技术手段。     

船体标记焊接机器人应用

针对当前船体标记字焊接现状,以此为基础提出采用机器人焊接的方式完成船体标记字离线焊接,并进行离线编程及焊接工艺试验。试验结果表明:相对于传统手工焊接,机器人焊接快速、稳定、焊缝美观,证明焊接机器人在船舶标记字自动焊接方面的高效性,并且其可以完成水平以及斜面的船体标识焊接。     

基于垂直面横向对接埋弧自动焊技术研究

通过对垂直面横向对接埋弧自动焊技术进行研究,解决了焊接工艺、焊剂的敷设、焊缝跟踪,以及焊接小车行走等技术问题。从装备和工艺技术上形成船体自动横焊新技术,实现船体垂直面横向对接焊缝的自动横焊技术突破。该技术将提高焊接生产质量和效率,缩短造船周期,改善焊接工人的劳动强度和生产环境,并为今后新型、大型船舶的建造提供焊接工艺、装备支持。     

基于分布式自主协同制造的船体分段智能车间体系

针对当前基于制造执行系统的船体分段智能车间设备故障报警不及时、数据流通传输速度慢、运行可靠性差等问题,提出一种基于分布式自主协同制造的船体分段智能车间体系。概述分布式自主协同制造,介绍船体分段智能车间的总体架构与运行机制等,对基于分布式自主协同制造的船体分段智能车间体系进行设计,并提出实现船体分段智能车间分布式自主协同制造涉及的关键技术,为船舶制造企业打造智能制造车间提供一种新的参考方法。     

造船工业中焊接过程的自动化

船舶建造中船体金属结构广泛採用自动电焊。应用自动焊接以前,在创制可焊性好的结构钢、焊接材料、自动焊机,以及研究焊接船体结构和它的装配与焊接的工艺过程方面进行了大量工作。寻求焊接钢料方面长期工作的结果,现在造船工业己经有可焊性良好的板钢和型钢了,钢料的屈     

船体平面分段智能制造流水线工艺装备技术

针对船厂对船体平面分段结构优质、高效制造的技术需求,以船体平面分段中间产品加工为功能对象,进行船体平面分段智能制造流水线装备的研发制造,突破流水线总体设计、智能化焊接、系统集成控制等关键技术,形成一条包含拼板装焊、纵骨装焊、中组立制造等多工位的智能化流水生产线。通过工程应用实现船体平面分段由传统生产模式向以智能装备为标识的智能制造模式转变,可显著提高船体结构加工制造技术水平。     

基于MySQL和BP神经网络的船舶焊接专家库软件研发

为提高船舶焊接试验过程中的工艺实施效率,研发一种基于MySQL和反向传播(Back Propagation, BP)神经网络的船舶焊接专家库软件。该软件由专家数据库、报表生成器、热输入值预测机、人机交互界面、通信接口组成,基于MySQL开发焊接专家数据库,基于BP神经网络设计热输入值预测机,具备自动坡口图生成、自动焊接工艺规范(Welding Procedure Specification, WPS)生成、自动专家经验数据存取等自动化功能,具备智能热输入值预测等智能功能。实船焊接试验结果表明,该软件可满足实船焊接试验需求,快速存取专家经验数据,提高焊接试验过程效率。     

依据MBD的LNG船分段虚拟建造仿真技术

依据基于模型定义（Model Based Definition，MBD）的船舶虚拟建造技术是对船舶设计技术的创新。通过选取液化天然气（Liquefied Natural Gas，LNG）船船体分段建造的重要工艺环节，基于统一的三维模型，根据船舶建造工艺流程，在实船建造前开展基于三维模型的虚拟仿真验证，动态分析船舶中间产品的可制造性以优化工艺设计，打通船舶产品设计（Ship Product Design，SPD）三维模型在三维完整性建模设计、虚拟仿真、生产中的数据链路，形成基于三维模型的产品设计、工艺设计和建造仿真技术方案，可有效降低现场返工率、提升船舶建造效率和质量。     

基于固有应变的船体总段船台合拢焊接变形预测研究

预测船体总段船台合拢的焊接变形,对于船体制造工艺设计和精度造船具有重要的意义。文章在掌握固有应变概念的基础上,利用上海交通大学和日本大阪大学共同开发的基于固有应变的Weld-sta软件,对大型集装箱船的船体总段船台合拢焊接变形进行了预测。预测结果表明船台合拢总收缩变形量为50.339 mm,模拟计算结果与实际建造结果吻合,验证了固有应变为基础的弹性板单元有限元预测法在船体总段合拢焊接中应用的可行性,从而为船体总段合拢时补偿量或收缩量的确定提供数据支持和理论指导。     

船体薄板结构T型焊接失稳形变控制方法研究

针对原有船体T型焊接失稳形变控制方法因焊接方式选择不当造成控制效果较差的问题,设计新型船体薄板结构T型焊接失稳形变控制方法。基于失稳形变原理特征,采用有限元模型完成T型焊接处模型的构架,并设定相应的尺寸参数。根据构建完成后的模型,对焊接处的收缩力进行分析,得出其具体数值与变化规律。根据变化规律,更新船体T型焊接的焊接工艺参数与焊接方法,以此控制失稳形变现象的产生。通过实验研究分析可知,与原有控制方法相比,此方法的形变数值在形变临界值内,波动稳定,原有方法形变数据值波动较大,不易控制。因而,此方法控制效果更佳。