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An in h he is of is of to to a is a it is to an to of an in on of in . is a as a In of is by a 8~50% of 1,2]. is in to in on of in it is to an is on 3,4]. of an in as an is by in 2. of an he in of of is 1. of of is by of of B) T), as 2. of D), O), H), V), in as 2 [5,6]. is is an to of is as is to is as a is is to is of to be to of as 3. is of is is no in to of in he of to a of in 0) 1). (1) (() ((() (2) (() ((() An of a is 4. In ve . of of . in n is as to in a to an If of is at an 80° is An of as (1) (() ((((H) (2) ((0) ((((V) of on by in , to of 7]. In as of in is is a in is by an an 8]. is to as is of 0% of is by is % at an is in is if is by is by of is by a is of in to [9]. To of is of is is AD by is by of of as (1) () (() (6≤ 50) ((2) () ((, H, V) (of by on is by . of by on In is a of is 0 kg f/is a of is 0 kg f/a of 0 kg f/A, B, D, . H [9]. of to (1) () (((,B,D,E) H,((2) () (((,B,D,E) (3. n to to a at of is 5 of an 6 An 5 15 69 is 7. by an by in an 4. n of is by as an is by in a is by o., 1] H. IM 1994, [2] 1991. [3] of 0 (1) (1991) 40－ 46. [4] to 0 (1) (1991) 29－ 38. [5] J. et on 9(7) (1990) 37－ 46. [6] et An in of 5 (1) (1996) 41－ 44. [7] J. M. IM in 0 (3) (1991) 27－ 35. [8] et 8th 1987, 156D157. [9] S. 31995, 870. 自動焊接操作系統(tǒng) h 摘要 ： 船舶建造的分組裝配作業(yè)加工是 其 最重要的制造法 。 因為塊由若干鋼板塊和型鋼同預定形狀按照船舶設(shè)計組成的，所以對船舶建造來說焊接操作計劃構(gòu)造塊是一項關(guān)鍵任務，但是這個是以傳統(tǒng)經(jīng)驗為基礎(chǔ)的 ，因此，有必要研制一種自動焊接操作計劃系統(tǒng)來組裝塊。這篇論文描述了船舶建造分組裝配作業(yè)的自動焊接操作計劃系統(tǒng)的發(fā)展。根據(jù)零件和裝配次序的拓撲關(guān)系介紹部分，系統(tǒng)完成確定焊接位置，焊接方法，焊接設(shè)備和焊接材料。 系統(tǒng)成功地實現(xiàn)了船舶建造塊的構(gòu)造。 關(guān)鍵詞： 分組裝配作業(yè)；專家系統(tǒng)；操作計劃；焊接過程 ⒈ 簡 介 船舶建造 是傳統(tǒng)的勞動強度大的組裝工業(yè)，焊接是 其 基本生產(chǎn)技術(shù)。 在船舶建造中 ,存在幾種類型切割 ,裝配制造法。在這些工藝設(shè)計活動之中 ,裝配工藝計劃是最重要的 ,因為船體結(jié)構(gòu)加工大約包含了船舶建造加工總數(shù)的 40%焊接操作是分組裝配作業(yè)的主要操作。焊接操作規(guī)劃問題在裝配過程中是很難解決的，因為部件的大小 , 類型 ,以及組成的取決于船的類型的亞部件是不同。 同樣地，因為這些活動是以傳統(tǒng)經(jīng)驗為基礎(chǔ)的，所以，焊接操作在船舶建造中是人工執(zhí)行的。因此，在船舶建造中，研制自動焊接操作計劃系統(tǒng)是非常重要的。對船舶建造，幾乎沒有自動焊接 操作計劃系統(tǒng)的文獻可以利用。這篇論文涉及船舶建造分組裝配作業(yè)的自動焊接操作計劃系統(tǒng)的研制。這種基于規(guī)則的將靈敏元件當做專家系統(tǒng)工具的焊接操作專家系統(tǒng)已經(jīng)被研制出來了。 這個系統(tǒng)通過造船廠的實際的部件已經(jīng)被證明和復核。 ⒉ 自動焊接操作 系統(tǒng)的發(fā)展 系統(tǒng)框架 在此論文里自動焊接操作計劃系統(tǒng)由焊接 位置 模數(shù)、焊接方法模數(shù)、焊接設(shè)備模數(shù)，并且焊接材料模數(shù)組成四模數(shù)。這個系統(tǒng)的框架將在圖 1中展示。 焊接 位置 的確定 模數(shù)決定焊工的焊接 位置 ?？紤]到兩連接零件連接類型和位置，方向部件的方向信息 ，翻轉(zhuǎn)的存在以及裝配等級等因素，焊接 位置 是受影響的。連接類型被分為對接和角接類型，如圖２所示。 這篇論文考慮了四種焊接 位置 :向下焊接，水平焊接，垂直焊接和仰焊接， 如圖２所示 。最穩(wěn)定的和輕松的焊接 位置 是下向焊 位置 ，最困難的是仰焊 位置 。根據(jù)工作條件焊工決定采用一種有效的焊接 位置 。兩焊接部的連接的關(guān)系，一個部分被認為是基體，而另一個被認為是連接在這個基體上。 被認為是基體的部分被當做 裝配鋼板和型鋼變成最后的部件的分組裝配作業(yè)水平被分為組件水平（ 單元塊組裝水 平（ 最后的分組裝配作業(yè)水平（ 根據(jù)組件的尺寸和重量組件水平可以被分成小組件水平（ 中間的組件水平（ 圖３所示。 因為決定焊接 位置 ,分組裝配作業(yè)水平被分為組。第一個組是小部件水平；第二組由中間部件組成，為單元塊組裝和最后的分組裝配作業(yè)水平。 這樣分組的理由是看是否有翻轉(zhuǎn)的加工小部件，但是裝配水平屬于第二組的也許也有翻轉(zhuǎn)加工。翻轉(zhuǎn)加工之前的決定產(chǎn)生致使焊接 位置 發(fā)生變化。 決定焊接 位置 的第一組 水平 以下用來決定焊接 位置 的規(guī)則適合于小部件水平。用于此規(guī)則焊接接 頭的連接類型是：對接式（ 0）和 1）。 (1) () ((() (2) () ((() 小部件的例子在圖 ４ 中列出。這里有五部分 ， 部件基體部分是 。這些部分之間的關(guān)系在表格 1中列出，這些例子確定焊接 位置 的結(jié)果將在表格２中列出。 決定焊接 位置 的第二組類水平 在第二組類水平 , 決定焊接 位置 的情況同小部件水平是一樣的。 其他的焊接 位置 取決于非部件基體間的部件。如果存在翻轉(zhuǎn)加工，部件基體的方向是以 180o的角度變化，焊接 位置 也同樣地變化。 適合于第二組類水平的例子規(guī)則的如下： (1) () ((() (2) () ((() 焊接方法的確定 按規(guī)則根據(jù)焊接 位置 此模數(shù)決定焊接方法。根據(jù)焊接接頭的連接類型和焊接過程[7]，此論文中使用的焊接方法被歸納于表格３中。 通常 ,有若干焊接技術(shù)比如釬焊、壓力焊、氣保焊、電阻焊接、感應焊接、電弧焊以及特種焊接。考慮船舶建造的特色，被用于這造船廠的焊接方法是電弧焊接法。 電弧焊是由工件和電極間電弧產(chǎn)生的熱而獲得的接合法。 電弧焊根據(jù)焊接機構(gòu)被分為若干類型，例如保護金屬極電弧焊（ 藥芯焊絲電弧焊（ 埋弧焊（ 氣體保護電弧 焊（ 保護金屬極電弧焊是其中最老的，最簡單的，最靈活多變的焊接方法。目前大約 50％的工業(yè)焊接采用這種方法，但是在大多數(shù)造船廠中這種加工方法的使用大約小于 5%。在藥芯焊絲電弧焊，在外形上管狀電極是使用的，必要時，焊縫橫截面面積被二氧化碳保護。在埋弧焊，焊接電弧被由石灰、硅石、氧化錳、氟化鈣及其他材料組成的顆粒狀熔劑遮擋。焊劑是靠重力流過焊縫進入焊接區(qū)的。 氣體保護焊主要適合于焊接型鋼的邊緣，（對接式） [9]。 建立這一知識庫適合于焊接方法的確定。知識庫數(shù)據(jù)是從焊接手冊和專家取得。此模數(shù)的輸入信息是由 接位置由焊接位置確定模數(shù)確定。數(shù)據(jù)由準則代替。確定焊接方法的準則例子如下： (1) ) (() (6≤ t ≤ 50) (2) ) ((, H, V) 焊接設(shè)備的確定 此模數(shù)按規(guī)則，根據(jù)有關(guān)焊接位置和焊接方法的信息選擇適當?shù)暮附釉O(shè)備。表格４顯示焊接方法和焊接設(shè)備之間的關(guān)系。利用表格 4列舉的情況，在確定焊接方法后，焊接設(shè)備被自動地選擇。 焊接材料的確定 根據(jù)焊接位置、方法和設(shè)備的有關(guān)情況，此模數(shù)按規(guī)則確定最適當?shù)暮附硬牧稀Ｍǔ?、被用來作分組裝配作業(yè)的鋼材是低碳鋼和高強度鋼。 低碳鋼是軋制鋼板，其抗拉強度小于 50 kg f / 強度鋼是低碳合金鋼、其抗拉的強度大于 50 kg f / 服強度超過 30 kg f / 碳鋼有四個等級： A, B, D，和 H, 和 9]。下面是確定焊接材料的例子。 (1) D) ((((,B,D,E) H,(2) ) (((,B,D,E) ⒊ 系統(tǒng)實現(xiàn)和討論 為了證明和檢驗用作于分組裝配作業(yè)的自動焊接操作計劃系統(tǒng)，位于原油運輸船上甲板一部分的部件被試驗。 圖５顯示樣本部件的結(jié)構(gòu)，圖６表示它的分級結(jié)構(gòu)。圖５樣本最后的部件列出有雙機組部件 ,中間的部件、 15小部件，和 169組合零件。用于單元組件裝配的最終焊道操作在圖７中列出。利用在裝配車間實際部件的實現(xiàn)和專家實施，結(jié)果被證實。 ⒋ 結(jié)論 由四模數(shù)組成（焊接位置、焊接方法、焊接設(shè)備、和焊接材料）的自動焊操作系統(tǒng)的研制是利用將靈敏元件當做專家系統(tǒng)工具來實現(xiàn)的。利用實際的部件和其在分段裝配車間的實現(xiàn)該系統(tǒng)被證實。 感謝 此研究科研經(jīng)費由 參考文獻 ： [1] H. IM 1994, [2] 1991. [3] of 0 (1) (1991) 40－ 46. [4] to 0 (1) (1991) 29－ 38. [5] J. et on 9(7) (1990) 37－ 46. [6] et An in of 5 (1) (1996) 41－ 44. [7] J. M. IM in 0 (3) (1991) 27－ 35. [8] et 8th 1987, 156D157. [9] S. 31995, 870.