新型悬臂式双曲度船体外板自动化水火弯成形设备的制作方法
【专利摘要】新型悬臂式双曲度船体外板自动化水火弯成形设备，属于水火弯板成型【技术领域】；架体底部设有工具箱，悬臂安装在架体上，所述悬臂受控能够在悬臂上上下移动，工业机器人铰接在悬臂一端，工业机器人末端安装有机用烤枪，激光测距传感器和工业摄像头通过外接设备安装法兰安装在机用烤枪上部；其有益效果是：通过总结传统工艺的技术经验、原理，积累主要工艺影响参数和变形规律，实现双曲度船体外板自动化加工。
【专利说明】新型悬臂式双曲度船体外板自动化水火弯成形设备
[0001]【技术领域】新型悬臂式双曲度船体外板自动化水火弯成形设备，属于水火弯板成型【技术领域】。
[0002]【背景技术】现今中国船厂对于造船过程中所需的帆型或鞍型等曲面钢板的加工仍采用传统的水火弯板技术，该种技术主要依靠工人手动操作，并凭经验加工，生产效率低、钢板成型精度无法完全保证、工人劳动强度大、劳动环境差等因素阻碍生产进度。
[0003]
【发明内容】
鉴于已有技术存在的缺陷，本发明的目的是提供一种新型悬臂式双曲度船体外板自动化水火弯成形设备，能够通过水火弯板专家知识库确定工艺参数，激光测距传感器调整加工姿态，视觉跟踪加工路线，按已确定加工姿态和加工路线进行自动化加工，检测加工成形，确定二次加工参数。
[0004]为实现上述目的，本发明所采用的技术解决方案是:新型悬臂式双曲度船体外板自动化水火弯成形设备，架体底部设有工具箱，悬臂安装在架体上，所述悬臂受控能够在架体上上下移动，工业机器人铰接在悬臂一端，工业机器人末端安装有机用烤枪，激光测距传感器和工业摄像头通过外接设备安装法兰安装在机用烤枪上部。
[0005]新型悬臂式双曲度船体外板自动化水火弯成形设备，其有益效果是:通过总结传统工艺的技术经验、原理，积累主要工艺影响参数和变形规律，实现双曲度船体外板自动化加工；本发明充分考虑实验环境与船厂车间的差别。悬臂式结构并且设备可以安装在工具箱上减少占用场地。增加导轨防护罩防尘和线缆拖链防压；直线导轨与滚珠丝杠采用集中润滑方式，免除手动润滑的麻烦，更好的养护设备，此发明实际生产中的实用性好，有利于船厂工业环境的推广，提高生产效率和产品加工精度。
【专利附图】
【附图说明】
[0006]图1是新型悬臂式双曲度船体外板自动化水火弯成形设备的结构图；
图2是新型悬臂式双曲度船体外板自动化水火弯成形设备的局部放大图。
[0007]图1、图2附图标记如下:1、架体，2、悬臂,3、工业机器人,4、机用烤枪,5、工具箱，
6、激光测距传感器，7、工业摄像机，8、外接设备安装法兰。
【具体实施方式】
[0008]下面根据附图出示的新型悬臂式双曲度船体外板自动化水火弯成形设备的结构图做具体如下说明:架体I底部设有工具箱5，悬臂2安装在架体I上，所述悬臂2受控能够在架体I上上下移动，工业机器人3铰接在悬臂I 一端，工业机器人3末端安装有机用烤枪4，激光测距传感器6和工业摄像头7通过外接设备安装法兰8安装在机用烤枪4上部。
[0009]本设备的具体使用方法如下:
第一步，建立于与船厂现有设计软件的数据接口，自动提取船厂设计软件中双曲度船体外板的立体模型数据作为专家系统的输入数据，水火弯板自动化加工专家知识库软件对输入数据进行整理、分析，对钢板的加工工艺参数进行预报。
[0010]第二步，进行双曲度船体外板精确平面展开，按平面展开尺寸加上的尺寸完成钢板切割、下料，根据预报的加工工艺参数在平面钢板划出加热路线，冷弯加工出钢板的单向曲閲/又。
[0011]第三步，依照预报的加工参数通过设备架体的纵向运动和悬臂的竖直运动及机器人手臂的空间运动，控制机用烤枪按照钢板已划的加工路线粗略运动(加工线路在平板时划线十分精确，由于钢板加工了单向曲度和钢板摆放等问题，钢板的加热线路只能粗略确定)，当运动到加工路线的起始点，先通过三个激光测距传感器测量的数据，通过程序控制系统计算出需要调整的角度(由于钢板已加工的单向曲度，法兰与钢板存在夹角)，机器人手臂自动完成外接设备安装法兰的转动，使工业相机和机用烤枪与待加工钢板板面垂直(调整垂直的目的为烤枪垂直板面时的加热效果最佳，工业相机的坐标确定最精确)，程序控制系统记录机器人姿态，工业相机拍照记录此点坐标。机器人继续运动到加工路线终点，再次进行调姿态和拍照，记录姿态及坐标。自动化水火弯成形设备按已确定加工姿态和加工路线坐标进行自动化加工。
[0012]第四步，按照钢板划线及加工工艺参数中加工顺序，重复第三步的操作进行下一条加工线路的加工，直至全部加工路线加工完毕。此过程中随着加工的持续进行中钢板已产生双向曲度的变形，原加工路线偏离实际坐标，通过每次调姿态和拍照，记录姿态及坐标，进行坐标修正提高加工时的运动精度。
[0013]最后检测钢板的加工成形精度，专家系统预报二次加工参数，最终得到加工精度符合加工标准要求的双曲度船体外板。
【权利要求】
1.新型悬臂式双曲度船体外板自动化水火弯成形设备，其特征是:架体底部设有工具箱，悬臂安装在架体上，所述悬臂受控能够在悬臂上上下移动，工业机器人铰接在悬臂一端，工业机器人末端安装有机用烤枪，激光测距传感器和工业摄像头通过外接设备安装法兰安装在机用烤枪上部。
2.如权利要求1所述的新型悬臂式双曲度船体外板自动化水火弯成形设备的使用方法，其特征是: 第一步，建立于与船厂现有设计软件的数据接口，自动提取船厂设计软件中双曲度船体外板的立体模型数据作为专家系统的输入数据，水火弯板自动化加工专家知识库软件对输入数据进行整理、分析，对钢板的加工工艺参数进行预报； 第二步，进行双曲度船体外板精确平面展开，按平面展开尺寸加上的尺寸完成钢板切害I]、下料，根据预报的加工工艺参数在平面钢板划出加热路线，冷弯加工出钢板的单向曲度； 第三步，依照预报的加工参数通过设备架体的纵向运动和悬臂的竖直运动及机器人手臂的空间运动，控制机用烤枪按照钢板已划的加工路线粗略运动(加工线路在平板时划线十分精确，由于钢板加工了单向曲度和钢板摆放等问题，钢板的加热线路只能粗略确定)，当运动到加工路线的起始点，先通过三个激光测距传感器测量的数据，通过程序控制系统计算出需要调整的角度，所述角度是由于钢板已加工的单向曲度，法兰与钢板存在的夹角，机器人手臂自动完成外接设备安装法兰的转动，使工业相机和机用烤枪与待加工钢板板面垂直，程序控制系统记录机器人姿态，工业相机拍照记录此点坐标，机器人继续运动到加工路线终点，再次进行调姿态和拍照，记录姿态及坐标，自动化水火弯成形设备按已确定加工姿态和加工路线坐标进行自动化加工； 第四步，按照钢板划线及加工工艺参数中加工顺序，重复第三步的操作进行下一条加工线路的加工，直至全部加工路线加工完毕，此过程中随着加工的持续进行中钢板已产生双向曲度的变形，原加工路线偏离实际坐标，通过每次调姿态和拍照，记录姿态及坐标，进行坐标修正提高加工时的运动精度； 最后检测钢板的加工成形精度，专家系统预报二次加工参数，最终得到加工精度符合加工标准要求的双曲度船体外板。
【文档编号】B21D11/20GK104226758SQ201410456160
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2014年9月10日 优先权日:2014年9月10日
【发明者】李洪鹏, 毕强, 田大微, 林晓 申请人:大连船舶重工集团装备制造有限公司