CN112339930A - 一种船舶艏柱铸钢件三维建模及精度控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种船舶艏柱铸钢件三维建模及精度控制方法，铸钢件与艏柱分段结构组装成船舶艏部分段，所述铸钢件中各层结构与船舶艏部分段中各平台结构相对接，包括以下步骤：S1、确定与铸钢件相连接的各平台结构所在平面的位置；S2、获取铸钢件在各平面中的三维坐标数据值，确定剖面形状图；S3、将S2中获得的所有剖面形状图中的对应点光顺连接，获得铸钢件的三维模型。本发明的有益之处在于，提出一种船舶艏柱铸钢件三维建模及精度控制方法，可以对外购铸钢件整体形状的精度进行控制及检验，对确定铸钢件厂家浇筑母型模具精度、铸钢各层高间距尺寸、铸钢件中心剖面直线冲印点以及铸钢件外表面曲度光顺度等工作起到优化改善作用。

Description

一种船舶艏柱铸钢件三维建模及精度控制方法
技术领域
本发明涉及船舶建造技术领域中的一种船舶艏柱铸钢件三维建模及精度控制方法。
背景技术
根据船舶艏柱分段工艺技术要求安装铸钢件，需要吊装外购产品铸钢件与分段结构在胎架上组装合拢。在此过程中，发现一方面铸钢件内部对应结构的中心线与分段结构上的中心线存在精度偏差，另一方面铸钢件结构外表面与分段外板结构的曲度线型不光顺，在对接过程中存在错位、凹凸不平的现象，促使生产一线对艏柱铸钢件进行大量的铸钢预热与打磨修补作业。由于外购产品铸钢件的质量关系着生产性效率、生产成本以及生产周期等项目的运转，目前亟需一种三维建模及精度控制方法，帮助船舶外购铸钢件厂家制作符合船东要求的产品，并为本领域里的铸钢件产品精度控制与检验技术奠定良好的基础。
发明内容
针对上述缺陷，本发明的目的在于提供一种有助于提升船舶艏柱铸钢件产品质量的三维建模及精度控制方法。
本发明提供了一种船舶艏柱铸钢件三维建模及精度控制方法，铸钢件与艏柱分段结构组装成船舶艏部分段，所述铸钢件中各层结构与船舶艏部分段中各平台结构相对接，包括以下步骤：
S1、确定与铸钢件相连接的各平台结构所在平面的位置；
S2、获取铸钢件在各平面中的三维坐标数据值，确定剖面形状图；
S3、将S2中获得的所有剖面形状图中的对应点光顺连接，获得铸钢件的三维模型。
优选地，在S1中，与铸钢件相连接的各平台结构所在平面为5545A/B、8440A/B、11335A/B、14230A/B、15678A/B、17125A/B、17225A/B、F428+300和F428+155。
优选地，在S2中，将船舶中纵剖面的艏端点至铸钢件艉部所在方向作为X轴方向，以船舶的高度方向作为Z轴方向，确定Y轴方向，沿X轴方向或Z轴方向进行等间距划分，获取位于剖面形状边沿的点的三维坐标数据，连接各点，得到剖面形状图。
优选地，在S2中，确保所有剖面形状图的中心线位于同一垂直面中。
优选地，还包括S4：按照S3获得的三维模型浇注铸钢件，运用全站仪(30)检验铸钢件的浇筑质量。
优选地，运用叁铭G3软件完成铸钢件三维建模与精度控制工作。
本发明的有益之处在于，提出一种船舶艏柱铸钢件三维建模及精度控制方法，可以对外购铸钢件整体形状的精度进行控制及检验，对确定铸钢件厂家浇筑母型模具精度、铸钢各层高间距尺寸、铸钢件中心剖面直线冲印点以及铸钢件外表面曲度光顺度等工作起到优化改善作用。本发明有助于确保铸钢件浇筑精度尺寸满足技术要求，同时为生产一线施工人员建造艏柱分段结构与铸钢件，实现精度对接提供了精度技术依据，从而大幅提升生产效率，减少现场返修作业。
附图说明
图1是铸钢件在主船体中的侧视安装图；
图2是铸钢件在主船体中的俯视安装图；
图3为铸钢件17425A/B处的剖面形状图；
图4为铸钢件在17225A/B处的剖面形状图；
图5为铸钢件在17125A/B处的剖面形状图；
图6为铸钢件在15678A/B处的剖面形状图；
图7为铸钢件在14230A/B处的剖面形状图；
图8为铸钢件在11335A/B处的剖面形状图；
图9铸钢件在8440A/B处的剖面形状图；
图10铸钢件在5545A/B处的剖面形状图；
图11铸钢件在F428+300肋位处的剖面形状图；
图12铸钢件在F428+155肋位断点处的剖面形状图；
图13是铸钢件的三维模型图；
图14是使用全站仪检验铸钢件浇注精度的示意图。
元件标号说明：
10 艏柱分段结构
20 铸钢件
30 全站仪
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。这些实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“竖直”、“水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
如图1和图2所示，铸钢件20与艏柱分段结构10组装成船舶艏部分段，铸钢件20中各层结构与船舶艏部分段中各平台结构相对接，铸钢件20外表面曲度线型与船舶艏部分段外板的曲度线型配合连接。为避免出现外购厂家所制作的铸钢件20质量无法满足精度要求的现象，本发明提供了一种船舶艏柱铸钢件三维建模及精度控制方法，包括以下步骤：
S1、确定与铸钢件20相连接的各平台结构所在平面的位置。
由图1和图2可知，铸钢件20主要设置在船舶艏柱左右两侧，其下口位于4509A/B处，上口位于17425A/B处，两侧铸体与分段外板相连接，与铸钢件20相连接的各平台结构所在平面的位置分别为5545A/B、8440A/B、11335A/B、14230A/B、15678A/B、17125A/B、17225A/B、F428+300和F428+155。
S2、获取铸钢件20在各平面中的三维坐标数据值，确定剖面形状图。
根据外购铸钢件的侧视图和俯视图对铸钢件20三维建模，创建以艏柱分段结构10与铸钢件外型曲度形状及各平面所对应的中心线位置。
如图3-12所示，将船舶中纵剖面的艏端点(A)至铸钢件艉部(B)所在方向作为X轴方向，以船舶的高度方向作为Z轴方向，确定Y轴方向。确保所有剖面形状图的中心线位于同一垂直面中，且中心线上各点的Y值均为0mm，便于后续创建三维模型，得出精确的数据。
针对铸钢件在5545A/B、8440A/B、11335A/B、14230A/B、15678A/B、17125A/B和17225A/B等水平面上的剖面形状图，中心线平行于X轴方向，将中心线按间距150mm进行等分，在每个等分点处根据分段外板的半宽确定位于剖面形状边沿的点的三维坐标数据，连接各点，获得剖面形状图。
针对铸钢件在F428+300和F428+155等垂直面上的剖面形状图，中心线平行于Z轴方向，将中心线按固定间距进行等分，确定位于剖面形状边沿的点的三维坐标数据，连接各点，获得剖面形状图。
S3、如图13所示，将S2中获得的所有剖面形状图中的对应点光顺连接，获得铸钢件20的三维模型。
S4：如图14所示，按照S3获得的三维模型浇注铸钢件20，运用全站仪30检验铸钢件20的浇筑质量。
本发明的技术要求如下：
1)铸钢件中各层铸体结构的中心线印记精度要求为±1mm以内，各层距基线高度的精度要求为±3mm；
2)铸钢件上口取断点与下口取断点的长度精度要求为±6mm；
3)铸钢件外表面的对接面的曲度线型光顺精度要求为±3mm以内，非对接面的凹凸精度要求控制在±10mm；
4)铸钢件整体扭曲度的精度要求控制范围±8mm以内。
本发明根据船舶建造技术工艺规范要求，运用叁铭G3软件完成铸钢件三维建模与精度控制工作。
本发明的有益之处在于，提出一种船舶艏柱铸钢件三维建模及精度控制方法，可以对外购铸钢件整体形状的精度进行控制及检验，对确定铸钢件厂家浇筑母型模具精度、铸钢各层高间距尺寸、铸钢件中心剖面直线冲印点以及铸钢件外表面曲度光顺度等工作起到优化改善作用。本发明有助于确保铸钢件浇筑精度尺寸满足技术要求，同时为生产一线施工人员建造艏柱分段结构与铸钢件，实现精度对接提供了精度技术依据，从而大幅提升生产效率，减少现场返修作业。
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 (6)

1.一种船舶艏柱铸钢件三维建模及精度控制方法，铸钢件(20)与艏柱分段结构(10)组装成船舶艏部分段，所述铸钢件(20)中各层结构与船舶艏部分段中各平台结构相对接，其特征在于，包括以下步骤：
S1、确定与铸钢件(20)相连接的各平台结构所在平面的位置；
S2、获取铸钢件(20)在各平面中的三维坐标数据值，确定剖面形状图；
S3、将S2中获得的所有剖面形状图中的对应点光顺连接，获得铸钢件(20)的三维模型。
2.根据权利要求1所述的船舶艏柱铸钢件三维建模及精度控制方法，其特征在于，在S1中，与铸钢件(20)相连接的各平台结构所在平面的位置分别为5545A/B、8440A/B、11335A/B、14230A/B、15678A/B、17125A/B、17225A/B、F428+300和F428+155。
3.根据权利要求1所述的船舶艏柱铸钢件三维建模及精度控制方法，其特征在于，在S2中，将船舶中纵剖面的艏端点至铸钢件(20)艉部所在方向作为X轴方向，以船舶的高度方向作为Z轴方向，确定Y轴方向，沿X轴方向或Z轴方向进行等间距划分，获取位于剖面形状边沿的点的三维坐标数据，连接各点，得到剖面形状图。
4.根据权利要求1所述的船舶艏柱铸钢件三维建模及精度控制方法，其特征在于，在S2中，确保所有剖面形状图的中心线位于同一垂直面中。
5.根据权利要求1所述的船舶艏柱铸钢件三维建模及精度控制方法，其特征在于，还包括S4：按照S3获得的三维模型浇注铸钢件(20)，运用全站仪(30)检验铸钢件(20)的浇筑质量。
6.根据权利要求1所述的船舶艏柱铸钢件三维建模及精度控制方法，其特征在于，运用叁铭G3软件完成铸钢件三维建模与精度控制工作。
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