CN109284577B - 一种船体型线实尺放样转数学放样方法 - Google Patents
一种船体型线实尺放样转数学放样方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供一种船体型线实尺放样转数学放样方法，通过实尺放样的肋骨型线图、轮廓线图，量取肋骨线与纵剖线、水线的交点的高度值，在轮廓线图中在肋位上设置站线，将部分肋骨线定义为站线，得到数学放样所需的站线与水线、纵剖线的交点值，再进行数学放样，可将实尺放样转数学放样，得到数学放样的纵剖线图、水线图和站线图，再根据纵剖线、水线及定义肋距，插值生成肋骨线，生成的肋骨线与实尺放样型值基本吻合，依据型线放样后的数据可进行船体进行结构建模‑生成零件‑零件套料‑指令输出等后续工作，建造渔船的零件得以通过数控切割机数控下料，以此来保证零件的加工精度，提高渔船的建造质量。
Description
技术领域
本发明涉及船体型线放样光顺技术领域，特别是涉及一种船体型线实尺放样转数学放样方法。
背景技术
船体型线实尺放样是指将型线图中船体曲线按1:1的比例，通过带弹性的细木条或金属条绘制在放样地板上，分别对型线三视图中纵剖线、水线及站线进行三向光顺，三向视图中曲线均光顺后根据纵剖线、水线及肋距，在站线图中绘制肋骨线，依距肋骨线制成样板作为船体结构生产与检验的依据。
随着计算机在造船行业中的应用，又出现数学放样。即用数学方程式表示船体型线，以设计型值表和必需的轮廓线数值作为原始数据，将实尺放样的步骤利用计算机进行放样光顺，实现型线修改和肋骨线生成，以获取精确光顺的肋骨型线图及型线数据。数学放样包括(1) 输入水线、站线、纵剖线建立格子线；(2)填写“站线水线交点表”、“站线纵剖线交点表”生成型线；(3)生成空间线(轮廓线、龙骨线、舷墙顶线等)；(4)光顺；(5)生成肋骨线且光顺；(6)拼接全船型线等步骤。
数学放样可替代传统的实尺放样工作，还可为船体结构零件数控切割和成形加工等后续工序提供信息，对船体建造过程的自动化具有关键的作用。近年来，大、中型船厂在建造大型船舶时均已陆续实现数学放样，但国内还有一大批、尤其以建造钢质渔船为主的小型船厂，在进行渔船建造时还习惯于使用实尺放样的传统工艺绘制型线进行生产，后续船体结构的制作只能通过制成样板在钢板上进行手工切割，生产劳动强度大工作效率低。
随着船舶行业产能升级改造，渔船检验部门对渔船建造厂的资质审查日趋严格，要求建造渔船的零件必须通过数控切割机数控下料，以此来保证零件的加工精度，提高渔船的建造质量。如需得到数控下料的切割指令，初始工序的第一步就是需要对船体型线进行数学放样，再根据型线进行结构建模-生成零件-零件套料-指令输出等后续工作。因此迫切需要一种方法，将船厂实尺放样的型线转化为数学放样的型线。
完整的放样步骤是先三向光顺再插值绘制肋骨型线，大部分渔船建造厂进行实尺放样并未完全遵循完整的放样步骤，而是依据经验及母型船直接绘制肋骨线，无纵剖线与水线图，且无设计公司提供的原始型线图参考。而通过计算机进行数学放样的正常流程，是根据型线三视图中纵剖线、水线及站线进行三向光顺，三向视图中曲线均光顺后，再根据纵剖线、水线及定义肋距，插值生成肋骨线。因此，本发明方法面临的难点是，只能依据实尺放样的肋骨型线图、轮廓线图，通过计算机进行数学放样，且生成的肋骨型线图需与实尺放样的肋骨型线图吻合，具体型值吻合偏差则以船厂具体要求为准。
发明内容
针对上述现有技术中的不足之处，本发明的目的是提供一种操作简单、实用的船体型线实尺放样转数学放样方法。
为解决上述技术问题，本发明提供的船体型线实尺放样转数学放样方法，包括如下步骤：
步骤一：量取实尺放样的肋骨线型值；
步骤二：在CAD软件中，绘制基线和肋位标尺，根据船舶总图和主尺度绘制纵向轮廓线、0纵剖线和甲板线等，得到轮廓纵剖面图；
步骤三：在步骤二得到的轮廓纵剖面图中，根据船长确定站距，以船中站号分别向首尾两侧绘制站线，将所述站距的长度定义为肋距的长度的倍数，将站线设于肋位处，确定所述站线的位置；
步骤四：将所述步骤二得到的所述0纵剖线导入所述数学放样系统中，光顺所述0纵剖线；
步骤五：在数学放样系统中，将站线位置处量取的肋骨线型值输入到站线型值表中，站线与水线格子线交点的宽度值填入站线水线交点表中，站线与纵剖线格子线的高度值填入站线纵剖交点表中，得到站线图，光顺站线；
步骤六：将站线与水线交点的宽度值输入所述数学放样系统中，得到水线图；
步骤七：在所述数学放样系统中光顺站线，光顺水线；
步骤八：在步骤七得到的水线图中，根据光顺后的所述水线与纵剖线格子线的交点，插值所述水线与纵剖线的交点，得到型值数据完整的水线与纵剖线；
步骤九：进行站线、水线、纵剖线三向光顺；
步骤十：定义肋距，在所述数学放样系统中生成肋骨线。
步骤十一：将所述数学放样系统得到的肋骨线数据与所述实尺放样得到的肋骨线数据进行比较，若型值相差太大，在系统中将不符合要求的肋骨线转为站线，回到步骤九，再重新进行三向光顺。。
进一步地，步骤一中，根据实尺放样肋骨线的格子线，制作EXCEL 肋骨型值表，列单元格为肋位号，行单元格分别为纵剖线、水线；在实尺放样的放样地板上，以0水线为基准线，分别在各纵剖线上量取各肋骨线与纵剖线的交点的第一高度值，且将所述第一高度值数据对应填入所述EXCEL肋骨型值表的纵剖线栏中；在实尺放样的放样地板上，以0纵剖线为基准线，分别在各水线上量取各肋骨线与水线的交点的第二高度值，且将所述第二高度值数据对应填入所述EXCEL肋骨型值表的水线栏中。
进一步地，步骤三中，所述站距为所述肋距的偶数倍。
可选地，所述站距为所述肋距的4倍或6倍。
进一步地，步骤六中，在所述水线端部加水线圆头，根据所述水线走势加密站线。
进一步地，步骤七中，通过调整站线与水线交点的宽度值，进行站线、水线的二向光顺。
进一步地，步骤九中，通过调整水线与纵剖线交点的长度值，进行水线、纵剖线的二向光顺；再进行站线、水线、纵剖线三向光顺。
可选地，所述第一高度值和所述第二高度值采用卷尺测量。
本发明的有益效果在于：
本发明根据实尺放样的肋骨线型值及船体轮廓线，通过站线设于肋位处，将部分肋骨线定义为站线，通过型线放样软件进行型线三向光顺，生成的肋骨线与实尺放样型值基本吻合，依据型线放样后的数据可进行船体进行结构建模-生成零件-零件套料-指令输出等后续工作，建造渔船的零件得以通过数控切割机数控下料，以此来保证零件的加工精度，提高渔船的建造质量。
附图说明
图1为实施例的型值表模板。
图2为实施例的实尺放样的肋骨型线图的示意图。
图3为实施例的轮廓纵剖面示意图。
图4为实施例的站线图示意图。
图5为实施例的水线图示意图。
图6为实施例的纵剖线示意图。
图7为实施例的肋骨线示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本实施例的船体型线实尺放样转数学放样方法，包括如下步骤：
步骤一：量取实尺放样的肋骨线型值，参见图1，根据实尺放样肋骨线的格子线，制作EXCEL肋骨型值表，列单元格为肋位号，行单元格分别为纵剖线、水线；在实尺放样的放样地板上，以0水线为基准线，采用卷尺分别在各纵剖线上量取各肋骨线与纵剖线的交点的第一高度值，且将所述第一高度值数据对应填入所述EXCEL肋骨型值表的纵剖线栏中；在实尺放样的放样地板上，以0纵剖线为基准线，分别在各水线上量取各肋骨线与水线的交点的第二高度值，且将所述第二高度值数据对应填入所述EXCEL肋骨型值表的水线栏中。并且得到实尺放样的肋骨型线图，如图2所示。
步骤二：参见图3，在CAD软件中，绘制基线和肋位标尺，根据船舶总图和主尺度绘制纵向轮廓线、0纵剖线和甲板线，得到轮廓纵剖面图。
步骤三：在步骤二得到的轮廓纵剖面图中，根据船长确定站距，以船中站号分别向首尾两侧绘制站线；将所述站距的长度定义为肋距的长度的倍数，所述站距为所述肋距的偶数倍，后续放样是插值半档站线，便于后续放样，本实施例的所述站距为所述肋距的4倍或6倍；将站线设于肋位处，确定所述站线的位置。
步骤四：将所述步骤二得到的所述0纵剖线导入所述数学放样系统中，光顺所述0纵剖线。
步骤五：在数学放样系统中，将站线位置处量取的肋骨线型值输入到站线型值表中，站线与水线格子线交点的宽度值填入站线水线交点表中，站线与纵剖线格子线的高度值填入站线纵剖交点表中，在站线图中可得到各站线的样条曲线图形；光顺站线，本实施例在站线图中逐根光顺站线样条曲线，直至所有站线光顺，如图4所示，。
步骤六：将站线与水线交点的宽度值输入所述数学放样系统中，得到水线图，本实施例在水线端部加水线圆头，根据水线走势适当加密站线，控制水线样条曲线的走势。
步骤七：在所述数学放样系统中，通过调整站线水线交点的宽度值，进行站线、水线二向光顺，保证站线图中的各站线与水线图中的各水线均调整为光顺状态。
步骤八：在步骤七得到的水线图中，根据光顺后的所述水线与纵剖线格子线的交点，插值所述水线与纵剖线的交点，得到型值数据完整的水线与纵剖线，如图5、图6所示；
步骤九：对水线图中的水线样条曲线与纵剖线图中的纵剖样条曲线，通过调整水线与纵剖交点的长度值，进行水线、纵剖线二向光顺；再进行站线、水线、纵剖线三向光顺。
步骤十：定义肋距，数学放样系统根据光顺的水线与纵剖线，插值在站线图中生成肋骨线，如图7所示。
步骤十一：将所述数学放样系统得到的肋骨线数据与所述实尺放样得到的肋骨线数据进行比较，若型值差小于船厂的要求，则不做修改，工作完成；若型值相差太大，不符合船厂要求，在系统中将不符合要求的肋骨线转为站线，回到步骤九，再重新进行三向光顺，直至生成肋骨线数据符合要求。
在本实施中，通过步骤一、步骤二和步骤三，将部分肋骨线定义为站线，通过型线放样软件进行型线三向光顺，生成的肋骨线与实尺放样型值基本吻合，依据型线放样后的数据可进行船体进行结构建模-生成零件-零件套料-指令输出等后续工作，建造渔船的零件得以通过数控切割机数控下料，以此来保证零件的加工精度，提高渔船的建造质量。
综上，本实施例的船体型线实尺放样转数学放样方法通过在实尺放样中得到的肋骨线与水线交点、肋骨线与水线交点，且将站线确定在肋位处，使部分肋骨线定义为站线，将站线与纵剖线交点、站线与水线交点转化为肋骨线与水线交点、肋骨线与水线交点，即可得到数学放样需要的数据，生成的肋骨线与实尺放样型值基本吻合，依据型线放样后的数据可进行船体进行结构建模-生成零件-零件套料-指令输出等后续工作，建造渔船的零件得以通过数控切割机数控下料，以此来保证零件的加工精度，提高渔船的建造质量。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种船体型线实尺放样转数学放样方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一：量取实尺放样的肋骨线型值；
步骤二：在CAD软件中，绘制基线和肋位标尺，根据船舶总图和主尺度绘制纵向轮廓线、0纵剖线和甲板线，得到轮廓纵剖面图；
步骤三：在步骤二得到的轮廓纵剖面图中，根据船长确定站距，以船中站号分别向首尾两侧绘制站线，将所述站距的长度定义为肋距的长度的倍数，将站线设于肋位处，确定所述站线的位置；
步骤四：将所述步骤二得到的所述0纵剖线导入数学放样系统中，光顺所述0纵剖线；
步骤五：在数学放样系统中，将站线位置处量取的肋骨线型值输入到站线型值表中，站线与水线格子线交点的宽度值填入站线水线交点表中，站线与纵剖线格子线的高度值填入站线纵剖交点表中，得到站线图，光顺站线；
步骤六：将站线与水线交点的宽度值输入所述数学放样系统中，得到水线图；
步骤七：在所述数学放样系统中光顺站线，光顺水线；
步骤八：在步骤七得到的水线图中，根据光顺后的所述水线与纵剖线格子线的交点，插值所述水线与纵剖线的交点，得到型值数据完整的水线与纵剖线；
步骤九：进行站线、水线、纵剖线三向光顺；
步骤十：定义肋距，在所述数学放样系统中生成肋骨线；
步骤十一：将所述数学放样系统得到的肋骨线数据与所述实尺放样得到的肋骨线数据进行比较，若型值相差太大，在系统中将不符合要求的肋骨线转为站线，回到步骤九，再重新进行三向光顺。
2.根据权利要求1所述的船体型线实尺放样转数学放样方法，其特征在于，步骤一中，根据实尺放样肋骨线的格子线，制作EXCEL肋骨型值表，列单元格为肋位号，行单元格分别为纵剖线、水线；在实尺放样的放样地板上，以0水线为基准线，分别在各纵剖线上量取各肋骨线与纵剖线的交点的第一高度值，且将所述第一高度值数据对应填入所述EXCEL肋骨型值表的纵剖线栏中；在实尺放样的放样地板上，以0纵剖线为基准线，分别在各水线上量取各肋骨线与水线的交点的第二高度值，且将所述第二高度值数据对应填入所述EXCEL肋骨型值表的水线栏中。
3.根据权利要求1所述的船体型线实尺放样转数学放样方法，其特征在于，步骤三中，所述站距为所述肋距的偶数倍。
4.根据权利要求3所述的船体型线实尺放样转数学放样方法，其特征在于，所述站距为所述肋距的4倍或6倍。
5.根据权利要求1所述的船体型线实尺放样转数学放样方法，其特征在于，步骤六中，在所述水线端部加水线圆头，根据所述水线走势加密站线。
6.根据权利要求1所述的船体型线实尺放样转数学放样方法，其特征在于，步骤七中，通过调整站线与水线交点的宽度值，进行站线、水线的二向光顺。
7.根据权利要求5所述的船体型线实尺放样转数学放样方法，其特征在于，步骤九中，通过调整水线与纵剖线交点的长度值，进行水线、纵剖线的二向光顺；再进行站线、水线、纵剖线三向光顺。
8.根据权利要求2所述的船体型线实尺放样转数学放样方法，其特征在于，所述第一高度值和所述第二高度值采用卷尺测量。
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