船體加工車間設(shè)備及生產(chǎn)線-分段智能車間

船體加工車間設(shè)備及生產(chǎn)線——分段智能車間Ship

Intelligent

Manufacturing【學(xué)習(xí)目標(biāo)】了解分段裝配線。通過實(shí)訓(xùn)軟件進(jìn)行分段裝配生產(chǎn)線訓(xùn)練?！局攸c(diǎn)】對(duì)分段裝配線進(jìn)行認(rèn)知學(xué)習(xí)?！窘ㄗh學(xué)時(shí)】2課時(shí)。8.4分段智能車間船體加工車間設(shè)備及生產(chǎn)線8.4分段智能車間「本節(jié)導(dǎo)讀」Introduction分段裝配是將船體零件和部件組合成船體分段的

過程，此過程又稱中合攏或大組立，例如：底部

分段、舷側(cè)分段、艙壁分段、上層建筑分段等等。本節(jié)包括分段智能車間概述和平面分段流水線實(shí)訓(xùn)軟件教學(xué)兩個(gè)部分。船舶制造企業(yè)是典型的多品種小批量離散型制造企業(yè)，制造業(yè)需要建設(shè)管理精細(xì)化、作業(yè)移動(dòng)化、生產(chǎn)協(xié)作化的智能工廠解決方案，不斷提高在質(zhì)量保障、快速制造、快速檢測(cè)響應(yīng)以及快速重組等方面的要求。分段智能車間作為船舶智能制造模式的重要環(huán)節(jié)之一，其主要設(shè)計(jì)原理依賴成組技術(shù)，它能從根本上解決生產(chǎn)由于品種多，產(chǎn)量小帶來(lái)的矛盾。成組技術(shù)GT（Group

Technology）是一門生產(chǎn)技術(shù)科學(xué)，是應(yīng)用相似性原理對(duì)企業(yè)的所有工作進(jìn)行符合邏輯的安排，使多品種、中小批量生產(chǎn)獲取生產(chǎn)效益的綜合性技術(shù)，也是代替?zhèn)鹘y(tǒng)生產(chǎn)理論，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)現(xiàn)代化的核心技術(shù)。

成組技術(shù)首先應(yīng)用與機(jī)械加工方面，乃是將多種零件按其工藝的相似性分類成組以形成零件族，把同一零件族中零件分散的小生產(chǎn)量匯集成較大的成組生產(chǎn)量，從而使小批量生產(chǎn)能獲得接近于大批量生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效果。8.4.1分段智能車間概述成組技術(shù)將品種眾多的零件按其相似性分類形成零件族，把同一零件族中諸零件分散的小生產(chǎn)量匯集成較大的成組生產(chǎn)量。這樣，成組技術(shù)就巧妙地把品種多轉(zhuǎn)化為“少”，把生產(chǎn)量小轉(zhuǎn)化為“大”，由于主要矛盾有條件地轉(zhuǎn)化，這就為提高多品種、小批量生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益提供了一種有效的方法。零件統(tǒng)計(jì)學(xué)不僅為成組技術(shù)的創(chuàng)立提供了可以信賴的科學(xué)依據(jù)，也是實(shí)施成組技術(shù)過程中充分認(rèn)識(shí)和利用有關(guān)事物相似性的有用的科學(xué)方法。成組技術(shù)基本原理要求充分認(rèn)識(shí)和利用客觀存在著的有關(guān)事物的相似性，所以按一定的相似標(biāo)準(zhǔn)將有關(guān)事物歸類成組是實(shí)施成組技術(shù)的基礎(chǔ)。8.4.1分段智能車間概述推行成組技術(shù)以后，可以明顯改變傳統(tǒng)生產(chǎn)方式的加工缺點(diǎn)，其效果表現(xiàn)如下：大大提高加工效率。通過對(duì)零部件的分組，按不同的加工模式組織生產(chǎn)加工資源，減少零部件在加工運(yùn)輸環(huán)節(jié)的時(shí)間。通過分組模式，將類似零件成組加工，能減少設(shè)備調(diào)節(jié)時(shí)間。成組后，管理效率也有所提高。成組技術(shù)的應(yīng)用，通過大批量的生產(chǎn)有利于企業(yè)針對(duì)生產(chǎn)單元改進(jìn)現(xiàn)有加工工藝，引進(jìn)先進(jìn)制造設(shè)隨著成組技術(shù)的發(fā)展和船舶應(yīng)用要求的不斷變化，船舶生產(chǎn)的模塊也進(jìn)行了重組更新，根據(jù)造成組技術(shù)，形成以平面分段和曲面分段為主的加工生產(chǎn)車間，其中平面分段在船體中所占比例更大。8.4.1分段智能車間概述因此提高平面分段的加工生產(chǎn)效率已經(jīng)成為每個(gè)船舶制造企業(yè)必須解決的主要問題。船廠通過引入焊接技術(shù)、自動(dòng)化設(shè)備、自動(dòng)化生產(chǎn)線和生產(chǎn)管理系統(tǒng)等逐步形成了分段智能車間，其生產(chǎn)流程如圖所示。8.4.1分段智能車間概述大型船舶平面分段智能車間總體流程圖分段裝配是將船體零件和部件組合成船體分段的過程，此過程又稱中合攏或大組立，例如：底部分段、舷側(cè)分段、艙壁分段、上層建筑分段等。將預(yù)裝好的部件和送入分段裝配的船體零件，在平臺(tái)上或者胎架上組成分段，這個(gè)過程是船體建造的重要工藝階段，這個(gè)過程完成質(zhì)量的好壞直接體現(xiàn)了一個(gè)船廠船體的建造能力，可以說分段制造是現(xiàn)代造船模式的基礎(chǔ)。8.4.1分段智能車間概述按照船體結(jié)構(gòu)的部位，船體分段可以分為主船體分段和上層建筑分段，其中主船體分段包括曲面分段（如艏部分段、舭部分段等）、平面分段（如雙層底分段、舷側(cè)分段、甲板分段等）、立體和半立體分段。分段類型、裝配時(shí)的狀態(tài)、基準(zhǔn)面以及場(chǎng)地等的限制和要求，決定了分段的建造方式要視情況而定，一般分段建造方式分為正造法、反造法和側(cè)造法。正造法是指分段處于正態(tài)位置，即建造時(shí)的位置與其在實(shí)船上的位置保持一致。反造法是指處于反轉(zhuǎn)的狀態(tài)，即建造時(shí)的位置與其在實(shí)船上的位置相反。側(cè)造法是分段在建造時(shí)的位置與其在實(shí)船上的位置通常成一定角度或者垂直狀態(tài)。8.4.1分段智能車間概述分段的裝配程序大致為“鋪板—?jiǎng)澗€—構(gòu)件安裝”。在船廠常用的分段裝配方法有：分離裝配法、放射裝配法、插入裝配法以及框架法。對(duì)于一個(gè)船舶分段的裝配往往使用幾種不同的裝配方法進(jìn)行生產(chǎn)，方法不同所需的場(chǎng)地、設(shè)備不一樣，產(chǎn)品的質(zhì)量、成本、生產(chǎn)效率也不同。8.4.1分段智能車間概述整個(gè)子模塊在生產(chǎn)線仿真過程中，附有智能制造平面分段流水線知識(shí)點(diǎn)講解，幫助學(xué)生了解智能制造生產(chǎn)線工作原理和工藝流程。智能制造平面分段流水線仿真場(chǎng)景可以自由縮放旋轉(zhuǎn)，支持軌跡球和步行兩種查看模式。場(chǎng)景內(nèi)預(yù)制有產(chǎn)線相關(guān)知識(shí)點(diǎn)，學(xué)生可通過操作進(jìn)行觸發(fā)。在交互過程中，可以彈出帶有知識(shí)點(diǎn)的圖文講解說明，幫助學(xué)生更好的學(xué)習(xí)智能制造平面分段流水線。通過平面分段流水線完成某一典型分段的交互裝配，裝配過程中介紹各個(gè)工位的工藝要求和注意事項(xiàng)。系統(tǒng)具有機(jī)器人參數(shù)設(shè)備面板，學(xué)生可在面板上對(duì)焊接機(jī)器人進(jìn)行電流、電壓、焊接速度等參數(shù)進(jìn)行設(shè)定。8.4.2平面分段流水線實(shí)訓(xùn)模塊學(xué)習(xí)活動(dòng)2：小組立生產(chǎn)線工藝流程認(rèn)知（1）鋼板上料：通過電磁吊將鋼板逐塊吸到拼版工位上。輪、、板板（2）拼版工位：包括輸送板鏈、頂升梁、電磁吸鐵、滾輥道、摩擦輪及液壓泵站等。用于拼接鋼板和輸送鋼板，然后由板鏈電機(jī)驅(qū)動(dòng)鏈條，通過鏈條上安裝的推板裝置將鋼

輸送到下一工位。8.4.2平面分段流水線實(shí)訓(xùn)模塊鋼板上料拼版工位（3）FCB單面焊工位：通過進(jìn)行板列定位、反面焊劑鋪設(shè)，然后正面埋弧焊，兩臺(tái)焊接門架同時(shí)進(jìn)行焊接每臺(tái)門架配有3電極焊機(jī)。焊接時(shí)，上面焊劑自動(dòng)進(jìn)行釋放和回收，確保焊接埋弧。8.4.2平面分段流水線實(shí)訓(xùn)模塊FCB單面焊工位8.4.2平面分段流水線實(shí)訓(xùn)模塊（4）劃線修補(bǔ)工位：自動(dòng)劃線機(jī)進(jìn)行縱骨定位劃線，并進(jìn)行焊接修補(bǔ)，并將引熄弧板切除。劃線修補(bǔ)工位（8）縱骨安裝工位：進(jìn)行縱骨裝配定位焊。通過行吊將縱骨托盤運(yùn)至托盤門架，橫梁下降到托盤上，通側(cè)吸電磁吊拾取縱骨，并移動(dòng)到劃線處，定位夾緊縱骨，并進(jìn)行點(diǎn)焊。8.4.2平面分段流水線實(shí)訓(xùn)模塊縱骨安裝視角（6）縱骨焊接工位：縱骨焊接工位采用雙面雙絲CO2氣體保護(hù)焊高速焊接，設(shè)備配置有6各焊接機(jī)頭，可同時(shí)對(duì)6根已裝配好的縱骨進(jìn)行焊接。焊材使用200kg/桶的氣體保護(hù)焊桶裝焊絲，配有焊接煙塵處理裝置8.4.2平面分段流水線實(shí)訓(xùn)模塊縱骨焊機(jī)工位（8）肋板焊接：肋板焊接工位應(yīng)用門架式焊接機(jī)器人實(shí)現(xiàn)肋板自動(dòng)焊接，應(yīng)用機(jī)械臂的點(diǎn)激光傳感器對(duì)接兩側(cè)端部掃描，然后進(jìn)行肋板和底板的焊接、肋板和肋板的焊接等8.4.2平面分段流水線實(shí)訓(xùn)模塊肋板焊接（9）預(yù)舾裝：預(yù)舾裝工位用于平面分段的檢查、修補(bǔ)、舾裝件預(yù)裝、定位以及焊接。通過對(duì)管舾件、鐵件進(jìn)行預(yù)舾裝操作，將舾裝工作前移，可縮短船舶建造周期?？刂崎T吊，吊取管子到指定位置。8.4.2平面