1、長期以來，對于船體雙曲度外板的加工，國內(nèi)外造船廠都是依靠有經(jīng)驗的工人采用水火彎板的方法手工作業(yè)完成。隨著現(xiàn)代造船技術(shù)的發(fā)展和造船模式的轉(zhuǎn)變，手工經(jīng)驗型的水火彎板工藝模式無論在速度上和質(zhì)量上都已遠遠滿足不了現(xiàn)代造船生產(chǎn)的需要，這已經(jīng)成為制約船舶建造周期和質(zhì)量的一個瓶頸問題。為實現(xiàn)船體外板自動化加工成型，本文對其中的幾個關(guān)鍵技術(shù)進行了研究。 (1)研究了自動化加工水火彎板變形規(guī)律分析了水火彎板加工成型的主要影響參數(shù)，在對水火彎板實驗

2、機加工測量數(shù)據(jù)分析的基礎(chǔ)上，以板厚、加熱線長度、加工速度和收縮量作為4個維度，應(yīng)用向量映射，平面投影、坐標轉(zhuǎn)換方法建立了不同鋼板厚度的局部表面收縮量和加工參數(shù)的數(shù)學(xué)模型。應(yīng)用BP-神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法對數(shù)學(xué)模型進行修正，建立有限元數(shù)值模擬方法補充剔除數(shù)據(jù)并對數(shù)學(xué)模型適用范圍進行擴展。 (2)應(yīng)用分層遺傳算法研究了水火彎板自動化加工工藝參數(shù)優(yōu)化問題以鋼板收縮率曲線擬合優(yōu)度和鋼板加工時間作為兩個目標函數(shù)，建立水火彎板工藝參數(shù)優(yōu)化問題數(shù)學(xué)模型，

3、并應(yīng)用權(quán)重系數(shù)變化法，將問題轉(zhuǎn)化為單目標優(yōu)化問題。以前面所建立的水火彎板變形規(guī)律數(shù)學(xué)模型為依據(jù)，基于分層遺傳算法(HGA)，應(yīng)用三次樣條插值等方法，將目標函數(shù)轉(zhuǎn)化為群體中個體的適應(yīng)度函數(shù)。由加熱線條數(shù)、相鄰加熱線之間距離(加熱線間距)和加熱線收縮量3個參數(shù)構(gòu)造分層遺傳算法編碼，最終得到加工速度、加熱線長度和加熱線位置3個水火彎板自動化加工參數(shù)，在此基礎(chǔ)上，應(yīng)用VisualC++6.0軟件設(shè)計開發(fā)了“水火彎板自動化加工工藝參數(shù)優(yōu)化系統(tǒng)”。

4、 (3)研究了水火彎板自動化加工后的成型檢測方法根據(jù)水火彎板智能機器人測量得到的水火彎板自動化加工后的鋼板表面數(shù)據(jù)，應(yīng)用空間解析幾何坐標轉(zhuǎn)換方法建立鋼板坐標系。采用Ferguson曲面模擬鋼板表面形狀，定義了檢測線的概念，應(yīng)用參數(shù)樣條曲線、空間坐標轉(zhuǎn)換等方法，分別對加工后鋼板的橫向、縱向成型，以及扭曲變形情況進行檢測，為進一步提出二次加工的參數(shù)預(yù)報提供了基礎(chǔ)。 本文所建立的水火彎板變形規(guī)律數(shù)學(xué)模型和水火彎板自動化加工工藝