CN101995213B - 双曲度板冷加工成型后的检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种双曲度板冷加工成型后的检测方法，包括以下步骤：在所述双曲度板上选择不在一条直线上的三个基准点；连接基准点，形成第一纵向基准线和第一横向基准线；在双曲度板的表面划出与第一纵向基准线平行的多条纵向基准线，在双曲度板的表面划出与第一横向基准线平行的多条横向基准线，这些纵向基准线和横向基准线相交形成多个交叉点；利用全站仪对三个基准点进行观测，由这三个基准点确定一个测量基准平面，利用全站仪对每个交叉点进行测量，记录每个交叉点到基准平面的距离；在双曲度板的设计模型上，计算出每个交叉点到基准平面的距离；比较每个交叉点的测量值和计算值。本发明不需要制作样板样箱，大大提高了检测效率和检测精度。
Description
技术领域
本发明涉及一种检测方法，更具体地说是涉及一种双曲度金属板在冷加工成型以后，对其成型精度进行测量检验的方法。
背景技术
船舶上所用的双曲度金属板一般采用冷加工成型工艺，冷加工成型后的双曲度板既有纵向弯曲，又有横向弯曲。现在，这种双曲度类型的结构经过加工后一般都是用样板或者样箱来检验，根据双曲度板与样板或者样箱的吻合程度来判断其成型精度，此种方法对于精度要求不是很高的结构可以达到目的。但是其缺点也显而易见的：首先得制作样板、样箱，然后需要对样板、样箱进行检验，最后才能用这一样板或样箱对加工后的双曲度结构进行检验，不同曲面特性的双曲度板需要制作不同的样箱，制造成本高，又费时费力；另外，对于尺寸比较大的结构检验过程又很繁琐，需要有相当技术水平的技工才能进行这些操作，某一环节出了差错，检验结果就可能产生偏差，由于双曲度板是一个多向曲面，空间形状复杂，所以采用样箱测量检验的效果不理想，返工率高，使用样箱检测加工后的双曲度板，其精度要求一般为±5mm，所以采用现有的检测方法，无法满足加工、检验较高精度双曲度板的要求。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种双曲度板冷加工成型后的检测方法，使用该方法可以很好地满足较高的精度要求。
为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种双曲度板冷加工成型后的检测方法，包括以下步骤：
A.在所述双曲度板上选择不在一条直线上的三个基准点；
B.连接其中的第一、第二基准点在双曲度板的表面划线，形成第一纵向基准线；连接第一、第三基准点在双曲度板的表面划线，形成第一横向基准线；
C.在双曲度板的表面划出与第一纵向基准线平行的多条纵向基准线，在双曲度板的表面划出与第一横向基准线平行的多条横向基准线，这些纵向基准线和横向基准线相交形成多个交叉点；
D.利用全站仪对所述三个基准点进行观测，由这三个基准点确定一个测量基准平面，然后利用全站仪对每个交叉点进行测量，记录每个交叉点到测量基准平面的距离；
E.在双曲度板的设计模型上，选择与步骤A中的三个基准点相对应的三个点，由这三个点确定一个计算基准平面，在双曲度板的设计模型上找到与步骤C中的每个交叉点相对应的计算点，计算出每个计算点到计算基准平面的距离；
F.比较每个交叉点在步骤D中的测量值和在步骤E中的计算值，如果某个交叉点的测量值与计算值的差值大于精度要求，则对交叉点处的形状进行修正，直到每个交叉点的测量值与计算值的差值均在精度要求范围内。
优选地，步骤A中的三个基准点选择在靠近双曲度板边缘的位置。
优选地，所述第一纵向基准线和第一横向基准线在所述测量基准平面内的投影互相垂直。
优选地，所有纵向基准线之间的间隔相同，所有横向基准线之间的间隔相同。
本发明的有益效果是：不需要制作样板样箱，大大提高了检测效率，操作简单；采用全站仪进行量化检测，检测精度大大提高；适应性强，特别是适用于船厂在钛合金、钢铁等船体建造过程中对大型双曲度板的检测，有利于降低建造成本、缩短造船周期。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
图1是在双曲度板上确定三个基准点并划出第一纵向基准线、第一横向基准线的示意图。
图2是在双曲度板上进一步划出多条纵向基准线、横向基准线的示意图。
图3是本发明双曲度板冷加工成型后的检测方法的原理示意图。
具体实施方式
本发明双曲度板冷加工成型后的检测方法的步骤如下：
A.在冷加工成型后的双曲度板100上选择不在一条直线上的三个基准点a、b、c，如图1所示，这三个基准点a、b、c最好选择在靠近双曲度板边缘的位置，这三个基准点a、b、c可以确定一个测量基准平面。
B.连接其中的第一、第二基准点a、b，用定尺规在双曲度板100的表面划线，形成第一纵向基准线1，第一纵向基准线1是经过第一、第二基准点a、b的垂直平面(即与上述测量基准平面垂直的平面)200与双曲度板100的交线；连接第一、第三基准点a、c，用定尺规在双曲度板100的表面划线，形成第一横向基准线A，第一横向基准线A是经过第一、第三基准点a、c的垂直平面300与双曲度板100的交线，为了后续的计算方便，第一纵向基准线1和第一横向基准线A在所述测量基准平面内的投影最好互相垂直。
C.如图2所示，在双曲度板100的表面划出与第一纵向基准线1平行的多条纵向基准线2-8(与垂直平面200相平行的一系列平面与与双曲度板100的交线)，在双曲度板的表面划出与第一横向基准线A平行的多条横向基准线B-I(与垂直平面300相平行的一系列平面与与双曲度板100的交线)，这些纵向基准线1-8和横向基准线A-I相交形成多个交叉点，为了后续的计算方便，这些纵向基准线1-8之间的间隔最好相同，也就是它们在所述测量基准平面内的投影之间的距离是相同的；同样，这些横向基准线A-I之间的间隔最好也相同，也就是它们在所述测量基准平面内的投影之间的距离是相同的。为了保证步骤B、C中的每一条基准线都分别位于一个垂直于测量基准平面的平面内，在划线时，可将双曲度板固定在钳工平台上，并将这三个基准点a、b、c调到同一高度，也就是将测量基准平面调为水平面，然后再用定尺规划出各基准线。
D.将划好基准线的双曲度板找一个便于观测的任意位置放好，在离开双曲度板一定距离的位置架设全站仪，使用电子水准气泡整平全站仪(全站仪的全称为全站式电子速测仪，是一种集经纬仪、电子测距仪、外部计算机软件系统为一体的现代光学测量仪器。它可以在一个站位完成水平角、垂直角、距离、高差等的全部测量工作)。如图3所示，利用全站仪对三个基准点a、b、c进行观测，并将由这三个基准点确定的平面设为全站仪的测量基准平面，然后利用全站仪对双曲度板100上的每个交叉点进行测量，测出每个交叉点到测量基准平面400的距离，比如双曲度板100上的交叉点C2到测量基准平面400的距离就是交叉点C2与其在测量基准平面400上的投影C’2’之间的距离，(在图3中为了直观起见，使测量基准平面400与双曲度板100离开了一定距离，实际上测量基准平面400与双曲度板100是相交的)，同样，交叉点C4到C’4’之间距离、E6到E’6’之间的距离就是要测量的距离值。每个交叉点到测量基准平面400的距离其实就是每个交叉点与三个基准点之间的高差，用全站仪可以直接测出这些高差值，记录每个交叉点的高差测量值，如下表一如示；
表一双曲度板实际测量值
| A | B | C | D | E | F | G | H | I | |
| 8 | - | 2.5 | 7.3 | 9.6 | 10.3 | 9.6 | 6.3 | 1.7 | -4.9 |
| 7 | 0 | 6.3 | 10 | 13.4 | 13.8 | 11.3 | 9.6 | 4.8 | -1.6 |
| 6 | 2.8 | 6.9 | 11.5 | 14.6 | 15.2 | 13.4 | 10.7 | 6.7 | 0.2 |
| 5 | - | 8.9 | 12.7 | 14.7 | 15.8 | 16.1 | 11.2 | 7.6 | 3.7 |
| 4 | - | 9 | 13.7 | 15.1 | 15.4 | 15.1 | 12 | 7.8 | 6.3 |
| 3 | 3.3 | 8.3 | 12.3 | 14.8 | 14.6 | 14 | 11.1 | 8.1 | 2.1 |
| 2 | 2.6 | 7 | 10.2 | 12.3 | 13.1 | 12.3 | 10.5 | 7.2 | 0.3 |
| 1 | 0 | 4.5 | 7.5 | 9.8 | 10.4 | 10.3 | 8.9 | 4.8 | 0 |
表一中测量值为0的A1、I1、A7就对应着双曲度板上的三个基准点a、b、c，表中的A4、A5、A8无值，表示这几个交叉点不在双曲度板上。
E.利用计算机放样，在双曲度板的设计模型上，选择与步骤A中的三个基准点相对应的三个点，由这三个点确定一个计算基准平面，在双曲度板的设计模型上找到与步骤C中的每个交叉点相对应的计算点，计算出每个计算点到计算基准平面的距离，计算值如下表二如示；
表二经过放样的每个交叉点的理论计算值
| A | B | C | D | E | F | G | H | I | |
| 8 | - | 1.8 | 5.7 | 7.9 | 8.7 | 7.9 | 5.8 | 2.2 | -2.9 |
| 7 | 0 | 5.5 | 9.2 | 11.2 | 11.8 | 10.8 | 8.4 | 4.5 | -0.8 |
| 6 | 2.8 | 8.1 | 11.7 | 13.6 | 14.1 | 12.9 | 10.3 | 6.2 | 0.8 |
| 5 | - | 9.6 | 13.2 | 15.1 | 15.4 | 14.2 | 11.4 | 7.3 | 1.7 |
| 4 | - | 9.9 | 13.5 | 15.4 | 15.8 | 14.6 | 11.8 | 7.7 | 2.2 |
| 3 | 4.1 | 9.2 | 12.7 | 14.7 | 15.2 | 13.9 | 11.4 | 7.4 | 2 |
| 2 | 2.9 | 7.5 | 11.1 | 13.1 | 13.7 | 12.7 | 10.3 | 6.5 | 1.3 |
| 1 | 0 | 5.1 | 8.6 | 10.8 | 11.5 | 10.8 | 8.6 | 4.9 | 0 |
F.比较每个交叉点在步骤D中的测量值和在步骤E中的计算值，每个交叉点的测量值与计算值的差值如表三所示：
表三测量值与计算值的比较结果(打*号的表示偏差超过1mm)
| A | B | C | D | E | F | G | H | I | |
| 8 | - | 0.7 | *1.6 | *1.7 | *1.6 | *1.7 | 0.5 | 0.5 | *-2 |
| 7 | 0 | 0.8 | 0.8 | *2.2 | *2 | 0.5 | *1.2 | 0.3 | *2.4 |
| 6 | 0 | *-1.2 | -0.2 | 1 | *1.1 | 0.5 | 0.4 | 0.5 | -0.6 |
| 5 | - | -0.1 | 0.5 | -0.4 | 0.4 | *1.9 | -0.2 | 0.3 | 2 |
| 4 | - | -0.9 | 0.2 | -0.3 | -0.4 | 0.5 | 0.2 | 0.1 | *3.1 |
| 3 | -0.8 | -0.9 | -0.4 | 0.1 | -0.6 | 0.1 | -0.3 | 0.7 | 0.1 |
| 2 | -0.3 | -0.5 | -0.9 | -0.8 | -0.6 | -0.4 | 0.2 | 0.7 | -1 |
| 1 | 0 | -0.6 | *-1.1 | -1 | *-1.1 | -0.5 | 0.3 | -0.1 | 0 |
如果精度要求为1mm，则表三中打*号的点的差值大于1mm，不符合精度要求，需要对交叉点处的局部形状进行修正，直到每个交叉点的测量值与计算值的差值均在精度要求范围内。从表三可以看出第8行(对应于第八纵向基准线)显示弧度过大，第I列(对应于第九横向基准线)部分显示为波浪形，F5交叉点凹陷较大，其它部位数据过渡还算相对平稳。对于没有达到精度要求的第8行和第I列，通过冷加工局部矫正可以修正其过大的弧形，使最终成型的双曲度板能够达到±1mm以内。
从上述检测过程可以看出，本发明的另一个优点是对于被测量物体的放置要求较低，可以任意放置，只要全站仪物镜能观测到即可，因而对精度要求高、测量位置设置困难的结构有很好的扩展适用效果。
Claims (4)
1.一种双曲度板冷加工成型后的检测方法，其特征是，包括以下步骤：
A.在所述双曲度板上选择不在一条直线上的三个基准点；
B.连接其中的第一、第二基准点在双曲度板的表面划线，形成第一纵向基准线；连接第一、第三基准点在双曲度板的表面划线，形成第一横向基准线；
C.在双曲度板的表面划出与第一纵向基准线平行的多条纵向基准线，在双曲度板的表面划出与第一横向基准线平行的多条横向基准线，这些纵向基准线和横向基准线相交形成多个交叉点；
D.将所述双曲度板任意放置，利用全站仪对所述三个基准点进行观测，由这三个基准点确定一个测量基准平面，然后利用全站仪对每个交叉点进行测量，记录每个交叉点到测量基准平面的距离；
E.在双曲度板的设计模型上，选择与步骤A中的三个基准点相对应的三个点，由这三个点确定一个计算基准平面，在双曲度板的设计模型上找到与步骤C中的每个交叉点相对应的计算点，计算出每个计算点到计算基准平面的距离；
F.比较每个交叉点在步骤D中的测量值和在步骤E中的计算值，如果某个交叉点的测量值与计算值的差值大于精度要求，则对交叉点处的形状进行修正，直到每个交叉点的测量值与计算值的差值均在精度要求范围内。
2.根据权利要求1所述的检测方法，其特征是，步骤A中的三个基准点选择在靠近双曲度板边缘的位置。
3.根据权利要求1所述的检测方法，其特征是，所述第一纵向基准线和第一横向基准线在所述测量基准平面内的投影互相垂直。
4.根据权利要求1所述的检测方法，其特征是，所有纵向基准线之间的间隔相同，所有横向基准线之间的间隔相同。
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