CN107499454A - 一种基于ots的船体分段搭载精度的控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于OTS的船体分段搭载精度的控制方法，包括测量阶段、模拟阶段和吊装准备阶段。模拟阶段包括数据收集和转化步骤和数据分析步骤；进行数据收集和转化步骤时，将实测数据导入电脑并生成测量文件，再计算实测数据与理论数据的偏差值；进行数据分析步骤时，将总组分段和基准分段在电脑内模拟搭载，使总组分段到位后最佳形态时出现一个偏差值，即得到总组分段的余量数据；吊装准备阶段包括余量划线步骤和余量切割步骤；进行余量划线步骤时，根据余量数据，在总组分段上划出余量线；进行余量切割步骤时，沿余量线割除总组分段上的余量，使总组分段为无余量搭载。本发明的控制方法，使分段一次性吊装搭载成功，减少复位时间。
Description
技术领域
本发明涉及一种基于OTS(one time setting-一次性到位技术)的船体分段搭载精度的控制方法。
背景技术
传统的搭载定位方式一般采用二次定位，即先将一个分段(总段)吊入船坞(船台)进行定位，施工人员根据相关基准线对搭载分段(总段)进行余量线勘划，然后将龙门吊松掉，等余量切割后再进行二次定位(复位)，第一次定位的时候是切割余量，第二次才是分段的定位。这种传统的搭载方式时间比较长，定位、复位需在船坞内进行修整，无法快速搭载松钩。
随着船舶建造方法和模式的不断革新，原有的吊装生产模式已无法满足生产效率提升的需求。以一条200多个分段的船舶为例，如果在组立阶段质量控制得不好，总组和搭载时，有一半以上分段都要复位，龙门吊的负荷很大，生产效益不高，船坞周期很长。后来采取的扩大平台总组，加强分段精度控制，底部分段无余量下坞，提高原始坡口保留率，大型总段移位等措施，使造船速度越来越快。但是，在应用数字化船坞技术以后，对分段实施OTS模拟搭载，一次到位率虽有提高，但时常有复位，特别是首尾线型分段复位率就更高。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺陷而提供一种基于OTS的船体分段搭载精度的控制方法，它使每个分段都能一次性吊装搭载成功，减少了吊装时间，减少了复位时间，从而能不断压缩造船周期，显著提高生产效率。
本发明的目的是这样实现的：一种基于OTS的船体分段搭载精度的控制方法，包括测量阶段、模拟阶段和吊装准备阶段；其中，
所述测量阶段包括基准分段测量步骤和总组分段测量步骤；
进行基准分段测量步骤时，先选择在船坞内的基准分段进行精度关注点，接着使用全站仪测量基准分段上的精度关注点的三维坐标值，并将测量数据保存在所述全站仪的存储器内；
进行总组分段测量时，先选择位于平台上将要吊装的总组分段精度关注点，该总组分段上的精度关注点的位置应与基准分段上的精度关注点的位置对应，接着使用全站仪测量总组分段上的精度关注点的三维坐标值，并将测量数据保存在所述全站仪的存储器内；
所述模拟阶段包括数据收集和转化步骤和数据分析步骤；
进行数据收集和转化步骤时，先用数据线连接电脑和全站仪，使全站仪保存的总组分段的三维坐标值和基准分段的三维坐标值导入电脑，通过电脑内的一种基于三维CAD上的分段变形分析软件生成测量文件，即总组分段的立体图形和基准分段的立体图形，再将总组分段的立体图形与总组分段的理论模型自动套合，计算出总组分段的各个精度关注点的偏差值，还将基准分段的立体图形与基准分段的理论模型自动套合，计算出基准分段的各个精度关注点的偏差值；
当基准分段的立体图形与基准分段的理论模型之间的各个精度关注点的偏差值大于设计要求时，先将基准分段上将由该偏差值产生的余量割除，再使用全站仪重新测量基准分段，并再次通过电脑内的三维精度分析软件生成基准分段的立体图形，并与基准分段的理论模型自动套合，计算出各个精度关注点的偏差值，直到该偏差值小于设计要求；
进行数据分析步骤时，将总组分段的立体图形和基准分段的立体图形通过电脑内的仿真搭载软件进行模拟搭载，即在仿真搭载软件中移动或旋转总组分段的立体图形，使总组分段的立体图形达到与总组分段的理论模型最接近、实现总组分段上各个线型最理想并与基准分段的立体图形之间的间隙最达标的最佳位置，这时总组分段的立体图形与基准分段的立体图形之间出现一个偏差值，以此偏差值生成一个结果文件，得到总组分段的余量数据；
所述吊装准备阶段包括余量划线步骤和余量切割步骤；
进行余量划线步骤时，根据结果文件上的余量数据，在所述总组分段上划出余量线；
进行余量切割步骤时，沿所述余量线割除总组分段上的余量，使总组分段为无余量状态，便于总组分段与基准分段实际搭载时一次性到位。
上述的基于OTS的船体分段搭载精度的控制方法，其中，进行基准分段测量步骤时，选择精度关注点的数量原则是：直线型面的精度关注点的数量小于曲线型面的精度关注点的数量；总组分段上的精度关注点的数量大于基准分段上的精度关注点的数量。
本发明的基于OTS的船体分段搭载精度的控制方法具有以下特点：
1.能保证分段无余量搭载，使吊装时间明显缩短，提高龙门吊的使用率，为进一步缩短船坞周期奠定了基础；
2.能使分段一次性搭载到位，减少修割余量的时间，还能降低施工人员工作危险系数，减少高空作业，在地面完成修正，提高工人修割准确度；
3.使分段到位后不需要复位，减少复位时间，实现快速搭载，显著提高生产效率；
4.使线型分段模拟搭载后，更好的调整分段的对位；
5.船首和船尾分段模拟搭载，使精度更好。
附图说明
图1是本发明的基于OTS的船体分段搭载精度的控制方法的流程图；
图2a是本发明的控制方法落实在船体的一个基准分段的轴测图；
图2b是本发明的控制方法落实在船体的一个总组分段的轴测图；
图3a是在进行本发明的控制方法中的数据收集和转化步骤时基准分段的轴测图；
图3b是在进行本发明的控制方法中的数据收集和转化步骤时总组分段的轴测图；
图4是在进行本发明的控制方法中的数据分析步骤时总组分段与基准分段模拟搭载后的轴测图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明作进一步说明。
先请参阅图1，本发明的基于OTS的船体分段搭载精度的控制方法，包括测量阶段10、模拟阶段20和吊装准备阶段30。
测量阶段10包括基准分段测量步骤11和总组分段测量步骤12；
进行基准分段测量步骤11时，先选择在船坞内的基准分段进行精度关注点，选择直线型面的精度关注点的数量可以小于选择曲线型面的精度关注点的数量；接着使用全站仪测量基准分段的精度关注点的三维坐标值，并将测量数据保存在全站仪的存储器内；
进行总组分段测量时，先选择位于平台上将要吊装的总组分段精度关注点，该总组分段上的精度关注点的位置应与基准分段上的精度关注点的位置对应，并且总组分段上的精度关注点的数量大于基准分段上的精度关注点的数量，接着使用全站仪测量总组分段的精度关注点的三维坐标值，并将测量数据保存在全站仪的存储器内；
模拟阶段20包括数据收集和转化步骤21和数据分析步骤22；
进行数据收集和转化步骤21时，即能预先了解总组分段焊接后的变形、错位情况；先用数据线连接电脑和全站仪，使全站仪保存的总组分段的三维坐标值和基准分段的三维坐标值导入电脑，通过电脑内的一种基于三维CAD上的分段变形分析软件(ECO-BLOCK)生成测量文件ebg2，即总组分段的立体图形和基准分段的立体图形，再将总组分段的立体图形与总组分段的理论模型自动套合，计算出总组分段的各个精度关注点的偏差值，还将基准分段的立体图形与基准分段的理论模型自动套合，计算出基准分段的各个精度关注点的偏差值；
当基准分段的立体图形与基准分段的理论模型之间的各个精度关注点的偏差值大于设计要求时，先将基准分段上将由该偏差值产生的余量割除，再使用全站仪重新测量基准分段，并再次通过电脑内的三维精度分析软件生成基准分段的立体图形，并与基准分段的理论模型自动套合，计算出各个精度关注点的偏差值，直到该偏差值小于设计要求；
进行数据分析步骤22时，即分析总组分段搭载后的离空、错位等状态；将总组分段的立体图形和基准分段的立体图形通过电脑内的仿真搭载软件(ECO-OTS)进行模拟搭载，即在仿真搭载软件中移动或旋转总组分段的立体图形，使总组分段的立体图形达到与总组分段的理论模型最接近、实现总组分段上各个线型最理想并与基准分段的立体图形之间的间隙最达标的最佳位置，这时总组分段的立体图形与基准分段的立体图形之间出现一个偏差值，以此偏差值生成一个结果文件eog2，得到总组分段的余量数据；同时
吊装准备阶段30包括余量划线步骤31和余量切割步骤32；
进行余量划线步骤31时，根据结果文件eog2上的余量数据，在总组分段上划出余量线；
进行余量切割步骤32时，沿余量线将总组分段上的余量割除，使总组分段为一个无余量状态，便于总组分段与基准分段实际搭载时一次性到位。
下面就以两万箱集装箱船的11A分段为例说明本发明。11A分段是位于集装箱船的机舱分段的尾部，是带有挂舵臂的半立体分段，该挂舵臂上的舵孔在机舱分段拉线照光后穿舵轴，舵轴上安装舵，是一个对精度要求非常高的分段。
再请参阅图2a至图4，本发明的具体实施方式如下：
进行测量阶段10时，
先对在船坞中的基准分段200上选择了十个精度关注点，这十个精度关注点均位于将与11A分段100相接的一端面；接着用全站仪测量十个精度关注点的三维坐标，并将测量数据保存在全站仪的存储器内；
再对在平台上的11A分段100上选择了二十六个精度关注点，其中有二十一个精度关注点的位置位于与基准分段200相接的一端，其余五个精度关注点是位于与基准分段200向背的一端，该五个精度关注点主要为了分析11A分段100上的尾轴孔的中心线和舵轴孔的中心线偏差，即相交度偏差。在进行分析时，应以尾轴孔中心线为基准分析11A分段100的高低位置和左右位置；以尾轴孔末端为基准分析11A分段100的前后位置；接着用全站仪测量二十六个精度关注点的三维坐标，并将测量数据保存在全站仪的存储器内；
进行模拟阶段20时，
先用数据线连接电脑和全站仪，使全站仪保存的11A分段100的三维坐标值和基准分段200的三维坐标值导入电脑，通过电脑内的一种基于三维CAD上的分段变形分析软件(ECO-BLOCK)生成测量文件ebg2，即基准分段200的立体图形(图2a)和11A分段100的立体图形(见图2b)，还将基准分段200的立体图形与基准分段的理论模型自动套合，计算出基准分段200的十个精度关注点的偏差值；从图3a中看到，基准分段200上的十个精度关注点的三维坐标与理论模型之间都具有偏差值，有余量或者亏量，十个精度关注点的三维坐标值后面括号内的数字为正数时即为余量，括号内的数字为负数时即为亏量，括号内的数字为0时即为没有余量和亏量；并将11A分段100的立体图形与11A分段的理论模型自动套合，计算出11A分段100的二十六个精度关注点的偏差值，从图3b中看到，11A分段100上的二十六个精度关注点的三维坐标与理论模型之间也都具有偏差值，有余量或者亏量，二十六个精度关注点的三维坐标值后面括号内的数字为正数时即为余量，三维坐标值后面括号内的数字为负数时即为亏量，三维坐标值后面括号内的数字为0时即为没有余量和亏量。
当基准分段200的立体图形与基准分段的理论模型之间的各个精度关注点的偏差值大于设计要求时，先将基准分段200上将由该偏差值产生的余量割除，再使用全站仪重新测量基准分段200，并再次通过电脑内的三维精度分析软件生成基准分段200的立体图形，并与基准分段的理论模型自动套合，计算出各个精度关注点的偏差值，直到该偏差值小于设计要求；
进行数据分析步骤22时，将11A分段100的立体图形和基准分段200的立体图形通过电脑内的仿真搭载软件(ECO-OTS)进行模拟搭载，即在仿真搭载软件中移动或旋转11A分段100的立体图形，使11A分段100的立体图形达到与11A分段100的理论模型最接近、实现11A分段100上各个线型最理想并与基准分段200的立体图形之间的间隙最达标的最佳位置，这时11A分段100的立体图形与基准分段200的立体图形之间出现一个偏差值(见图4)，以此偏差值生成一个结果文件eog2，得到11A分段100的余量数据；
吊装准备阶段30包括余量划线步骤31和余量切割步骤32；
进行余量划线步骤31时，根据结果文件eog2上的余量数据，在11A分段100上划出余量线；
进行余量切割步骤32时，沿余量线将11A分段100上的余量割除，使11A分段100达到一个无余量的状态，便于11A分段100与基准分段200实际搭载时一次性到位。
以上实施例仅供说明本发明之用，而非对本发明的限制，有关技术领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以作出各种变换或变型，因此所有等同的技术方案也应该属于本发明的范畴，应由各权利要求所限定。
Claims (2)
1.一种基于OTS的船体分段搭载精度的控制方法，包括测量阶段、模拟阶段和吊装准备阶段；其特征在于，
所述测量阶段包括基准分段测量步骤和总组分段测量步骤；
进行基准分段测量步骤时，先选择在船坞内的基准分段进行精度关注点，接着使用全站仪测量基准分段上的精度关注点的三维坐标值，并将测量数据保存在所述全站仪的存储器内；
进行总组分段测量时，先选择位于平台上将要吊装的总组分段精度关注点，该总组分段上的精度关注点的位置应与基准分段上的精度关注点的位置对应，接着使用全站仪测量总组分段上的精度关注点的三维坐标值，并将测量数据保存在所述全站仪的存储器内；
所述模拟阶段包括数据收集和转化步骤和数据分析步骤；
进行数据收集和转化步骤时，先用数据线连接电脑和全站仪，使全站仪保存的总组分段的三维坐标值和基准分段的三维坐标值导入电脑，通过电脑内的一种基于三维CAD上的分段变形分析软件生成测量文件，即总组分段的立体图形和基准分段的立体图形，再将总组分段的立体图形与总组分段的理论模型自动套合，计算出总组分段的各个精度关注点的偏差值，还将基准分段的立体图形与基准分段的理论模型自动套合，计算出基准分段的各个精度关注点的偏差值；
当基准分段的立体图形与基准分段的理论模型之间的各个精度关注点的偏差值大于设计要求时，先将基准分段上将由该偏差值产生的余量割除，再使用全站仪重新测量基准分段，并再次通过电脑内的三维精度分析软件生成基准分段的立体图形，并与基准分段的理论模型自动套合，计算出各个精度关注点的偏差值，直到该偏差值小于设计要求；
进行数据分析步骤时，将总组分段的立体图形和基准分段的立体图形通过电脑内的仿真搭载软件进行模拟搭载，即在仿真搭载软件中移动或旋转总组分段的立体图形，使总组分段的立体图形达到与总组分段的理论模型最接近、实现总组分段上各个线型最理想并与基准分段的立体图形之间的间隙最达标的最佳位置，这时总组分段的立体图形与基准分段的立体图形之间出现一个偏差值，以此偏差值生成一个结果文件，得到总组分段的余量数据；
所述吊装准备阶段包括余量划线步骤和余量切割步骤；
进行余量划线步骤时，根据结果文件上的余量数据，在所述总组分段上划出余量线；
进行余量切割步骤时，沿所述余量线割除总组分段上的余量，使总组分段为无余量状态，便于总组分段与基准分段实际搭载时一次性到位。
2.根据权利要求1所述的基于OTS的船体分段搭载精度的控制方法，其特征在于，进行基准分段测量步骤时，选择精度关注点的数量原则是：直线型面的精度关注点的数量小于曲线型面的精度关注点的数量；总组分段上的精度关注点的数量大于基准分段上的精度关注点的数量。
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