[00391288]超大型智能化船用卷板机的研发及产业化

“超大型智能化船用卷板机”是船舶行业中弧形船身加工成形不可缺少的专用关键装备，是建造大型船舶、舰艇和航母必须自主研发的高档机床。超大型的船用卷板机几乎依赖于进口，其核心技术为国外所垄断。项目应用了自主核心技术，符合智能化、先进控制的装备发展趋势，促进国内大型船用卷板机制造企业产业升级，提高我国装备制造业的综合竞争力。项目的主要技术内容：（1）基于自动编程计算的挠度补偿自动调整控制技术卷板机上辊在工作中由于自身重力和所卷制板材反作用力的作用会发生挠曲变形，根据机械补偿原理，自主研发了上辊、上托辊及上辊挠度补偿装置结构，建立上下横梁受力变形数学模型，编制计算机适用应用程序，由控制系统控制液压油缸，实现了上下辊挠度补偿自动调整。（2）卷板机及支撑结构优化设计技术通过对超大型卷板机的整体结构的优化设计，提高装备的静动态性能、可靠性及稳定性。分析上辊在实际载荷作用下发生挠曲变形的规律，采用有限元仿真优化方法并结合实验验证，对支撑结构的支撑辊数量以及位置分布进行优化分析，达到上辊支撑结构布局的最优化，实现上辊产生的挠度的最小化。（3）机床下辊中心距水平可调技术为了实现板材的不同卷制能力，将两下辊及其支承辊的纵向中心线位置设计为可相对调节结构。通过采用标准的蜗轮箱驱动丝杆丝母带动下辊装置、支承辊装置水平移动，同一根工作辊及支承辊的水平移动通过电机减速机及螺杆升降机使其同步运动实现。（4）两下辊分驱动传动技术为了消除机械干涉和负扭矩现象，两下辊采用分驱动方式。两下工作辊为主动辊。主传动可以正反转，为板材的卷制提供扭矩，两下辊可实现不同的旋转方向，通过改变下辊的驱动端消除由于沿长度方向上扭转角不同产生错边现象，便于板料的对正。（5）超大型数控卷板机的集成控制超大型数控船用卷板机控制系统采用两层结构,上位机为工业控制计算机，下位机系统为高性能可编程控制器（PLC）和A/D板卡以及其外围电路、传感器等。通过液压系统机理分析和受力分析，建立液压系统控制模型，最终确定系统动态模型的结构和参数。授权专利情况公司已获实用新型专利授权10件，具体情况如下：专利号专利名称ZL200820031417.4，一种超宽卷板机的下工作辊传动装置；ZL200820031418.9，一种下辊可水平移动的超宽卷板机；ZL200820031414.0，可自动调节多组上托辊装置的卷板机；ZL200820031409.X，超宽船用卷板机的支架与底盘的联接机构；ZL200820031416.X，一种采用可编程计算机控制器控制的卷板机；ZL200820031413.6，可卷制圆及小直径圆弧的超宽卷板机；ZL200820031415.5，下辊中心距水平可调节的超宽卷板机；ZL200820031411.7，卷板机上辊支承装置；Zl201120502143.4，下调式卷板机下辊驱动机构；Zl201120502157.6，下调式卷板机上辊装置。技术经济指标：通过整体结构及关键部件优化设计、大跨度上辊和床身挠度在线检测及多点高精度自动补偿、板料弯曲成形工艺过程优化和智能控制、大型部件精密加工工艺、可靠性和精度稳定性设计、远程异地诊断与服务平台等研发，形成具有自主知识产权的大型智能化船用卷板机系列产品，综合性能指标处于国内领先国际先进；申报3件发明专利、6件实用新型专利。应用推广及效益情况：利用原总装车间厂房12000㎡，新建大型部件加工、组装、调试流水线1条，形成年产8台(套)的超大型智能化船用卷板机生产能力。项目实施期间，累计新增销售4000万元，利税799万元。