【正文】 參考文獻(xiàn)[1] 柳存根, 高鵬. 數(shù)字化造船與現(xiàn)代造船模式[J]. 微機(jī)型與應(yīng)用, 2007, 26(9): 6469.[2] Hongtae Klm, JongKap Lee, JlnHyoung Park, et al. Applying Digital Manufacturing Technology to Ship Production and the Maritime Environment[J]. Integrated Manufacturing Systems, 2002, 13(5): 295305[3]何開平，李佳林，[P]，中國專利：，20131031.[4][P]，中國專利：，20111026.[5]袁 萍，徐紅昌，[J].船舶工程，2014，3(36)：9598.[6][P]，中國專利：，20110307.[7][P]，中國專利：，20140221.[8] 佘建國，顧永鳳. 基于中心制造船的柔性胎架分析與設(shè)計(jì)[J]. 艦船科學(xué)技術(shù)，2008，1(30)120123.[9]陳強(qiáng)，［J］.中國造船，(3):517.[10]佘建國，顧永鳳， Pro/Mechanic 的柔性胎架結(jié)構(gòu)分析與優(yōu)化設(shè)計(jì)研究[J]. 造船技術(shù)，2008( 2) :33 36．[11][M].北京: 人民交通出版社，2000．[12]江偉歡，程良倫. 水火彎板運(yùn)動控制系統(tǒng)的研究[J]. 機(jī)床與液壓，2009，37( 10) : 181 184．[13]Morinobu Ishiyama，Yoshihiko Tango． Advanced Line Heating Process for Hull Steel Assembly[J]. Journal of Ship Production，2000，16( 2) : 121 132．[14]上海船舶工藝研究所. 一種用于鋼板曲面成形設(shè)備的支撐裝置: 中國，CN200720070997. 3[P]. 2008 528．[15]上海船舶工藝研究所. 一種鋼板曲面成形的支撐方法:中國，CN200710041900. 0[P]. 200812 17．[16]徐紅昌. 數(shù)控胎架設(shè)計(jì)研究[D]. 武漢: 武漢理工大學(xué)，2012．[17]江偉歡，程良倫. 水火彎板運(yùn)動控制系統(tǒng)的研究[J]. 機(jī)床與液壓，2009，37( 10) : 181184．[18]陳典，程良倫. 支柱式數(shù)字胎架控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用[J]. 組合機(jī)床與自動化加工技術(shù). 2013(11):8084．[19]榮盤祥，何志軍步進(jìn)電機(jī)數(shù)字控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]電機(jī)與控制學(xué)報(bào)，2009，13(2):272275[20]李國厚,步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動與控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J]煤礦機(jī)械，2008，29(2):114116[21]敬嵐,朱海君,張碩成,喬衛(wèi)民,梁義海,步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及其應(yīng)用[J].核技術(shù)，2005，28（6）：479482.53。（1）研究的重點(diǎn)在胎架的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上，對胎架的控制系統(tǒng)僅僅提出了初步設(shè)計(jì)，并沒有提出具體的執(zhí)行方案；（2）受到條件和時(shí)間的限制，本文未對制作出胎架實(shí)物，對其進(jìn)行實(shí)物模型驗(yàn)證。總的來看，這種控制系統(tǒng)不僅能滿足胎架控制需求，而且安全性好，工作效率高。將控制系統(tǒng)分為硬件系統(tǒng)和控制程序兩個(gè)部分，分別設(shè)計(jì)。本文在最后對胎架的控制系統(tǒng)進(jìn)行了初步設(shè)計(jì)。如若不滿足要求，提出解決方案并采取相應(yīng)加強(qiáng)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的措施。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)完成之后，為保證胎架在實(shí)際應(yīng)用中的可靠性，對胎架進(jìn)行了結(jié)構(gòu)強(qiáng)度以及穩(wěn)定性校核。止推螺母上可以按照套筒，以方便調(diào)節(jié)胎架的高度。根據(jù)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式以及具體的幾何尺寸，本文將支撐機(jī)構(gòu)分為三個(gè)部分分別行設(shè)計(jì)：下立柱、箱體、上立柱。然后，對蝸輪蝸桿進(jìn)行設(shè)計(jì)，選擇蝸桿的類型，計(jì)算蝸桿與蝸輪的具體參數(shù)。執(zhí)行機(jī)構(gòu)主要包括：絲杠、蝸輪、蝸桿。本文根據(jù)胎架的功能需求，在確定了總體設(shè)計(jì)方案后，對胎架結(jié)構(gòu)進(jìn)行了詳細(xì)的設(shè)計(jì)。此類傳動方式具有結(jié)構(gòu)簡易、操作方便、成本少、污染低等優(yōu)點(diǎn)。在綜合考慮各項(xiàng)要求之后，本文選擇蝸輪、蝸桿、絲杠作為胎架主體的主要元件。第5章總結(jié)與展望本文總結(jié)了目前船舶企業(yè)現(xiàn)用通用胎架的現(xiàn)狀，分析了現(xiàn)有胎架的特性，得出結(jié)論：目前，通用胎架存在操作性較差、使用成本高昂、未實(shí)現(xiàn)數(shù)字化控制等問題。選擇電氣控制系統(tǒng)作為胎架的控制系統(tǒng)，其執(zhí)行元件選擇步進(jìn)電動機(jī)，設(shè)計(jì)了步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)的硬件組成部分。具體選擇方案一或是方案二，需要根據(jù)造船企業(yè)的實(shí)際生產(chǎn)能力、生產(chǎn)條件以及生產(chǎn)環(huán)境等決定?？紤]到胎架的整體制造成本以及生產(chǎn)成本，在設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)具體方案時(shí)，設(shè)計(jì)了兩種解決方案，其特點(diǎn)見表45。按照這一目標(biāo)簡要的設(shè)計(jì)控制程序思路，具體設(shè)計(jì)見圖43。根據(jù)步進(jìn)電機(jī)工作原理，設(shè)計(jì)步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)見圖42。（2）步進(jìn)電機(jī)硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)為了使步進(jìn)電機(jī)正常工作，一般將步進(jìn)電機(jī)硬件系統(tǒng)分為四個(gè)模塊，見圖41。通過控制脈沖的頻率、數(shù)目以及電機(jī)繞組的通電順序控制電機(jī)的轉(zhuǎn)角、轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)向。表44各類控制電機(jī)的特點(diǎn)及應(yīng)用類型特點(diǎn)應(yīng)用直流伺服電動機(jī)1. 響應(yīng)速度快2. 體積小、重量輕3. 控制精度高4. 電刷與換向器需要維護(hù)1. 數(shù)控機(jī)械2. 機(jī)器人3. 計(jì)算外圍設(shè)備4. 計(jì)測機(jī)械交流伺服電動機(jī)1. 直流伺服電機(jī)的所有優(yōu)點(diǎn)2. 電流的激勵分量和轉(zhuǎn)矩分量可分別控制1. 數(shù)控機(jī)械2. 機(jī)器人步進(jìn)電動機(jī)1. 轉(zhuǎn)角與控制脈沖數(shù)一一對應(yīng)，可實(shí)現(xiàn)數(shù)字控制2. 有定位轉(zhuǎn)矩3. 可構(gòu)成廉價(jià)的開環(huán)控制系統(tǒng)1. 數(shù)控機(jī)械2. 計(jì)算機(jī)外圍設(shè)備3. 辦公機(jī)械由于胎架數(shù)目眾多，考慮到制造成本及生產(chǎn)成本，因此，電氣系統(tǒng)的執(zhí)行元件選擇使用成本較低的步進(jìn)電機(jī)。由于胎架控制過程一步到位，危險(xiǎn)程度較低，同時(shí)，不用執(zhí)行反饋環(huán)節(jié)，選擇開環(huán)電氣控制系統(tǒng)。（1） 按能源性質(zhì)分類，見表41表41控制系統(tǒng)按能源性質(zhì)分類類型定義特點(diǎn)機(jī)械控制1. 控制系統(tǒng)執(zhí)行環(huán)節(jié)的主控元件為機(jī)械部件2. 以機(jī)械能驅(qū)動這些主控機(jī)械部件1. 工作可靠、2. 形式簡單3. 占用空間較大，且調(diào)整繁瑣液壓控制1. 控制系統(tǒng)執(zhí)行環(huán)節(jié)的主控元件為液壓元件2. 驅(qū)動能源為液壓油1． 傳遞載荷大2． 控制精度高3． 占用空間小4． 構(gòu)造復(fù)雜，成本較高電氣控制1. 控制系統(tǒng)執(zhí)行環(huán)節(jié)的主控元件是電氣裝置或元件1. 控制精度高2. 可獲得較大的驅(qū)動力和工作轉(zhuǎn)速氣動控制1. 控制系統(tǒng)執(zhí)行環(huán)節(jié)的主控元件是氣壓元件1. 定位精度低2. 動作迅速 復(fù)合控制1. 使用了兩種或以上的控制方式1．有兩個(gè)或兩個(gè)以上的被控對象（2） 按控制信號的變化規(guī)律分類（見表42）表42按控制信號分類類型定義特點(diǎn)程序控制給定信號按一定規(guī)律變化受外界條件影響，系統(tǒng)的輸出按預(yù)定規(guī)律變化恒值控制控制系統(tǒng)的給定信號不發(fā)生變化，是恒定值在外界干擾作用下，系統(tǒng)輸出仍基本保持為常量伺服控制控制系統(tǒng)的給定信號根據(jù)實(shí)時(shí)需求，可按任意函數(shù)變化（3） 按有無檢測環(huán)節(jié)分類（見表43）表43按有、無檢測環(huán)節(jié)分類類型定義特點(diǎn)開環(huán)控制1. 依據(jù)時(shí)間、條件、邏輯等順序決定被控制對象的運(yùn)行步驟2. 無檢測裝置1. 無法測出和補(bǔ)償被控對象的工作誤差2. 控制精度不高閉環(huán)控制1. 檢測裝置安放在被控對象的輸出位置2. 有檢測環(huán)節(jié)1. 控制精度高2. 采用了反饋和誤差補(bǔ)償技術(shù)半閉環(huán)控制1. 從整個(gè)系統(tǒng)某一傳動環(huán)節(jié)處檢測1. 精度在開環(huán)控制和閉環(huán)控制之間根據(jù)前文胎架的結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)，在本設(shè)計(jì)當(dāng)中，胎架通過蝸輪蝸桿傳動來調(diào)節(jié)支柱的型值。在實(shí)際生產(chǎn)中，數(shù)控胎架的數(shù)目眾多，可分為若干組，控制系統(tǒng)要調(diào)節(jié)的是每一組胎架的型值，使得其構(gòu)成的形狀滿足分段船體外板的型值。（3） 實(shí)時(shí)監(jiān)控以及安全保護(hù)。（2） 改變被控對象的運(yùn)動狀態(tài)?？刂葡到y(tǒng)的主要功能包括三個(gè)方面：（1） 傳遞和轉(zhuǎn)化控制信息?？刂浦黧w借助控制系統(tǒng)控制對信息進(jìn)行轉(zhuǎn)換、傳遞，從而完成對被控對象的控制。首先，對絲桿螺紋強(qiáng)度、絲杠本身抗壓強(qiáng)度以及穩(wěn)定性進(jìn)行了校核，然后又進(jìn)行了上下立柱強(qiáng)度及穩(wěn)定性校核。因此，胎架所能承受的側(cè)向力會增大很多。圖39應(yīng)力結(jié)果7） 小結(jié)經(jīng)過有限元軟件分析，計(jì)算得出在給定的工作載荷下，絲杠的應(yīng)變程度極小，所受最大應(yīng)力也在許用范圍之內(nèi)，整體滿足穩(wěn)定性要求。（2） 顯示變形狀況：執(zhí)行Main MenuGeneral PostprocPlot ResultsContour PlotNodal Solu命令，彈出【Contour Nodal Solution Data】對話框，選擇Nodal SolutionDOF SolutionDisplacement vector sum，點(diǎn)擊OK按鈕，出現(xiàn)形變結(jié)果，絲杠保持穩(wěn)定。（2） 添加載荷：執(zhí)行Main MenuSolutionDefine LoadsApply Structural DisplacementPressureOn Areas命令，拾取絲杠頂面，彈出【Apply PRES on areas】，在【VALUE Load PRES value】文本框中輸入“”，單擊OK按鈕，完成加載載荷。見圖35圖35【Global Element Sizes】對話框（3） 劃分網(wǎng)格：單擊【Mesh Tool】對話框中的“Mesh”按鈕，在彈出的對話框中單擊“Pick all”，完成網(wǎng)格劃分。見圖34圖34材料屬性的定義4） 劃分有限元網(wǎng)格（1） 選擇網(wǎng)格劃分方式：執(zhí)行Main MenuPreferencesorMeshingMeshTool命令，彈出【Mesh Tool】對話框，選擇“Free”模式。單擊“Add”按鈕，在彈出的對話框中選擇“Solid”和“8node 185”選項(xiàng)，單擊OK按鈕。3） 定義單元類型、分析類型以及材料屬性（1） 選擇分析類型：執(zhí)行Main MenuPreferences命令，勾選“Structural”選項(xiàng)，單擊OK按鈕。圖31絲杠初始模型 圖32更新后的模型（2） 改變模型狀態(tài)：執(zhí)行Utility MenuPlotCtrlsStyleSoild Model Facets命令，在彈出的對話框中選擇“Normal Faceting”命令，單擊OK按鈕。2） 載入絲杠模型（1） 載入絲杠模型：執(zhí)行Utility MenuFileImportPARA，在彈出的對話框中找到模型“sigang .x_t”，單