CAD/CAM技术在基于UG舰船螺旋桨数控加工中的应用

螺旋桨是船舶动力系统的重要组成部分,通过与水的相互作用力,产生船舶前进的动力。船舶螺旋桨的结构复杂,是一个含有大量自由曲面的零件,因此,螺旋桨的设计与加工存在较大的难度。传统的螺旋桨制造方法包括铸造、锻造等,加工精度和效率很难得到保证。近年来,随着数控加工技术的发展,基于计算机编程的CAD/CAM等技术逐渐在螺旋桨加工领域应用起来。相对于传统的螺旋桨加工方法,基于CAD/CAM技术与UG软件程序相结合,在螺旋桨复杂曲面建模和编程等方面有很大的优势。本文系统介绍了CAD/CAM和CAPP等先进的加工技术,在UG中建立了船舶螺旋桨三维模型,并生成了螺旋桨自由曲面加工的数控程序,大大提高了螺旋桨的加工精度和加工效率,具有重要的实际应用价值。     

船用柴油机结构件的CAD/CAM集成系统开发研究

随着计算机技术与数控加工技术的发展,CAD/CAM/CAPP等计算机辅助技术在加工制造业中的应用越来越广泛。船舶柴油机是船舶的动力核心,其结构件的加工精度、质量等关系到整艘船舶的性能。通常,船舶柴油机结构件形貌较复杂,且加工精度要求高,采用传统的加工方法很难满足现代船舶制造工业的要求。近年来,基于计算机和数控技术的船用柴油机零部件加工逐渐兴起,采用数字化集成系统可以显著提高柴油机结构件的加工精度和加工效率,提高柴油机质量的同时有效地降低了生产成本。本文系统介绍了船用柴油机结构件的CAD/CAM加工技术,开发了一种船用柴油机辅助加工的集成系统,并对结构件的特征加工、编程和仿真等进行研究。     

基于STEP的船舶产品数据交换技术

为实现船舶产品数据交换与共享,建立了一种新的总体功能模型.通过研究船舶STEP标准的应用与发展的趋势,以AP216为例开发与完善了船舶应用协议的应用解释模型(AIM);在总体功能模型中通过各个功能模块与基于STEP的共享数据库建立了在船舶CAD/CAM等系统上基于STEP的数据交换接口;解决了计算机应用系统之间关于船舶产品设计、制造以及全部生命周期所需的信息和数据的交换与共享.     

现代CAD／CAM技术在舰船上的应用

采用现代计算机辅助设计（CAD）和辅助制造（CAM）系统，是缩短舰船设计和建造周期以及提高质量的主要方法之一。采用CAD／CAM技术能够使设计和建造舰船向现代化技术过渡：完整的船舶模型电子产品定义、并行设计、数据的连续采集和全寿期保障系统。叙述PИTM-船舶CAD／CAM系统。     

基于CAD/CAM的舰船螺旋桨精度控制技术研究

为解决船舶螺旋桨内部角动量不平衡、精准解耦能力较弱等问题,提出基于CAD/CAM的船舶螺旋桨精度控制方法。通过控制轴系确定、定点坐标变换2个步骤,完成船舶螺旋桨结构的CAD/CAM建模。在此基础上,通过铣削方式与加工路径分析、残余精度量计算、微小控制误差确定3个步骤,完成新型精度控制方法的搭建,实现基于CAD/CAM的船舶螺旋桨精度控制技术研究。对比实验结果表明,与传统控制方法相比,应用新型精度控制方法后,船舶螺旋桨内部角动量呈现明显的平衡状态,精准解耦能力最大值可达到70%。     

基于数字孪生的船舶管件加工生产线柔性管控系统

针对现有船舶管件加工在生产管理、调试和生产线柔性管控等方面的不足，利用数字孪生技术，进行船舶管件加工生产线虚拟模型构建、虚实生产线同步行为设计、虚实生产线交互接口设计、信息分析和生产线柔性管控等方面研究，设计开发基于数字孪生的船舶管件加工数字化生产线柔性管控系统，实现船舶管件加工生产线自动生产和远程管控等。该系统可为其他离散型制造生产线建设和管控系统设计提供借鉴。     

管形数据转换及管件信息模型表达

针对常用三维CAD软件在处理和表达管形数据方面存在的不足,本文介绍了管形数据两种描述方法,并给出了管形设计数据至加工数据的转换模型。基于导管STL模型的几何信息自动提取算法能够实现常用CAD软件设计的导管模型信息的自动提取,从导管加工CAD/CAM集成的角度建立了基于特征的导管零件信息模型,该模型能够充分表达用户对导管的加工缺陷控制要求,为实现导管加工的CAD/CAM集成提供了统一的产品数据模型。     

船舶辅机CAD/CAM集成系统

介绍了船舶辅机CAD/CAM集成系统，本系统由CAD、CAPP、CAM、技术文件采编等4个分系统组成，是在AutoCAD12.0基础上，利用AutoLISP,ADS(Borland C++)和Foxpro开发形成的。系统通过图形、DXF文件及数据库实现了各个分系统之间的集成。本系统已在企业应用，并有较好的推广价值。     

基于约束理论的船舶管系加工进度计划系统研究

船舶管系生产是船舶建造的一个重要部分,管系生产的进度情况直接影响着全船的建造计划.该研究结合管加工工厂生产管理中的实际问题,通过引入约束管理理论(TOC),开发了适用于船舶管系生产的进度计划系统.该系统集成了管子制品模型、生产资源模型、生产作业模型以及加工数据库,实现了作业计划和生产进度计划编制的自动化.此外,该文评价了系统在应用中所取得的效果,认为系统在管子生产的进度管理、设备利用率和库存等方面均具有较传统方法更优的表现.     

影响船舶零件数控加工精度因素的建模研究

由于在利用原有方法进行影响船舶零件数控加工精度的因素建模研究时,在伺服系统定位精度为71.53%～90.53%的范围内,存在坐标轴跟随误差模拟精度较低的问题,因此提出一种新的影响船舶零件数控加工精度因素的建模研究方法。首先构建船舶零件数控加工机床的平动轴传动模型。接着构建船舶零件数控加工机床的旋转轴传动模型。根据构建的平动轴传动模型与旋转轴传动模型,构建船舶零件数控加工精度影响因素模型,实现影响船舶零件数控加工精度因素的建模研究。通过进行对比实验可知,该方法的坐标轴跟随误差模拟精度高于原有方法,实现了性能提升。     

面向精度的分段车间关键工序识别方法及应用

为了确定船舶分段车间生产过程中对分段精度尺寸影响最大的关键工序,依据过程管理思想,提出基于三重要素综合考量的船舶分段车间关键工序的识别方法。基于图论建立生产车间的工序模型,并从工序节点与分段产品尺寸精度的相关程度、工序节点对其他节点的影响程度、工序节点质量水平3个方面提出关键工序识别模型,并给出船舶分段车间工序节点关键度的概念和计算公式,衡量模型中工序节点的关键度。结合某船舶企业的平面分段生产车间,说明该方法的具体实现过程。结果表明,该方法能够有效识别车间生产过程中的关键工序,为通过分段车间的质量管理实现对工序的重点监控与改进提供可靠的支持。     

基于Cimatron的自由曲面数控加工

为了提高自由曲面数控加工的工件成型质量,文中基于C im atron软件CAD/CAM集成环境下,对反向工程中重构出的自由曲面CAD模型进行数控加工编程的方法和原则进行了讨论,提出通过“WCUT”和“SRFPKT”的数控编程加工方法可以获得较高的成型质量和加工效率。并用实例验证了其有效性。     

采用RBAC模型的邮船生产设计权限管理

针对国内Tribon生产设计系统无法满足邮船生产设计权限管理需求的现状，选取Smart 3D为生产设计系统，采用RBAC模型，通过对Smart 3D的用户、角色组及权限进行分析，分别从生产设计系统功能模块的操作权限控制和生产设计模型及图纸的操作权限控制这两方面构建邮船生产设计权限控制体系，可降低邮船生产设计过程的误操作概率，提高邮船生产设计进度。     

鞍形板水火加工工艺参数预报方法研究

利用氧乙炔焰或其他热源的水火弯板工艺,广泛应用于船体外壳的建造.本文应用鞍形板水火加工工艺参数的数学模型,结合曲板成型所需局部收缩量的理论计算结果,进行了鞍形板水火加工工艺参数预报方法的研究,并在此基础上建立了预报系统.该预报系统能够给出鞍形板加工焰道的合理布置方案和加工工艺参数.通过算例证明该系统具有工程使用价值.     

基于电话网络的船舶修理质量监控系统的研究

以电话网络为手段，建立船舶修理质量监控系统。可实时将分布在不同修理基地的船舶的各种与维修有关的技术指标传送到总部，从而可依据数学模型判定该船舶的完好率，得出该船舶能否出航的判断。该系统可辅助船舶修理计划的制订，实现精确化的远程修理技术支援，为船舶的指挥调度工作提供第一手的资料。     

船舶与岸电并网控制策略研究

岸电与靠港船舶并网控制技术是岸电的核心技术之一,能够实现岸电向船舶的不间断和稳定供电。针对传统岸电控制策略频率稳定性差和不能接受船舶能量管理系统调度的缺点,文章提出了一种基于改进下垂控制的岸电与船舶电网并网策略,使岸电逆变器在具有下垂特性的同时,还具有类似于船舶同步柴油发电机转子的惯性。岸电通过并网预同步控制与船舶电网并网,不会产生大的电流冲击。通过改进下垂控制能够有效提升并网后电压和频率的稳定性,提高船舶电网的电能质量,且能够接受船舶能量管理系统的调度。通过仿真试验,并与传统下垂控制策略进行对比,结果验证了改进下垂控制策略的有效性。     

基于NURBS的船体曲面重构

面向船舶CAD、静力学计算、CAM和CFD等应用,文章以建立一个具有工程应用价值的船体曲面重构系统为宗旨,采用一种改进的蒙皮法,求解船体曲面造型的NURBS曲线、曲面的反算问题.其中,利用广义站改进了船体曲面的首尾控制网格;利用节点删除优化了相容性处理后的节点数目,为船体曲面的计算机重构提供了一种良好的方案.这对船体曲面面元的自动划分,CAM船体表面板格划分和CFD结构化计算网格的生成有着重要意义.     

船型标准化率对三峡船闸实际通过能力的影响

推进船型标准化是提高三峡船闸实际通过能力的有效途径之一。为定量研究船型标准化程度对船闸实际通过能力的提升效果,在研究三峡库区船舶过闸流程的基础上采用系统仿真方法构建三峡库区船舶过闸仿真模型,模拟不同船型标准化率下三峡船闸的实际通过能力。仿真试验结果表明:仿真模型可以真实地反映三峡库区船舶过闸情况;船型标准化率达到90%以上时,标准船型对提升船闸运行效率的优势凸显。相比于对船闸实际通过能力的提升,船型标准化率的提高对船舶过闸服务质量的改善更为显著。     

船舶横向运动多变量随机控制研究

本文基于多变量随机最优控制理论研究船舶横向运动多变量随机控制规律.文中提出两种控制规律,一种是次优控制规律,该方法简单实用但控制性能较差,另一种是最优控制规律,该方法是利用成形滤波器将有色干扰白化,并将系统模型扩充而实现的,这需要对扰动进行估计建模,因而算法上较复杂,但控制性能较前者高.文中针对典型的船舶模型及航行工况进行了大量的仿真,给出仿真结果,并对两种方法进行了比较.在减少横摇角、横摇角速度、艏摇角、艏摇角速度及横荡速度方面,次优控制可取得20%-50%的效果,但横荡位移增加了14%.最优控制可取得60%-78%的效果,但横荡位移增加了6%.在实际应用时,可按船舶实际情况选用其中一种控制规律.