CN112122810B - 远洋客船结构分段焊接位置自动计算方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种远洋客船结构分段焊接位置自动计算方法，属于船舶建造技术领域，包括以下步骤：S1、将装配树扩展、细化至焊缝级别；S2、将装配树上的各级焊缝节点分类聚合；S3、确定分类聚合后的焊缝焊接阶段；S4、确定子装配建造方向；S5、确定每一个零件应该何时、以何种姿态进行装配；S6、调整至装配建造的朝向；S7、确定焊接轴线即焊接面法向量的空间朝向；S8、确定焊接体开口朝向；S9、确定焊接位置；S10、完成焊接位置的自动计算。可以准确的焊接物量可以帮助现场管理实现精确的派工、派料，有效提高计划的合理性，减少生产资料在流转环节的浪费，对于高技术远洋客船结构分段精益制造起着至关重要的影响。

Description

远洋客船结构分段焊接位置自动计算方法
技术领域
本发明属于船舶建造技术领域，具体为一种远洋客船结构分段焊接位置自动计算方法。
背景技术
高技术远洋客船结构复杂、建造成本高。如何在设计阶段确定焊接的物量以及与其对应的工时定额对于船舶船体建造的成本管理有非常大的意义。焊接是船体建造过程中的关键工序，在船体建造总工时中，焊接工时约占30％～40％；船体建造成本中，焊接成本约占1/3左右。船舶焊接具有耗时长，成本高的特点。
焊接物量的计算需要依赖：(1)焊缝长度、(2)焊缝截面积、(3)焊材熔敷率。其中焊缝截面积主要由焊接坡口形式或者焊脚高度决定。焊材熔敷率是一个工艺参数，由焊材供应商提供。工时定额计算除上述参数以外，还需考虑焊接位置。焊接位置包括平焊、横焊、立焊、仰焊四种方法，对应四种不同焊接施工的身体姿态，代表着四种不同焊接难度。
2014年以前，焊接工时及物量是通过计算船体重量和转换系数估算而得的。转换根据船型的不同以及历史建造数据得到。这是一个非常粗略的估算方法。
2014年以后，有人提出通过抽取船体三维模型中焊缝长度数据估算焊接物量的方法，这依然是一个很粗略的估算方法。
2015年以后，韩国CADWIN公司提供的Smart Weld焊缝计算软件能够实现基于三位设计模型的坡口形式自动读取、基于经验公式的焊脚高度估算以及基于装配仿真算法的焊接位置计算。有效提高了焊接工时计算正确率。
我们提出了一种基于装配仿真的焊接位置自动计算解决方案，装配仿真依赖于对装配树的解析。装配树是表达一个船舶分段如何建造的一个树状架构表达图。现代造船模式下，船舶会被划分为若干分段进行建造。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种基于装配仿真的远洋客船结构分段焊接位置自动计算方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种远洋客船结构分段焊接位置自动计算方法，包括以下步骤：
S1、将装配树扩展、细化至焊缝级别；
S2、将装配树上的各级焊缝节点分类聚合；
S3、确定分类聚合后的焊缝焊接阶段；
S4、确定子装配建造方向；
S5、确定每一个零件应该何时、以何种姿态进行装配，即在已知装配树条件下，实现了从零件到分段的仿真装配过程；
S6、根据装配建造姿态，将焊缝平面法向量方向由三维模型的原生朝向，调整至装配建造的朝向；
S7、确定焊接轴线即焊接面法向量的空间朝向；
S8、确定焊接体开口朝向，焊接体开口朝向基于沿焊接轴线正切截面进行计算；
S9、确定焊接位置；
S10、完成焊接位置的自动计算。
进一步优化本技术方案，所述S1中，需要先遍历装配目录树，获得每个装配上的所有零件，再遍历某装配上的零件，获得零件上每一条焊缝，细化至焊缝级别。
进一步优化本技术方案，所述S3中，分类聚合后的每个焊缝焊接阶段分为：为其所属装配阶段焊接的阶段、为其所连接两个零件所分属装配中等级较高者、为其所连接两个零件分属装配的某个最低级共享父级装配共三个阶段。
进一步优化本技术方案，所述S4中，子装配建造方向包括以下具体步骤：
1)、对于由基面板以及板加强材组成的装配，装配方向为朝向装配重心一侧的基面法向量决定，装配基面定义为某个组立中被最多零件连接的零件，其中，多个以对接方式连接的零件视为一个零件；
2)、对于无基面板的虚拟装配，首先选择其子集中基面面积最大的板材作为装配基面；
3)、分段建造方向即装配树的树顶节点建造方向由输入条件“分段建造姿态”决定；
4)、散装零件装配方向由“分段建造姿态”决定。
进一步优化本技术方案，所述S7中，根据零件连接方式不同，分为对接焊接轴线与角接焊接轴线两种类型，其中，对接焊焊接轴线的确定为取焊缝平面与零件基面相交产生直线的方向向量；其中，角接焊焊接轴线的确定为取两角接零件基面相交产生直线的方向向量。
进一步优化本技术方案，所述S8中，根据零件连接方式不同，分为对接焊接体开口朝向确定和角接焊接体开口朝向确定两种类型。
进一步优化本技术方案，所述S9中，焊接位置综合考虑焊接轴线和焊接体朝向，分为角接和对接两种计算方法。
与现有技术相比，本发明提供了一种远洋客船结构分段焊接位置自动计算方法，具备以下有益效果：
该远洋客船结构分段焊接位置自动计算方法，可以准确的焊接物量可以帮助现场管理实现精确的派工、派料，有效提高计划的合理性，减少生产资料在流转环节的浪费，对于高技术远洋客船结构分段精益制造起着至关重要的影响。
附图说明
图1为本发明提出的一种远洋客船结构分段焊接位置自动计算方法的对接焊焊接轴线示意图；
图2为本发明提出的一种远洋客船结构分段焊接位置自动计算方法的角接焊焊接轴线示意图；
图3为本发明提出的一种远洋客船结构分段焊接位置自动计算方法的对接焊焊接体朝向示意图；
图4为本发明提出的一种远洋客船结构分段焊接位置自动计算方法的角接焊焊接体朝向示意图；
图5为本发明提出的一种远洋客船结构分段焊接位置自动计算方法的对接焊焊接位置计算表；
图6为本发明提出的一种远洋客船结构分段焊接位置自动计算方法的对接焊焊接位置示意图；
图7为本发明提出的一种远洋客船结构分段焊接位置自动计算方法的对接焊焊接位置计算表；
图8为本发明提出的一种远洋客船结构分段焊接位置自动计算方法的角接焊焊接位置示意图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明作进一步说明。
实施例：
一种远洋客船结构分段焊接位置自动计算方法，包括以下步骤：
S1、将装配树扩展、细化至焊缝级别；
S2、将装配树上的各级焊缝节点分类聚合；
S3、确定分类聚合后的焊缝焊接阶段；
S4、确定子装配建造方向；
S5、确定每一个零件应该何时、以何种姿态进行装配，即在已知装配树条件下，实现了从零件到分段的仿真装配过程；
S6、根据装配建造姿态，将焊缝平面法向量方向由三维模型的原生朝向，调整至装配建造的朝向；
S7、确定焊接轴线即焊接面法向量的空间朝向；
S8、确定焊接体开口朝向，焊接体开口朝向基于沿焊接轴线正切截面进行计算；
S9、确定焊接位置；
S10、完成焊接位置的自动计算。
具体的，所述S1中，需要先遍历装配目录树，获得每个装配上的所有零件，再遍历某装配上的零件，获得零件上每一条焊缝，细化至焊缝级别。
具体的，所述S3中，分类聚合后的每个焊缝焊接阶段分为：为其所属装配阶段焊接的阶段、为其所连接两个零件所分属装配中等级较高者、为其所连接两个零件分属装配的某个最低级共享父级装配共三个阶段。
具体的，所述S4中，子装配建造方向包括以下具体步骤：
1)、对于由基面板以及板加强材组成的装配，装配方向为朝向装配重心一侧的基面法向量决定，装配基面定义为某个组立中被最多零件连接的零件，其中，多个以对接方式连接的零件视为一个零件；
2)、对于无基面板的虚拟装配，首先选择其子集中基面面积最大的板材作为装配基面；
3)、分段建造方向即装配树的树顶节点建造方向由输入条件“分段建造姿态”决定；
4)、散装零件装配方向由“分段建造姿态”决定。
请参阅图1-2，具体的，所述S7中，根据零件连接方式不同，分为对接焊接轴线与角接焊接轴线两种类型，其中，对接焊焊接轴线的确定为取焊缝平面与零件基面相交产生直线的方向向量；其中，角接焊焊接轴线的确定为取两角接零件基面相交产生直线的方向向量。
请参阅图3-4，具体的，所述S8中，根据零件连接方式不同，分为对接焊接体开口朝向确定和角接焊接体开口朝向确定两种类型。
如图3所示，对接焊接体开口朝向确定：设两零件的坡口面与焊缝面夹角分别为α、β，则焊接体开口朝向与焊缝平面夹角为(α-β)/2，方向朝向坡口方向。
如图4所示，角接焊接体开口朝向确定：设两零件较小夹角角度为α。则较小焊接体开口朝向为与焊缝平面夹角为α/2，方向朝向角接零件。较大侧为(π-α)/2，方向朝向角接零件。
请参阅图5-8，具体的，所述S9中，焊接位置综合考虑焊接轴线和焊接体朝向，分为角接和对接两种计算方法。
其中，对接焊接的位置计算按照图5所示进行映射计算，并按照图6所示的焊接位置进行焊接。
其中，角接焊接的位置计算按照图5所示进行映射计算，并按照图6所示的焊接位置进行焊接。
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 (4)

1.一种远洋客船结构分段焊接位置自动计算方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、将装配树扩展、细化至焊缝级别；
S2、将装配树上的各级焊缝节点分类聚合；
S3、确定分类聚合后的焊缝焊接阶段；
S4、确定子装配建造方向；
S5、确定每一个零件应该何时、以何种姿态进行装配，即在已知装配树条件下，实现了从零件到分段的仿真装配过程；
S6、根据装配建造姿态，将焊缝平面法向量方向由三维模型的原生朝向，调整至装配建造的朝向；
S7、确定焊接轴线即焊接面法向量的空间朝向；
S8、确定焊接体开口朝向，焊接体开口朝向基于沿焊接轴线正切截面进行计算；
S9、确定焊接位置；
S10、完成焊接位置的自动计算；
所述S1中，需要先遍历装配目录树，获得每个装配上的所有零件，再遍历某装配上的零件，获得零件上每一条焊缝，细化至焊缝级别；
所述S3中，分类聚合后的每个焊缝焊接阶段分为：为其所属装配阶段焊接的阶段、为其所连接两个零件所分属装配中等级较高者、为其所连接两个零件分属装配的某个最低级共享父级装配共三个阶段；
所述S4中，子装配建造方向包括以下具体步骤：
对于由基面板以及板加强材组成的装配，装配方向为朝向装配重心一侧的基面法向量决定，装配基面定义为某个组立中被最多零件连接的零件，其中，多个以对接方式连接的零件视为一个零件；
对于无基面板的虚拟装配，首先选择其子集中基面面积最大的板材作为装配基面；
分段建造方向即装配树的树顶节点建造方向由输入条件“分段建造姿态”决定；
散装零件装配方向由“分段建造姿态”决定。
2.根据权利要求1所述的一种远洋客船结构分段焊接位置自动计算方法，其特征在于，所述S7中，根据零件连接方式不同，分为对接焊接轴线与角接焊接轴线两种类型，其中，对接焊焊接轴线的确定为取焊缝平面与零件基面相交产生直线的方向向量；其中，角接焊焊接轴线的确定为取两角接零件基面相交产生直线的方向向量。
3.根据权利要求1所述的一种远洋客船结构分段焊接位置自动计算方法，其特征在于，所述S8中，根据零件连接方式不同，分为对接焊接体开口朝向确定和角接焊接体开口朝向确定两种类型。
4.根据权利要求1所述的一种远洋客船结构分段焊接位置自动计算方法，其特征在于，所述S9中，焊接位置综合考虑焊接轴线和焊接体朝向，分为角接和对接两种计算方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113705012B (zh) * 2021-09-01 2023-12-12 江南造船(集团)有限责任公司 管段内零件焊接组合的处理方法、系统、设备及存储介质
CN114888496B (zh) * 2022-06-30 2023-08-29 中船黄埔文冲船舶有限公司 一种中组立焊丝物量的预测方法及装置

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2850597B1 (fr) * 2003-02-05 2005-12-23 Air Liquide Generateur de courant de soudage avec reglage du type de joint et de la position de soudage
KR101895784B1 (ko) * 2012-04-24 2018-10-05 대우조선해양 주식회사 선박 부재의 조립 트리 모델링 시스템 및 방법
CN103678797B (zh) * 2013-12-05 2016-06-08 江苏新时代造船有限公司 船舶焊接信息管理方法
CN110362954A (zh) * 2019-07-25 2019-10-22 江南造船(集团)有限责任公司 焊缝物量管控方法及系统

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