船體復(fù)雜外板成形智能裝備關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、分類(lèi)號(hào)：L i D C ： 密級(jí)：廣東工業(yè)大學(xué)博士學(xué)位論文( 工學(xué)博士)船體復(fù)雜外板成形智能裝備關(guān)鍵技術(shù)研究徐金雄指導(dǎo)教師姓名、職稱(chēng)： 猩逸儉塾攫專(zhuān)業(yè)或領(lǐng)域名稱(chēng)： 控生』抖堂皇王捏學(xué)生所屬學(xué)院名稱(chēng)： 自動(dòng)化堂陵論文答辯日期： 2 Q ! 墨生三旦㈣3 舢1 舢7 圳2 ㈣29㈣45的㈣到淌啪㈣№懈科學(xué)學(xué)摘要摘 要船舶制造業(yè)作為水上交通、海洋資源開(kāi)發(fā)及國(guó)防建設(shè)的綜合性和戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)，對(duì)我國(guó)實(shí)施海洋強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略起著重大支撐作用。但目前我國(guó)船舶制造

2、業(yè)的自動(dòng)化裝備及技術(shù)仍落后于日韓等造船強(qiáng)國(guó)。為了改變這一現(xiàn)狀，我國(guó)在2 0 1 6 年發(fā)布的《中國(guó)制造2 0 2 5 ) ) 行動(dòng)綱領(lǐng)中把海洋工程裝備和高技術(shù)船舶作為十大重點(diǎn)發(fā)展領(lǐng)域之一，希望通過(guò)高端裝備和技術(shù)實(shí)現(xiàn)船舶制造業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)。船體外板作為保證船體水密、承受外水壓力、抵抗波浪沖擊的重要部分，其加工時(shí)間占船體建造總工時(shí)的2 0 ％～3 0 ％，直接影響整艘船的建造周期和質(zhì)量。但目前國(guó)內(nèi)大部分船廠(chǎng)對(duì)于船體外板的彎曲成形加工基本依靠人

3、工實(shí)現(xiàn)，存在加工效率低、廢品率高、能耗高等問(wèn)題。對(duì)此本課題將對(duì)船體外板成形智能裝備的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行研究，希望通過(guò)相關(guān)技術(shù)改變傳統(tǒng)的人工加工方式。具體的研究?jī)?nèi)容包括以下幾點(diǎn)：1 - 船體外板三維測(cè)量與網(wǎng)格重構(gòu)技術(shù)。為解決船體加工外板的精準(zhǔn)定位問(wèn)題，本課題主要開(kāi)展了以下研究工作：首先研究三維激光掃描技術(shù)，獲取加工外板的點(diǎn)云數(shù)據(jù)。然后研究外板點(diǎn)云數(shù)據(jù)預(yù)處理和點(diǎn)云聚類(lèi)提取技術(shù)，從測(cè)量數(shù)據(jù)中提取出加工外板的三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)。接著研究船體外板自由曲線(xiàn)網(wǎng)格

4、重構(gòu)技術(shù)，將大量雜亂的外板點(diǎn)云數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為少量規(guī)則排列的網(wǎng)格點(diǎn)。最后，研究外板測(cè)量坐標(biāo)系到機(jī)器人運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)系的三維坐標(biāo)系變換技術(shù)，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人對(duì)加工外板的定位。2 ．加工參數(shù)專(zhuān)家規(guī)則推理技術(shù)。為了解決船體外板加工參數(shù)自動(dòng)推理問(wèn)題，本課題主要開(kāi)展了以下研究工作：首先學(xué)習(xí)船體外板成形加工工藝，設(shè)計(jì)船體外板加工工藝規(guī)則庫(kù)的總體架構(gòu)模型。然后研究船體外板分類(lèi)規(guī)則、焰道推理規(guī)則和加熱參數(shù)經(jīng)驗(yàn)規(guī)則，并通過(guò)計(jì)算機(jī)語(yǔ)言對(duì)經(jīng)驗(yàn)規(guī)則進(jìn)行描述。最后研究船體外板加工