CN113798770B - 一种壳体上焊接件安装定位方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出的是一种壳体上焊接件安装定位方法。从理论设计模型中提取焊接件安装定位信息，形成焊接件安装定位型值表；依据型值表，利用伸缩测量杆尺，在壳体实物内表面划出焊接件安装定位中心点利用三维激光跟踪仪，测量划出的焊接件安装定位中心点型值并与型值表比对，完成焊接件安装定位型值的检验。本发明可快速从设计模型中提取焊接件相关信息，为现场施工人员和检验人员提供必要的型值信息以方便现场施工和检验，解决了在壳体上使用盘尺测量的不便、测量准确性差、划线数量多、工作量大的问题，即满足焊接件安装定位的准确性，又减少了划线和检验工作量，提升壳体上焊接件安装定位效率。适宜作为一种壳体上焊接件安装定位方法应用。

Description

一种壳体上焊接件安装定位方法

技术领域

本发明涉及船舶领域的划线，涉及压力容器或其它水密壳体上焊接件安装定位，从壳体理论设计模型中提取焊接件安装定位型值，壳体上焊接件安装定位的划线过程。特别是涉及一种壳体上焊接件安装定位方法。

背景技术

在压力容器或其它水密壳体上进行焊接件安装定位的开孔要慎之又慎，开孔位置及大小必须100%正确，且满足划线偏差≤±1mm、开孔位置偏差≤±2mm、开孔尺寸偏差≤±1mm的要求，如果安装定位错误，造成壳体返修，会造成无法逆转且不可挽回的影响。

为了准确安装定位，达到施工质量要求，需在壳体内表面先进行划线，划出焊接件安装定位位置及开孔形状，然后对焊接件安装定位位置及开孔形状进行检验，检验完全合格后，才可按所划线开孔形状进行切割。焊接件布置在壳体上相邻两个肋位之间，平面上焊接件的安装定位和开孔相对简单，只需要划出长宽值即可定位焊接件安装定位中心点，圆柱体、正锥体、斜锥体上焊接件的安装定位表达一般是按其安装中心距某肋位在长度方向的投影距离L以及距离壳体上心线或心线在壳体内表面的弧长距离S来表述，现场实施时需要在壳体内表面划每条肋位线，再以L值计算出壳体母线长L1，再以L1定位划出焊接件安装定位中心点所在的偏移肋位线，找到沿偏移肋位线距离上心线为S的定位点。壳体上焊接件安装定位所需划线工作量巨大，且在壳体圆周上使用盘尺测量施工不便，难以保证测量准确，耗时较长。

随着数字化设计的发展，设计单位向工厂提供焊接件安装定位理论设计模型，不提供焊接件安装图册，因此工厂需要从 CATIA模型中提取焊接件相关信息，即要满足焊接件定位的准确性，又要简化划线和检验程序，减少施工人员和检验人员的工作量，因为在大型壳体上使用盘尺测量尺寸困难、划线定位更困难，定位的准确性又至关重要，这就要求提出一种壳体上焊接件安装定位方法，可快速提取壳体上焊接件安装定位型值并且方便现场施工和检验。

发明内容

本发明的目的在于提供一种壳体上焊接件安装定位方法，本发明依据斜锥体、正锥体和圆柱体特点，给出简便的定位型值，减少划线工作量，克服难以使用盘尺测量圆周长度的不足，提升焊接件安装定位的准确性和效率。

本发明解决技术问题所采用的技术方案是：

一种壳体上焊接件安装定位方法包括以下步骤：

(1)从分段理论设计模型中提取壳体(圆柱体、正锥体或斜锥体)长度、首端的圆心位置、首端的圆半径值、尾端的圆位置、尾端的圆半径值，明确壳体尺寸数据。

(2)分别找出壳体的首端、尾端圆的上心、下心、左心、右心，对应连线即可在壳体理论设计模型内表面上作出左心线、右心线、上心线、下心线，分别作出左心线、右心线、上心线、下心线与每道肋位平面的交点；作出焊接件中心轴线与壳体理论设计模型内表面的交点，即为焊接件安装定位中心点，依据焊接件安装定位中心点作出焊接件安装定位中心点所在偏移肋位线。

(3)判断壳体上焊接件安装定位中心点距壳体左心线、右心线、上心线、下心线的距离，以距离较近的心线为基准计算焊接件安装定位中心点型值；以“左，距上心”标记焊接件位于左侧且距上心线较，“右，距上心”标记焊接件位于右侧且距上心线较近，“左，距下心”标记焊接件位于左侧且距下心线较近，“右，距下心”标记焊接件位于右侧且距下心线较近。

(4)判断壳体上焊接件安装定位中心点在船长度方向的定位，如果距上心线较近且位于相邻两个肋位之间，则提取相邻两个肋位在上心线上的交点与焊接件安装定位中心点的直线距离，作为焊接件安装定位中心点位置信息；如果距上心线较近且位于壳体最小肋位与首端之间，则提取壳体最小肋位和首端在上心线上的交点与焊接件安装定位中心点的直线距离，作为焊接件安装定位中心点位置信息；如果距上心线较近且位于壳体最大肋位与尾端之间，则提取壳体最大肋位和尾端在上心线上的交点与接件安装定位中心点的直线距离，作为焊接件安装定位中心点位置信息；同理，如果距下心线或者左心线、右心线较近可参照上述执行。

(5)依据上述步骤，开发CAA程序实现依次记录壳体上焊接件安装定位中心标记信息和位置信息，形成焊接件安装定位型值表。

(6)壳体制作完成后，将壳体以首端或尾端为底放置在平台上，现场施工人员在壳体内表面上找出首端、尾端圆的上、下心、左心、右心，对应连线，划出壳体上心线、下心线、左心线、右心线，划出各肋位在各心线上的交点，在各个交点上打出洋冲眼并以记号笔写下对应肋位号作为标识。

(7)现场施工人员按照焊接件安装定位型值表，依据焊接件安装定位标记信息，在壳体实物内表面，以对应心线交点为圆心心线交点距焊接件安装定位中心点距离为半径，利用伸缩测量杆尺，在应心线的一侧、对应肋位之间分别划出两道圆弧，两道圆弧的交点即为焊接件安装定位中心点，在两道圆弧的交点上打上洋冲眼，完成焊接件安装定位中心点的定位。

(8)质量管理人员，在壳体内部架设三维激光跟踪仪，建立默认测量坐标系，分别测量对应心线交点的坐标值以及焊接件安装定位中心点的坐标值，在三维激光跟踪仪配套软件中分别计算出心线交点焊接件安装定位中心点的距离值，与焊接件安装定位型值表比对，如各项型值符合划线偏差≤±1mm、安装定位偏差≤±2mm的公差要求，则完成壳体上焊接件安装定位中心点的检验，检验合格。

本发明的有益效果是，从理论设计模型中直接提取焊接件安装定位型值，减少了中间过程，可保证壳体上焊接件建造实物与模型的一致性，提出的壳体上焊接件安装定位方法可有效减少划线工作量提高工作效率，规避了使用盘尺在壳体圆周上测量弧长尺寸困难大、测量准确度难以保证的问题，利用三维激光跟踪仪测量可简化检验程序，减少检验人员的工作量，方便现场施工和检验。适宜作为一种壳体上焊接件安装定位方法应用。

附图说明

图1为斜锥壳体上电缆杯形管节焊接件安装定位径向示意图；

图2为斜锥壳体上电缆杯形管节焊接件安装定位轴向示意图。

图中：1.壳体；2.首端；3.尾端；4.上心线；5.左心线；6.下心线；7.右心线；8.焊接件中心轴线；9.焊接件在壳体上开孔的中心点；10.焊接件安装定位中心点所在偏移肋位线；11.肋位平面n在壳体上心线上的交点；12.肋位平面n+1在壳体上心线上的交点；13.圆弧划线Ⅰ；14.圆弧划线Ⅱ；n-1肋位平面，n肋位平面，n+1肋位平面。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。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。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，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。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本发明中，在不矛盾或冲突的情况下，本发明的所有实施例、实施方式以及特征可以相互组合。在本发明中，常规的设备、装置、部件等，既可以商购，也可以根据本发明公开的内容自制。在本发明中，为了突出本发明的重点，对一些常规的操作和设备、装置、部件进行的省略，或仅作简单描述。

据图所示，一种壳体上焊接件安装定位方法，以安装位置位于斜锥壳体上、左侧、距上心线较近的电缆杯形管节焊接件为例。

从壳体理论设计模型中提取斜锥壳体内表面1的长度、首端2的圆心位置首端2圆的半径值、尾端3的圆心位置、尾端3圆的半径值，明确斜锥壳体内表面1的各项尺寸数据。

分别找出首端2、尾端3圆的上心、下心、左心、右心，对应连线即可在斜锥壳体内表面1上作出上心线4、左心线5、下心线6，右心线7并且分别作出肋位平面n在斜锥壳体上心线上的交点11、肋位平面n+1在斜锥壳体上心线上的交点12，作出电缆杯形管节的焊接件中心轴线8与斜锥的壳体1内表面的交点即为电缆杯形管节的焊接件安装定位中心点9，依据电缆杯形管节的焊接件安装定位中心点9作出电缆杯形管节的焊接件安装位中心点所在偏移肋位线10。

本示例焊接件安装位置位于左侧，距上心线较近，以“左，距上心”标记电缆杯形管节焊接件安装位置。

电缆杯形管节的焊接件安装定位中心点9距上心线4较近且位于相邻肋位平面n与肋位平面n+1之间，在模型中分别测量肋位平面n在壳体上心线上的交点11、肋位平面n+1在壳体上心线上的交点12与电缆杯形管节的焊接件安装定位中心点9的直线距离，作为电缆杯形管节的焊接件安装定位中心点位置信息。

执行CAA开发程序实现记录斜锥壳体上电缆杯形管节的焊接件安装定位中心标记信息和位置信息，形成电缆杯形管节的焊接件安装定位型值表。

斜锥壳体制作完成后，将斜锥的壳体1以首端2或尾端3为底放置在平台上，现场施工人员在斜锥的壳体1内表面上找出首端2、尾端3圆的上心、下心、左心、右心，对应连线，划出斜锥壳体上心线4、下心线6、左心线5、右心线7，划出肋位平面n在壳体上心线上的交点11和肋位平面n+1在壳体上心线上的交点12，在肋位平面n在壳体上心线上的交点11、肋位平面n+1在壳体上心线上的交点12上打出洋冲眼，并以记号笔写下对应肋位号作为标识。

现场施工人员按照电缆杯形管节的焊接件安装定位型值表，依据电缆杯形管节的焊接件安装定位中心点标记信息和电缆杯形管节的焊接件安装定位中心点位置信息，在斜锥的壳体1内表面，分别以肋位平面n在壳体上心线上的交点11、肋位平面n+1在壳体上心线上的交点12为圆心，以在模型中分别测量到肋位平面n在壳体上心线上的交点11、肋位平面n+1在壳体上心线上的交点12距电缆杯形管节的焊接件安装定位中心点9的直线距离为半径，利用伸缩测量杆尺，在对上心线的左侧、肋位平面n与肋位平面n+1之间划出圆弧划线Ⅰ13和圆弧划线Ⅱ14，两道圆弧划线的交点即为电缆杯形管节的焊接件安装定位中心点9，在两道圆弧的交点上打上洋冲眼，完成焊接件安装中心点的定位。

质量管理人员，在斜锥壳体内部架设三维激光跟踪仪，建立默认测量坐标系，分别测量肋位平面n在壳体上心线上的交点11、肋位平面n+1在壳体上心线上的交点12和电缆杯形管节的焊接件安装定位中心点9的坐标值，在三维激光跟踪仪配套软件分别计算出肋位平面n在壳体上心线上的交点11、肋位平面n+1在壳体上心线上的交点12距电缆杯形管节的焊接件安装定位中心点9的直线距离值，与电缆杯形管节的焊接件安装定位型值表比对，如各项型值符合划线偏差≤±1mm、安装定位偏差≤±2mm的公差要求，则完成电缆杯形管节的焊接件安装定位中心点的检验，检验合格。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种壳体上焊接件安装定位方法，其特征是：包括如下步骤：

A.从分段理论设计模型中提取壳体（1）长度、首端（2）圆心位置、首端（2）圆半径值、尾端（3）圆心位置、尾端（3）圆半径值，明确壳体尺寸数据，所述壳体（1）为圆柱体、正椎体或者斜椎体内表面；

B.分别找出壳体（1）的首端（2）、尾端（3）圆的上心、下心、左心、右心，对应连线即可在壳体理论设计模型内表面上作出左心线（5）、右心线（7）、上心线（4）、下心线（6），分别作出左心线、右心线、上心线、下心线与每道肋位平面的交点；作出焊接件中心轴线（8）与壳体理论设计模型内表面的交点，即焊接件安装定位中心点（9），依据焊接件安装定位中心点（9）作出焊接件安装定位中心点所在偏移肋位线（10）；

C.判断壳体上焊接件安装定位中心点（9）距左心线（5）、右心线（7）、上心线（4）、下心线（6）的距离，以距离较近的心线为基准计算焊接件安装定位中心点型值；以“左，距上心”标记焊接件位于左侧且距上心线较近，“右，距上心”标记焊接件位于右侧且距上心线较近，“左，距下心”标焊接件位于左侧且距下心线较近，“右，距下心”标记焊接件位于右侧且距下心线较近；

D.判断壳体上焊接件安装定位中心点（9）在船长度方向的定位，如果距上心线（4）较近且位于相邻两个肋位平面n与肋位平面n+1之间，则提取相邻两个肋位在肋位平面n在壳体上心线上的交点（11）、肋位平面n+1在壳体上心线上的交点（12）与焊接件安装定位中心点（9）的直线距离，作为焊接件安装定位中心点（9）位置信息；如果距上心线（4）较近且位于壳体最小肋位与首端（2）之间，则提取壳体最小肋位和首端（2）在上心线（4）上的交点与焊接件安装定位中心点（9）的直线距离，作为焊接件安装定位中心点（9）位置信息；如果距上心线（4）较近且位于壳体最大肋位与尾端（3）之间，则提取壳体最大肋位和尾端（3）在上心线上的交点与焊接件安装定位中心点（9）的直线距离，作为焊接件安装定位中心点（9）位置信息；同理，如果距下心线或者左心线右心线较近可参照上述执行；

E.依据上述步骤，开发CAA程序实现依次记录壳体上焊接件安装定位中心标记信息和位置信息，形成焊接件安装定位型值表；

F.壳体制作完成后，将壳体（1）以首端（2）或尾端（3）为底放置在平台上，现场施工人员在壳体内表面上找出首端（2）、尾端（3）圆上心、下心、左心、右心，对应连线，划出壳体上心线（4）、下心线（6）、左心线（5）、右心线（7），划出各肋位在各心线上的交点，肋位平面n在壳体上心线上的交点（11）和肋位平面n+1在壳体上心线上的交点（12），在各个交点上打出洋冲眼并以记号笔写下对应肋位号作为标识；

G.现场施工人员按照焊接件安装定位型值表，依据焊接件安装定位标记信息，在壳体实物内表面，以对应心线交点为圆心，心线交点距焊接件安装定位中心点（9）距离为半径，利用伸缩测量杆尺，在对应心线的一侧、对应肋位之间分别划出两道圆弧划线，圆弧划线Ⅰ（13）、圆弧划线Ⅱ（14）两道圆弧划线的交点即为焊接件安装定位中心点（9），在两道圆弧的交点上打上洋冲眼，完成焊接件安装定位中心点（9）的定位；

H.质量管理人员，在壳体（1）内部架设三维激光跟踪仪，建立默认测量坐标系，分别测量对应心线交点的坐标值以及焊接件安装定位中心点（9）的坐标值，在三维激光跟踪仪配套软件中分别计算出心线交点距焊接件安装定位中心点（9）的距离值，与焊接件安装定位型值表比对，如各项型值符合划线偏差≤±1mm、安装定位偏差≤±2mm的公差要求，则完成壳体上焊接件安装定位中心点的检验，检验合格。