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硬核!深中通道—打造智能化车间 组推高质量发展

2019-10-21
  

 【深中通道简介】海底蛟龙

深中通道沉管隧道在世界范围内首次大规模采用钢壳混凝土(三明治)结构,其中钢壳沉管用钢量达约32万吨,如此大规模、大体量地使用钢壳沉管在国内乃至全世界尚属首例。沉管隧道全长约6.8km,采用双向八车道、时速100km高标准建设,具有超宽、变宽、深埋、回淤大等特点。
【钢壳智能制造】钢壳“智造”
 
世界首例大规模、大体量使用钢壳沉管,工程重点难点主要在于质量、精度、放腐、工效、工期控制等:
 
★体量大—32个管节,约1万吨/节,相当于一艘中型航空母舰船体;
 
★构造复杂—2500隔舱/节,纵横隔板、连接件交错;
 
★精度要求高—顶板水平精度,尤其是管节两端端钢壳的精度要求,远高于造船及钢箱梁的精度要求;
 
★防腐时间长—工程设计寿命为100年,沉管完全浸没于海底,对防腐的耐久性要求较高;
 
★工期紧—钢壳制造是沉管隧道的开路先锋工程,世界首创,按期保质交付关系项目建设进展。
 
【打造“四线一系统”智能生产线实施钢壳沉管 数字化总组、智能化搭载】
 
以互联网+BIM技术+智能机器人为抓手,推动造船行业与交通行业深度融合,研发钢壳块体车间智能化制造、钢壳小节段数字化总组、钢壳管节船台自动化搭载。
 
【板材/型材智能切割生产线】自动化程序控制,高精度智能切割
 
切割机接口经过升级改造后,通过局域网实现切割设备与MES系统数据交互,能自动接受设备运行状态信息及反馈生产数据。通过系统管理、实时信息获取、远程监控设备、故障预警、统计分析、报表管理以及电子看板等模板,实现钢壳板材智能切割生产,并实现反馈生产过程数据到MES系统。可从网络上任何PC机监控切割设备的状态。智能切割设备具有“精”“准”“快”的特点。
【块体智能焊接生产线】从自动化集成高向智能化转型升级
 
块体智能焊接生产线是基于新建设的平面块体流水线(B线)肋板装焊工位的改造升级,配备2个门架4台机器人系统,工位长约35米×宽约19米,主要用于敞口块体隔板的平角焊和立角焊。该智能焊接生产线采用3D扫描技术并搭载智能化自动编程系统,无需人工选择,自动编程,自动跟踪,自动焊接。同时具备3D模型导入接口,可实现基于数据的离线编程及仿真方式下的隔板焊接作业。能够根据焊接对象信息,自动匹配机器人焊接过程的焊接参数、机器人轨迹等,具备与车间MES管理系统互联的能力,实现智能化焊接,数字化管理,其技术领先行业制造水平。
 
【片体智能焊接生产线】3D扫描逆向工程,全自动数据采集和计算
 
该生产线主要用于隔板片体的焊接和背烧工作。工位布局采用直线型布置,配置有机器人智能焊接、自动背烧和卸料等核心工位,占地20米(长)×8.5米(宽)。片体构建自上料开始,通过输送系统实现过程构件自动输送,采用3D扫描技术实现机器人3D激光扫描、激光自动寻位、自动适应和匹配、焊缝精确定位、机器人智能焊接、焊缝轨迹跟踪及偏差自动补偿、背烧枪头自动调节对其并自动点火背烧作业等。同时,利用车间MES管控系统实现生产信息数据化管理。
 
【小节段智能涂装生产线】首套国产自主创新智能涂装机器人系统
 
小节段智能涂装生产线在原涂装车间基础上进行智能化升级改造,分为智能喷砂车间和智能喷漆车间,共配置15套完整的智能涂装机器人系统,其中智能喷砂机器人8台,智能喷漆机器人7台。通过智能机器人系统全面覆盖钢壳外面板、行车道孔、管廊区域的涂装作业。实现中控大厅中央控制系统远程统一控制,全过程自动喷砂、喷漆作业,具有故障报警,实时显示涂装作业工况动态信息及参数数据,智能数据采集、智能数据处理等功能。该生产线是黄埔文冲联合上海建治分包商打造的首套国产自主创新智能涂装机器人系统,抢占科技竞争制高点。
 
【块体智能制造】
 
块体制作平面流水线是以车间机器化、自动化、智能化为核心,将人、机、料、法、环连接起来,集装配、焊接、传送为一体,多维度融合的节拍生产线。是利用成组技术及相似性产品制造原理,以中间产品为导向的先进生产组织模式。整个流水线采用h型布局,一拖为二,分A、B两线,A线占地长约300米,宽约24米;B线占地长约178米,宽约23米。可满足最大尺寸为长16米×宽16米×高8米的敞口块体的制作。配有高精度门式等离子智能切割机、FCB单面焊双面成型高效焊接设备、纵肋多轨并行自动焊接设备、隔板智能焊接机器人以及全过程自动化传送系统等先进制造装备,具有生产效率高、均衡连续节拍生产、质量稳定可靠及管理一体化等特点。
 
◆ 钢壳板材高精度智能化切割
 
◆ 钢壳拼板FGB单面焊双面一次成型
 
◆ 钢壳纵肋双面双焊头多轨并行自动焊接
 
◆ 钢壳块体隔板机器人3D扫描智能焊接
 
◆ 钢壳块体构件全过程自动化传送
 
 
【钢壳板材切割】高精度智能化切割 通过局域网与MES系统进行数据交互
 
切割机接口经过升级改造后,通过局域网实现切割设备与MES系统数据交互,能自动接受设备运行状态信息及反馈生产数据。通过系统管理、实时信息获取、远程监控设备、故障预警、统计分析、报表管理以及电子看板等模板,实现钢壳板材智能切割生产,并实时反馈生产过程数据到MES系统,可从网络上任何PC机监控切割设备的状态。智能切割设备具有“精”“准”“快”的特点。
 
【FCB工位】大线能量高效焊一次成型 钢壳拼板之“利器”
 
块体制作流水线的FCB工位,用于钢壳块板材拼接工作,采用3电级埋弧焊法,工艺数据库最大满足99项焊接条件的预设,具有焊接管理及诊断功能,一改传统拼板翻身的低效局面,采用大线能量FCB高速焊接,单面焊双面一次成型,减少钢板翻身时间,提高了电弧的利用率,大幅度提高了焊接效率,质量稳定可靠,可谓钢壳拼板之“利器”。
 
【纵肋焊接工位】多轨道焊接高速并行 钢壳纵肋焊接之“利剑”
 
本工位用于钢壳纵肋结构的焊接,采用双丝co2气体保护焊高速焊接,焊枪根据纵肋间距自动定位,即可进行双丝单熔池焊接,也可进行双丝双熔池焊接,具备焊缝跟踪及储存焊接条件,自动设定终端条件。7个焊接机头可实现1轨2面、多轨高速焊接齐头并进,1次焊完,焊接更快,效率更高,质量更好,达到行业先进水平。
 
 
【构建自动输送系统】自动化分流输送 
 
实现钢壳构建“物流式”输送
 
块体制作流水线配置有万向支撑轮、定向输送轮、升降支撑轮、顶升滚轮、输送链条、横移辊轮以及输送台车等输送系统。钢壳板材自智能切割下料开始,通过自动化输送系统,完成钢壳构件在制作流水线上各工序工位的自动配送,通过横移工位完成块体的分流输送,形成敞口块体后由在轨道上运行的两组车体组成的输送台车进行运送至顶升运输工位。实现钢壳构件全程自动化“物流式”输送。
 
 
【不忘初心 牢记使命 智能引领 品质深中】
 
钢壳制造作为深中通道沉管项目中的最前道工序,是后续所有施工项目的基础和保证。GK20标项目部以提高工效和保证质量为目标,通过建设及改造升级,分别从板材智能切割、型材智能切割、片体智能焊接机器人、块体智能焊接机器人、块体制作流水线、智能涂装以及MES系统等方面,实施钢壳智能化制造。在现行板材/型材智能切割、片体智能焊接、块体智能焊接、小节段智能涂装及车间管控系统,构建“四线一系统”的智能车间;在后行通过应用三维全站仪、自动化焊接设备、三维液压顶升装备等构件场地数字化总组和搭载。利用BIM技术、物联网、云计算、大数据等新一代信息化技术研究开发钢壳智能管控系统,实现车间设计、工艺、制造、管理、监测、物流等环节的集成优化,采用大数据技术显示智能管理与决策,全面提升钢壳建造质量和综合管理水平。打造钢壳制造精品过程、品质工程!

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