船体外板水火加工成型技术
水火弯板
水火弯板 对于单向曲度的板，可用三辊弯板机加工成形。对于双向或多向曲度的板，其冷弯成形设备主要是液压机，热加工是水火弯板。三辊弯板机是板材辊弯的主要设备，常用的三辊弯板机如图所示，由一个上辊和二个下辊组成。上辊可上下升降调节上下辊之间的距离，钢板在 对于单向曲度的板，可用三辊弯板机加工成形。对于双向或多向曲度的板，其冷弯成形设备主要是液压机，热加工是水火弯板。三辊弯板机是板材辊弯的主要设备，常用的三辊弯板机如图所示，由一个上辊和二个下辊组成。上辊可上下升降调节上下辊之间的距离，钢板在上下辊之间辊轧，同时又受上辊的集中作用，从而对板材进行弯曲成型。液压机根据液体介质的不同分为水压机与油压机两大类。水压机和油压机由泵产生压力把钢板冷弯成形。目前船厂大多数采用油压机进行板材成型加工。水火弯板是一个热弯的加工工艺，又称线状加热法。它是指沿着预定的加热线用氧一乙炔烘炬对板材进行局部线状加热，在加热的同时用水进行跟踪冷却。成型的基本原理是由于热场的局部性与沿板厚方向的温度梯度，使受热金属的膨胀受到周围冷却金属的限制，而产生压缩塑性变形，在冷却时形成了横向变形和角变形，从而达到弯曲成型的目的。90％以上的船体复杂曲度外板都可用此法加工。水火弯板具有生产率较高、成型质量好和设备简单等优点，特别是在单件生产和小批生产时更为适用。 通用工艺：典型特征的：1.帆形板，其纵向曲度与横向曲度一致。先用机械冷弯设备弯出横向曲度，再用水火弯板法弯出纵向曲度，加热线应位于板的横剖面两侧，弯曲时采用水火收边的方法，依靠其横向收缩及角变形，使构件两侧纵边缩短而得到构件的纵向曲度 2.鞍形板，其纵向曲度与横向曲度相反。先用机械冷弯设备弯出横向曲度，再用水火弯板法弯出纵向曲度，加热线应位于板的横剖面中间，弯曲时应加热构件背面的中间部分，使构件中间部分产生纵向缩短而得到其纵向曲度。 主要工艺要求：1.进行线状加热以前，应根据构件的成形要求，在钢板上预先定出加热线的位置，一边加热时正确掌握，各加热线起点不宜在一条直线上，应相互错开。 2.应根据构件的成形要求，选择合理加热参数，过高加热温度对质量与成形效果均无好处，应避免。 3.形状左右对称的构件，对称轴两侧加热线的位置、数量，长度应一致，操作也必须对称进行。 4.对低合金钢板进行水火弯曲时，应按下表严格控制其加热温度与水冷温度否则会降低机械性能，影响船舶结构强度。 板厚（mm）最高加热温度（c）水冷温度（c） 中板厚（12-32）800-900 500以下 薄板（12以下）600-700 500以下 注：水冷温度500以下的，其相应水火距为：中厚板250-350mm，薄板120-200mm 5.新钢种水火弯板，须经试验鉴定后方可进行
基于计算机视觉水火弯板的三维测量系统
基于计算机视觉水火弯板的三维测量系统 赵猛，王直 （江苏科技大学江苏镇江212003） 摘要：将激光测量技术和多目视觉照相测量技术相融合，分别发挥激光测量精度高、定位准，照相测量速度快、密度高的特点，研制曲面板三维形状的自动测量以及划线定位系统，实现曲面板上的关键点的位置精确、快速的测量，该系统可基本实现工业船舶行业对曲面板技术的要求，对造船业的发展具有重要的现实意义。关键词：水火弯板；计算机视觉；激光测量；三维测量中图分类号：TP29 文献标识码：A 文章编号：1674－6236（2013）02-0063-04 Three -dimensional measurement system based on computer vision line heating plate ZHAO Meng ，WANG Zhi （Jiangsu University of Science and Technology ，Zhenjiang 212003，China ） Abstract:This article will laser measurement technology and visual camera measuring technology integration ，are played by laser high measuring precision ，accurate positioning ，photographic measurement speed ，high density characteristics ，development of curved plate shape measurement and scribing positioning system ，realize the curved panel on the key points of the position accuracy ，rapid measurement ，the system can realize the basic industry of shipbuilding industry on the curved panel technology requirements ，the development of shipbuilding industry has the important practical significance.Key words:plate bending ；computer vision ；laser measurement ；three-dimensional measurement 收稿日期：2012-09-19 稿件编号：201209139 作者简介：赵猛（1987—），男，山东济南人，硕士研究生。研究方向：复杂系统分析与建模、导航技术应用等。 大型曲面板的高精度快速测量及定位自动化，不仅是目前船舶建造所急需的，也是未来船舶建造测量装备发展的必然趋势。传统的研究方法对板子加工后位移大小的计算测量精度都不高，关键原因是在板子上标记具有难度。长期以来，对于船体双曲度外板的加工，国内外造船厂都是依靠有经验的工人采用水火弯板的方法手工作业完成。船体外板曲面的成型加工是船舶制造的关键及重要环节之一。各种船舶的外表面大多都是由复杂的、不可展的空间曲面构成，把钢板加工成这样的曲面，目前在国内外大部分船厂主要还是采用燃气火焰在钢板表面局部进行加热，当加热区达到一定温度后再降温，利用金属的热弹塑性收缩变形原理，以获得良好的整体变形，这就是所说的水火弯板工艺[1]。 1 曲面板测量、定位系统的整体设计与原理 1.1 整体架构图 该系统主要是由服务器、工控机、工业照相机、激光扫描 机以及传输信号的数据线组成的如图1所示。 服务器主要是接受处理伺服控制器的控制信号，通过伺服控制器来控制激光扫描机跟工业摄像机，对曲面板立体拍照、测量，通过嵌入式计算机收集反馈来的控制信号通过比较相机跟激光扫描机的来准确的定位划线装置的位移。 1.2相机成像原理 该测量系统采用了4台高分辨率家用单反相机、以及一 个高精度激光测量装置，系统将激光与照相相结合进行测量。目前该系统能比较准确地测量曲面板的三维形状，测量精度可以达到±2mm 。根据物理学中光学的原理摄像机成像 模型如图2所示[2]。 电子设计工程 Electronic Design Engineering 第21卷 Vol.21 第2期No.22013年1月Jan.2013 图1 整体架构图 Fig.1Overall chart 图2 摄像机成像模型 Fig.2Camera imaging model