国营武昌造船厂三维小车样机研制qc小组--潜艇三维电动

国营武昌造船厂三维小车样机研制qc小组--潜艇三维电动 潜艇三维电动液压小车样机研制 武昌造船厂三维小车样机研制QC小组 一、小组概况 三维小车样机研制QC小组成立于2005年3月。 本题活动的课题是潜艇三维电动液压小车样机研制～属于创新型课题～活动时间2005年3月至2005年12月～出勤率达到96,～ 姓 名 性别 部 门 组内职务 职 务 组内分工 黄小勇 男 生产管理部 组长 副主任 技术管理决策 黄晓黎 女 工艺设计所 副组长 工艺员 组织协调 记录 混凝土 养护记录下载土方回填监理旁站记录免费下载集备记录下载集备记录下载集备记录下载 胡宏杰 男 企业策划部 组员 副厂长 技术管理 胡三明 男 工艺设计所 组员 主任 技术管理 戴毅 男 三车间 组员 钳工 实施 张凯 男 设备计理部 组员 电气员 实施 二、选定课题 ,一,潜艇制造模式转变: 整体建造模式转变为总段对接的模式 总段对接模式见图1: (二)、选题理由的简易图表 三、课题简介 本次课题研究的三维小车～是为适应潜艇总段拼装焊接的工艺要求而开发的一种专用设备。小车由机械传动系统、液压系统和电控系统三大部分组成～用来实现船体六个自由度方向的运动～从而改变船体姿态～完成对接。 对接原理: 四、设定着力点和目标 为了有效的完成课题～首先明确具体的主攻点即“着力 点”。我们运用了 “课题分解、 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 表”这一工具。 课题分解、分析表 课题分解(系统图) 把握现状 着力点 目标 通过设计保证，受 经济精度 主缸、 通过工艺保证，受控制主付 工厂设备 缸、付缸缸的移 影响五个自由度方的移动精动精度 向的运动精度 度 ?? 采用有效可靠的电0.05 控 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 不同步性会导致小 车的破坏 选择恰当的传动方实现车式 控制车组行走提高液压缸的制造组行走同步率精度 同步性 趋近于采取断电数据保护100, 措施 采取有效的用电防 范措施 通过“课题分解、分析表”这一工具～我们找出了本次课 题的两个着力点～并针对这两个着力点设定了两个目标值。 控制主缸、付 控制行走机构 缸的移动精度 的同步性 主缸、付 行走机构 缸的移动车组同步 精度??率趋近于 0.05mm100, 其中为了量化行走机构同步性～引入同步率的概念 五、方案设计 目标一:主缸、付缸的移动精度??0.05mm的方案设计: 我们从分析船体对接的工作 流程 快递问题件怎么处理流程河南自建厂房流程下载关于规范招聘需求审批流程制作流程表下载邮件下载流程设计 入手～通过分析工作流程的每一个环节～提出了相应的实现目标的方案。 开始 测量相对位置将数据读入工控机 计算出位移 液压机构和行 是否达到发布指令 走机构先后动作 对接精度 结束 通过对流程图的分析我们发现有四个环节对主、付缸的移动精度有影响: 1、 测量的误差 2、 工控机计算误差 3、 发布指令的误差～即通讯误差 4、 液压机构,即主、付缸,执行指令的动作误差 那么我们要控制主、付缸的移动精度就要消除这四个环节的误差。 初步方案: 控制主方案1:控制测量的误差 缸、付 方案2:消除工控机计算的误差 缸的移 动精度 方案3:消除通讯的误差 方案4:液压机构设置反馈装置 方案选择: 方案1:控制测量的误差 分析:测量的误差直接导致主、付缸运动与目标值的偏差～是源头误差～其不仅影响主、付缸移动的精度～而且影响对接的效率～小组成员一直认为应该采用此方案。 结论:方案1选择通过 方案2、消除工控机计算的误差 分析:工控机如果计算错误将会导致对接的失败～但是～通常只要系统稳定～算法正确～就可以杜绝计算错误这种情况 的发生～没有必要专门针对这一问题采取措施。 结论:方案2被淘汰 方案3、消除通讯的误差 分析:由于考虑到船台工作现场有大量电焊机和气刨机共电源工作会发出电磁干扰～可能会造成通讯不畅～我们做了一个模拟试验:向多个目标发出通讯信号～人为地发出电磁干扰～检测各目标收到的数据一致性。我们发现:电磁干扰造成各目标之间接受到的数据值存在偏差～干扰严重时还会造成数据失真。 结论:方案3选择通过 方案4:液压机构设臵反馈装臵 分析:小组成员从有效性、可行性和经济性三个方面进行分析: 分析 结论 反馈装置使发布指令和机构动作形成闭环控制，随时调制机构动有效性 作精度，是最有效地提高移动精度的方法。 主缸有效行程?150mm，付缸有效行程?50mm，设置反馈装置简单可行性 易行。现有技术成熟。 反馈装置制造成本与被监控机构行程有关，由于主、付缸行程短，经济性 其设置反馈装置经济性好。 结论:方案4选择通过 最终方案: 最终方案 通过对初步方案的进一步设计～我们确定了最终方案: 控制 主 选择高精度测量缸、控制测量误差 仪 付 缸的提高系统抗干扰能力 控制通讯误差 移动 精度设置反馈装置 方案 目标二:行走机构车组同步率趋近于100, 整个三维小车系统在设计完毕后要实现30台小车同时工作～而每一台小车都有其单独的驱动机构～要实现同步动作是一个难题。为了找到恰当的控制车组同步性的方案～小组成员运用头脑风暴法～集思广益～进行了初步方案的设计。 寻找控制车组动作同步性的方案 行走中速度一致 通讯时间无误差 行走的距离一致 在速度一致的情况下，要首先要实现驱动机构输在单位时间行走距 实现行走的距离一致必须出的速度一致，同时要克离一致的情况下，必 实现车轮的直径一致。但服行走过程中所受的阻须各小车接受到指 同时要考虑经济性。 力对速度的影响 令的时间一致 设置反馈装置是最有效消除通讯的时间误控制车轮直径的制造 的解决这一问题的方法 差 精度 初步方案: 方案1:行走机构设置反馈装置 行走机 构车组 方案2:消除通讯时间的误差 同步率 趋近于 100, 方案3:消除通讯的误差 方案选择: 方案2、方案3小组成员一致选择通过。 方案1、行走机构设臵反馈装臵 分析:我们从有效性、可行性和经济性三个方面进行分析 分析 结论 通过反馈装置使发布指令和机构动作形成闭环控制，随时调整行有效性 走速度使其与指令保持一致，是最有效地提高同步性的方法。 行走机构有效行程长达30米，设置反馈装置不易于实现 可行性 反馈装置制造成本与被监控机构行程有关，由于行走机构行程台经济性 长短，其设置反馈装置不具备经济性。 结论:方案1被淘汰。 BUT:通过分析我们发现～目标二的三个方案属于AND手段～必须同时选用才能达到控制同步性的目的～下面我们运用价值 工程 路基工程安全技术交底工程项目施工成本控制工程量增项单年度零星工程技术标正投影法基本原理 分析法～来寻找“设臵反馈装臵”的替代方案。 价值工程分析法: 首先进行功能整理: 基本功能 辅助功能 目的 车组同步动作 通过设置反馈装置实现实时监控，及时调整 手段 单位时间小车 单位时间伺服电 车组同步动作 脉冲控制 由于实现设臵反馈装臵这一辅助功能成本过高～我们将工作运行距离一致 机的运转圈数一致 重点放在改善辅助功能上,即:寻找其它实现车组同步动作的手段,达到降低成本～提高价值的目的。 目的 手段 目的 手段 目的 手段 (F表示功能～C表示成本) 通过脉冲控制实现了与设臵反馈装臵同样的功能～同时节省了设臵反馈机构的费用。使价值系数提高。 替代方案:实现脉冲控制的电控方案 最终方案设计: 最终方案 通过对初步方案的进一步设计～我们确定了最终方案: 行走 机构实现脉冲控制的电控方案 车组 同步 率趋设计能够克服时间差的的通讯方案 控制通讯时间误差 近于 在经济精度的范围内尽量提高精度 100控制车轮直径制造精度 , 大 六、制定对策: 我们运用探求对策表进行制定对策～并对其进行评价～详见探求对策表,目标一,、探求对策表,目标二,。 小组将制定的对策进行整理并制定责任人及完成时间～ 详见对策表: 序负责问题 对策 目标 措施 时间 号 人 选用市场调查市场上现有的选择高现有的高测量精度精技术成熟的高精度2005.5 黄小勇 1 精度测精度测量确到微米 测量仪～然后进行选量仪 仪 型。 提高系制定电控净化电源～采用抗干2005.6 屏蔽现场的张凯 2 统抗干系统抗干扰能力强的的控制 电磁干扰 扰能力 扰方案 器 液压系制定反馈实现动态反统设臵主、付缸位臵采用闭2005.6 胡宏杰 3 装臵设计馈和及时调反馈装环控制 方案 整 臵 设计能制定详细够克服使车组同时主从应答和系统广的通讯方2005.6 黄晓黎 4 时间差启动～同时播相结合地通讯方案 的通讯停止 式 方式 在经济 精度的 范围内详细设计在经济的范重点控制车轮尺寸2005.6 胡三明 5 尽量提行走机构围内将误差精度 高行走尺寸精度 降到最小 机构精 度 实现在实现脉制定脉冲通过改变单位时间50—2000mm2005.6 张凯 6 冲控制控制方法内的脉冲数量～达到/min范围无的方法 的方案 对速度的调整 级变速 探求对策表(目标一) 评价 综 合探求对策(系统图) 期望效果 预想到的问题 具体对策内容 经济实现评性 性 价 高精度且可测量仪不能适应船体的选用可靠性高的高精度测选选用市场现有技术成靠性高 恶劣工作环境 量仪 择 熟的高精度测量仪 选择高精 度测量仪专门针对船体的恶劣工作 高精度且可设计成本过高，且周期淘专门设计三维小车系环境设计满足要求的高精统适用高精度测量仪靠性高 过长 汰 度测量仪 控制在不改变控制硬件的条件下系统不受干通过净化电源等屏蔽外界淘抗干扰效果不佳 主缸采取相应措施屏蔽外界干扰扰 干扰 汰 提高系统抗、付 干扰能力缸的 选用抗干扰能力强的控制 选用抗干扰能力强的控制器，移动系统不受干选器，并采取措施屏蔽外界同时屏蔽外界干扰精度扰 择 干扰 液压系统设在发布指令与机构动实现实时监通过监控元件实现对主、选臵反馈装臵作之间增设反馈装置控 付缸的闭环控制 择 探求对策表(目标二) 评价 综 经实合探求对策(系统图) 期望效果 预想到的问题 具体对策内容 济现评 价 性 性 小车数量多，前后拉通讯电缆并行连接 实现车组同时开距离远，并行连接淘 通讯电缆采用并行连接方启动同时停止 方式难以实现，成本汰 式，克服通讯时间差 高 设计能够克 服时间差的仍然采用串行连接，采 实现车组同时选采用主从应答和系统广通讯方式通讯方案较复杂 用系统广播方式实现启动同时停止 择 播相结合的通讯方式控制同时启动和同时停止 行走 机构在经济精度范制造误差对同进行详细设计并进行选详细设计行走机构尺寸精度，同步 围内尽量提高重点控制车轮直径尺寸精度步性影响很小 验证 择 性设计精度 实现 通过改变单位时间内实现脉冲控制制定详细的脉冲控制方案50-2000mm/min用脉冲控制实现无级淘的脉冲数量，达到对速的电控方案范围内的无级变速是难点 汰 度的调整 变速 七、对策实施: 实施一、选择高精度测量仪 SCR3923光栅尺 通过市场选型～最终选用SCR3923 光栅尺系统的高可靠性使它即使在恶劣的条件下也能保证正确工作。特制的防护用来防止任何故障。不用维护～减少维修。,特别适合船台的工作环境,～其测量的精度达到1,0.5μm。 制定电控系统抗干扰方案～屏蔽现场的电磁干扰 控制面板PLC可编程 控制器负荷保开关稳I/O及A/D、护开关比例伺服压 电源D/A模块阀DC24V 现场动力单相开关稳电源箱光栅尺AC220V压 电源DC5V三相AC380V 电磁阀隔离变 压器开关稳 压 电源DC24V 三相 AC220V交流伺服负荷保交流伺服电机护开关驱动器 负荷保交流油泵电机护开关接触器 小车控制柜 A H 车轮直径名义尺寸: A B C D E F G H 495mm 选定公差范围:?0.05mm Lmax,t*π*Dmax*n Lmin,t*π*Dmin*n 通过实现脉冲控制我们不但降低了因为电流比例放大控制方式 带来的控制精度误差～同时还解决了因为行走时所受的阻力不同而带来的误差。 副列小车 主列小车 小车序号 理论调整实际调整理论调整实际调整小车编号 小车编号 距离 距离 距离 距离 1 5 10.00 10.01 1 10.00 9.97 2 6 10.00 10.02 2 10.00 10.04 3 7 10.00 10.00 3 10.00 9.98 4 8 10.00 9.99 4 10.00 9.99 实验结果移动精度满足?0.05mm，达到目标值。 评价 副列小车 主列小车 小车编号 理论调整实际调整小车编号 理论调整实际调整 距离 距离 距离 距离 1 5 -5.00 -0.502 1 5.00 5.01 2 6 -5.00 -0.499 2 5.00 5.00 3 7 -5.00 -0.501 3 5.00 5.04 4 8 -5.00 -0.503 4 5.00 4.98 实验结果移动精度满足?0.05mm，达到目标值 评价 小车序号 副列小车 主列小车 小车编号 理论调整实际调整小车编号 理论调整实际调整 距离 距离 距离 距离 1 5 10.00 9.95 1 0.00 0.00 2 6 10.00 10.00 2 0.00 0.00 3 7 10.00 9.99 3 0.00 0.00 4 8 10.00 9.97 4 0.00 0.00 实验结果移动精度满足?0.05mm，达到目标值 评价 备注 主列不移动，付列发生垂直位移 副列小车 主列小车 小车序号 理论调整实际调整理论调整实际调整小车编号 小车编号 距离 距离 距离 距离 1 5 6.00 6.02 1 6.00 5.99 2 6 12.00 12.00 2 12.00 11.99 3 7 18.00 17.99 3 18.00 17.97 4 8 24.00 23.95 4 24.00 23.99 实验结果移动精度满足?0.05mm，达到目标值 评价 副列小车 主列小车 小车序号 理论调整实际调整理论调整实际调整小车编号 小车编号 距离 距离 距离 距离 1 5 6.00 6.02 1 -6.00 -6.01 2 6 12.00 12.01 2 -12.00 -12.00 3 7 18.00 17.99 3 -18.00 -18.02 4 8 24.00 23.95 4 -24.00 -24.00 实验结果移动精度满足?0.05mm，达到目标值 评价 副列小车 主列小车 测量对象 行走前距离 行走后距离 测量对象 行走前距离 行走后距离 5号6号 1号2号 551mm 550mm 625mm 622mm 间距 间距 6号7号 2号3号 565mm 563mm 509mm 512mm 间距 间距 7号8号 3号4号 532mm 529mm 557mm 557mm 间距 间距 实验结果 行走机构车组同步率趋近于100,,实现目标值 评价 备注 车距仅仅为试验的车距，并不是船台实际工作的车距 改造项目 样机研制 6个月 设质量意识2个月 5计 周4 期 3 2经济意识专业知识 1 活动前0活动后 创新能力协作精神