数控精细等离子切割机Trident在造船行业的应用

　　一、造船行业的现状 　　

　　全国规模以上船舶工业企业1523家，全行业估计企业数量达到3,000多家，完成工业总产值3774亿元，同比增长24.8%。其中船舶制造业2930亿元，同比增长25.2%；船舶配套业435亿元，同比增长30.2%；船舶修理及拆船业372亿元，同比增长14%。我国船舶工业调整和振兴规划的实施，让中国继续保持快速增长，已迈进世界第一船舶生产大国的行列，支撑如此庞大的业绩主要是靠在船舶焊割技术的革新。　　

　　船舶焊割技术是我国现代造船模式中关键的技术之一，提高生产效率、缩短造船周期、降低制造成本、提高制造质量是整个船舶行业永恒的主题。焊割工艺在整个船舶制造工艺中占举足轻重的地位，船舶焊割工时约占船体制造总工时的40%，而焊割成本约占船体制造总成本的30-50%，可见焊割设备在船舶行业中的重要程度！　　

　　二、造船工艺流程　　

　　模块化造船五大工艺流程：　　

　　三、数控精细等离子切割机现状　　

　　数控精细等离子切割机现状：　　

　　我国数控切割技术开发研制是在20世纪80年代初、伴随着微电子技术的成熟并获得广泛应用的基础上开始起步的，经历20多个春秋的持续发展，终于取得了可喜的成就。目前国产数控切割产品的种类和规格已相当齐全，其中部分产品在技术、性能、指标和功能上均已接近或达到国际上同类产品的水平。我国数控切割机每年市场需求量约在350 -400台之间，产品主要仍是以火焰和普通等离子切割机为主。大型水下等离子切割、精细等离子切割、激光切割等先进切割设备的市场需求量呈逐年上升趋势。　　

　　目前，国内数控切割机合资或独资企业生产厂家主要有华工激光旗下法利普纳泽公司、上海伊萨切割机械有限公司、梅塞尔切割焊接有限公司（昆山），小池酸素（唐山）有限公司，这些企业在技术上得到了国外技术的大力支持，因此产品技术上在国内处于领先地位。而哈尔滨四海数控设备有限公司、哈尔滨华威焊切成套设备有限公司、深圳博利昌数控切割设备公司、无锡华联焊割设备厂等企业，则利用各自企业自身的优势，在技术上发展迅速，他们的产品规格齐全、性能良好，满足了不同用户的需求。另外他们还开发了一些专用数控切割设备，有些产品在技术上达到或超过国外同类产品。　　

　　数控精细等离子切割设备，这几年发展较快。利用精细等离子技术切割板材，不仅弥补了普通等离子切割的一些不足，同时其切割精度和表面粗糙度均达到了激光切割的下限，由于激光切割设备的投入非常大，维护保养、运行成本较高。一般企业较难承受这样大的投资。为此作为替代激光切割的精细等离子切割设备，由于其优越的切割性能，加之设备的投资比激光切割机要少得多。因此这一产品在市场上受到了很多用户的青睐。　　

　　数控等离子切割机在造船行业的重要性：　　

　　造船业是我国引入数控切割技术最早、获益最大的行业，20多年来，数控切割在国内造船厂得到了迅速发展和广泛应用，彻底改变了以往手工和半自动切割的低效率状况，从根本上解决了长期困扰船舶建造过程中下料切割工段的瓶颈问题，成为推动我国造船总量快速增长的助推器。在此就数控切割技术在我国造船业中的应用情况作一个回顾，并对其未来发展趋势提出一些见解。　　

　　人类利用等离子弧切割金属材料已有40多年的历史，而将数控等离子切割应用于中国造船业只是近10多年的事，然而人们不难发现这是一项成长壮大十分迅速的新技术，它给我国船厂的钢板带来了巨大的变革，并产生了极其深远的影响。时至今日，数控等离子切割机已经接替数控火焰切割机，在船厂的钢板下料中占据了主导地位。更有甚者，在订造新船时，已将造船厂是否具备数控等离子切割加工手段列入了能否承接合同订单的必要条件。   

　　我国数控等离子切割技术开发研制是在数控火焰切割技术趋于成熟并获得广泛应用的基础上开始的。20世纪80年代末、90年代初，国民经济驶入了发展的快车道，钢板和其他金属材料的切割量急剧增大，高速度、高效率的数控等离子切割技术日益受到包括造船在内的制造业界的重视，而当时国产设备还一时无法担此重任，许多大型骨干船厂不得已只能花巨资，率先从国外引进数控等离子切割机，以解生产上的燃眉之急。大量进口机器的接踵而至，给国内同行以极大的鞭策，更激发了我们发愤图强研制先进设备以替代进口设备的使命感和紧迫感。另一方面，国外先进设备的引进，也为我们提供了难得的学习和借鉴机会。经历了消化学习、潜心钻研，并在关键技术上采取引进和自主开发的措施（值得一提的是：嫁接引入了国际上先进的等离子切割系统），使我国数控等离子切割技术研制水平在高起点上得到了质的飞跃，因此国产数控等离子切割机从降生之日起就基本实现了自动化程度高、功能齐全、运行可靠、性价比高的发展目标，并很快被我国造船行业所认知和接受，从此成为国外进口设备强劲的竞争对手。 　　

　　四、Trident在造船行业的应用

　　为了完成国家赋予的使命，代表国家竞争力，具备世界竞争力！针对中国船舶行业的特点，华工激光旗下的Farley laserlab武汉研发中心和澳洲研发中心，研发和设计出切割机市场中最高质量的和最高生产率的材料加工系统，并在武汉法利普纳泽切割系统有限公司实现了国产化的生产。其中Trident是其典型代表。　　

　　Trident英译为三叉戟，特别适合需要进行大量切割工作的厂商，如造船厂、钢铁加工中心这些经常需要加工大型部件或大批量部件的客户。Trident系统最大的特点是能将等离子切割所需的高速性与对厚板采用的火焰切割所需重型机器的稳定坚固性完美结合。这也是Trident之所以成功的原因。　　

　　Trident机床最宽可到12米，能装载多达20个切割和划线工具。一些Farley laserlab的客户利用多台不同工具配置的Trident组成一个综合的加工工作区，进行着十分灵活的组合生产加工。　　

　　目前Trident这种高产的设备主要为下列制造行业所采用：造船行业、工程机械制造、矿山开采机械制造、铁路机车车辆制造、农业用机械制造，土木工程机械制造和重型机械设备制造行业。　　

　　对于这些重工行业来说，机器使用寿命长，生产能力强及产品质量高都是至关重要的。长期实践证明Trident的坚固耐用性可以满足对大量板材进行24小时满负荷连续三班运行。　　

　　高速和稳定性的结合　　

　　Trident在船舶行业中几大追崇：　　

　　1、横梁截面积大，稳定可靠、耐用　　

　　Trident采用大横截面的整体支架式钢结构横梁。横梁刚性高重量轻，机器的稳定性和加速性能好。横梁的刚性是机器平稳运行的保障。横梁的刚性越好，机器就越稳定。横梁的重量对机器的加速性能起到决定性的作用。横梁的重量越轻，机器的加速性能就越好。这在横梁设计中是一对矛盾。一般来说当横梁的刚性增加时，横梁的重量也跟着增加。也就是说，机器的稳定性提高了，而机器的加速性能却降低了。
　　为了解决这一问题，Farley laserlab研发中心采用航天技术的有限元分析法进行整机设计。结果显示，横截面积大的支架式钢结构横梁具有刚性高而重量轻的特点，大大地提高了机器的稳定性和加速性能。同时使得机器的每一部分达到最佳的配合状态。24小时满负荷连续不间断三班运行，让船厂交船期缩减所获得巨大的效率让船厂眉笑颜开。　　

　　2、空运行速度快，节省工时　　

　　既能保证坚固厚实的外壳，又能有高速的运行效率，鱼与熊掌兼得问题，通过采用航天技术的有限元分析，结果显示，横截面积大的支架式钢结构横梁具有刚性高而重量轻的特点，大大地提高了机器的稳定性和加速性能。同时使得机器的每一部分达到最佳的配合状态。

　　提高切割质量的另一重要因素，就是装配性能优良的伺服驱动系统。Trident采用西门子大功率、大增益交流伺服驱动马达，动态特性稳定。伺服马达的功率为2千瓦，输出力矩为7牛米。机器的最大速度为25,000毫米/分钟。纵向和横向使用齿轮齿条驱动。使用德国进口高精度行星齿轮减速箱传动，传动精度高，保养方便，让船厂受益匪浅。

　　3、经典且灵活的设计，强大的数控系统抗病毒、抗干扰能力强

　　Trident采用美国GE军用级单板计算机带Intel中央处理器，作为控制器硬件。利用VME BUS的模块式结构特点，法利控制器具有方便扩容，升级和维修。最重要的特点抗等离子高频干扰能力强，没有电脑病毒，稳定性高。让船厂的生产部门用得放心，在国内超过10年使用年限的设备比比皆是！

　　4、Farley颜色，开工典礼具有象征顺利的意义

　　在中国，红色是我国文化中的基本崇尚色，它体现了中国人在精神和物质上的追求。它象征着吉祥、喜庆及顺利！对于船厂的点火具有两方面因素，一方面是政治，红色象征着胜利，另方面象征着吉祥，好兆头，顺顺利利！

　　五、发展前景

　　我国船舶工业高峰期过后，迈入了调整期，期间正是我们调整心态，努力修炼内功迎来了国家调控新的发展机遇！各骨干船厂为了应对新的挑战，仍然坚持启动了数控等离子切割技术新一轮的技术改造工作，例如熔盛重工与中海油合作，签下价值30多亿元的“深海201” 船，高附加值高技术含量、石油管道铺设船舶是国家级首例，具有国家战略高度层面深刻意义！如此技术含量高的船舶对切割工艺要求、时间等必须优化满足！很荣幸Farley laserlab的Trident精细等离子坡口切割机、发挥了积极巨大作用！切割质量、高效率不间断运行为熔盛交出完美的201船予以了强大的信心，在有限时间内交出了令国家自豪令世人举目的特大型船舶提供有效的支撑！熔盛为船东交出了满意的答卷！为此，熔盛对Trident完美的成绩换来的是可持续订单！树立在行业内良好的口碑！

　　Trident在熔盛的完美演绎，对众多尚未开展此项工的大中船厂具有强烈的示范效应，这也从一个侧面预示了数控等离子切割技术在我国造船业正方兴未艾，其未来发展空间将变得更为广阔。

　　优质、高效、低成本是高新切割技术追求的目标，其优越的性能和良好的经济性已在中国船舶工业长期的生产实践中得到了验证。为了实现成为世界第一造船大国、军事强国的既定方针，我们必须加快增加造船总量的步伐！国家领导人高度关注制造航母企业，由此可见，造船用钢量在未来一段时期将呈现快速增长趋势，这无疑是为高新切割技术的未来发展搭建好了表演舞台。到那时，汇集着我们几代造船人梦想，旨在提升我国造船能力的一系列技术创新项目，新一代适应能力更强、加工效率更高的切割流水线；运用网络技术来远程通信、远程控制的无人化数控切割车间；乃至打破厂际界限的区域性钢板、型材切割加工中心等，将一一变为现实。我们也期待着，作为世界切割与焊接技术领先品牌的FARLEY?LASERLAB，在中国船舶工业做大、做强的过程中，带来数控精细等离子切割技术上的创新和突破！

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