实时数据采集控制系统帮助船体重量和厚度保持一致

在竞争激烈的休闲游艇市场上,始终如一地遵循已发布的规格,从客户满意度和制造成本角度来说都是至关重要的。最重要的是船的重量,包括严格地进行配重以避免产生结构性缺陷。在Brunswick 船舶集团先进复合材料部门,工程师正在开发和翻新数据采集和控制系统,以及时获得玻璃纤维外壳和其他部件喷涂量,确保每个面玻璃纤维厚度相同,避免配重不均。

玻璃钢船体

为了了解 Sea Ray 游艇团队开发的材料监控系统(MMS),需要了解生产玻璃纤维船体或部件的过程。对于 Sea Ray 游艇来说,部件是采用阴模形成的。最大模具长达60英尺长,16英尺宽,10英尺深,一艘游艇船体重量大约为14000磅。该过程第一步需要用手施加薄层的脱模化合物,以便将将完整的船体从模具中拉出。工人在模具内部喷涂着色树脂凝胶涂层,使其表面光滑,提高色泽和光泽度。

下一个最关键的步骤需要在部件精确的层中施加正确的“喷雾”量。10至40毫米长的玻璃纤维细丝从可喷涂件中分离出来与热固性乙烯基酯或聚酯树脂混合,产生凝胶涂层。然而,每个区域消耗的玻璃纤维和树脂的量无法及时反馈,喷涂质量部分地取决于工人测量材料的视觉水平能力。难以确保船体的每个部分获得准确的玻璃纤维量。过度喷涂不仅加重了船体的重量,而且浪费了玻璃纤维和树脂。

图 1. PMX 模块化测量放大器广泛用于工业生产和测试台应用,采用 24-bit A/D 转换,低噪声,具有极高的测量精度。

挑战:新材料监控系统

Sea Ray 产品开发和工程部门结构工程师肖恩·米洛(Sean Minogue)于2012年开始负责车间生产流程,重点是降低成本和重量配比。以前采用跟踪玻璃纤维消耗量需要监测卷绕玻璃纤维细丝轮的转数;并与气动泵连接的行程计数器输出结合来计算树脂消耗量。但效率低,而且不是特别精确。

新材料监控系统的核心:模块化测量放大器系统PMX

今天,新的材料监控系统,省去了车轮和计数器。Minogue 将 PMX 信号调理系统 图1)与高精度力传感器连接到夹持玻璃纤维线轴的托盘上,以及流量计上。流量计控制每个两把斩波枪。一台条形码扫描仪连接到层压监视器(图2)为喷涂操作人员提供不间断的更新。每个操作员简单地扫描与每个部件的条形码。即可将材料使用情况与实际的指定量进行比较。

层压监控系统,向管理人员,库存人员等提供有关工作进度的状态更新,并向设施的工程和质量数据库报告结果(图3)。

图2. 用于玻璃纤维喷涂系统的层压监测软件

Minogue决定选择模块化信号调理解决方案作为他的材料监控系统的基础。他最初考虑使用单独的信号调理器来读取模拟设备的信号,但多信号通道的系统可以温度,湿度或其附加设备。当仅测量重量和流量信号时,16通道PMX系统能够连接八台斩波枪。

新的材料监控系统能够帮助运营商显著降低材料成本,并确保成品符合重量规格。对于Sea Ray 590 游艇来说,新技术的使用可以节约1,000磅玻璃纤维和树脂。新的材料监控系统将在两年内在其他不同游艇生产线上推出,例如 Bayliner,Boston Whaler等。

图 3. MMS 系统核心为 WGX002 PMX 模块化测量系统
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