JPH08175481A - 船体の修理方法 - Google Patents
船体の修理方法Info
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- JPH08175481A JPH08175481A JP6324241A JP32424194A JPH08175481A JP H08175481 A JPH08175481 A JP H08175481A JP 6324241 A JP6324241 A JP 6324241A JP 32424194 A JP32424194 A JP 32424194A JP H08175481 A JPH08175481 A JP H08175481A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 作業能率がよく高精度の補修が可能になる船
体補修方法の提供。 【構成】 船体26の外板14を補修する際には、第１工程
で、損傷箇所10の外周を画成する切断予定線18に沿っ
て、所定の間隔をおいて複数の反射ターゲット20を設置
し、３次元座標計測装置24により各反射ターゲット20の
３次元座標値を求める。第2 工程では、３次元座標計測
装置24の座標系から船体座標系への座標変換が行なわれ
る。第3 工程では、第1 工程で求められた各反射ターゲ
ット20の３次元座標値に基づいて、切断予定線18内に任
意の間隔で設定される格子の各格子点の３次元座標値を
曲面補間法により求め、得られた３次元座標値から既設
船体外板の曲面形状を再現した補修外板が作成される。
体補修方法の提供。 【構成】 船体26の外板14を補修する際には、第１工程
で、損傷箇所10の外周を画成する切断予定線18に沿っ
て、所定の間隔をおいて複数の反射ターゲット20を設置
し、３次元座標計測装置24により各反射ターゲット20の
３次元座標値を求める。第2 工程では、３次元座標計測
装置24の座標系から船体座標系への座標変換が行なわれ
る。第3 工程では、第1 工程で求められた各反射ターゲ
ット20の３次元座標値に基づいて、切断予定線18内に任
意の間隔で設定される格子の各格子点の３次元座標値を
曲面補間法により求め、得られた３次元座標値から既設
船体外板の曲面形状を再現した補修外板が作成される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、船体の修理方法に関
し、特に、船体外板の修理能率および精度を改善する技
術に関するものである。
し、特に、船体外板の修理能率および精度を改善する技
術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】外板が鋼鉄で形成された船体が衝突事故
などにより陥没したりあるいは亀裂が発生した時の修理
補修方法としては、損傷箇所の外周を切断除去し、除去
個所に既設船体外板の曲面を再現した補修外板を固設す
る方法が通常採用されている。このような船体の修理方
法においては、補修外板を得るために、従来、図１６，
１７に示す手法が行なわれていた。
などにより陥没したりあるいは亀裂が発生した時の修理
補修方法としては、損傷箇所の外周を切断除去し、除去
個所に既設船体外板の曲面を再現した補修外板を固設す
る方法が通常採用されている。このような船体の修理方
法においては、補修外板を得るために、従来、図１６，
１７に示す手法が行なわれていた。
【０００３】同図に示す補修外板の作成方法は、まず、
損傷箇所Ａの外周に切断除去部Ｂを設定し、損傷箇所Ａ
を上下方向に横切るように、かつ、損傷箇所Ａの幅方向
に沿って所定の間隔を隔てて木型枠Ｃを設置する。この
とき、木型枠Ｃは、ほぼ非損傷外板Ｄの曲がりに沿うよ
うな、複数に分割した多角形状のものが使用される。そ
して、木型枠Ｃが設置されると、その側面側にフエルト
ペンなどで外板曲面形状Ｅを外板ｄを見ながら手で模写
する。
損傷箇所Ａの外周に切断除去部Ｂを設定し、損傷箇所Ａ
を上下方向に横切るように、かつ、損傷箇所Ａの幅方向
に沿って所定の間隔を隔てて木型枠Ｃを設置する。この
とき、木型枠Ｃは、ほぼ非損傷外板Ｄの曲がりに沿うよ
うな、複数に分割した多角形状のものが使用される。そ
して、木型枠Ｃが設置されると、その側面側にフエルト
ペンなどで外板曲面形状Ｅを外板ｄを見ながら手で模写
する。
【０００４】次いで、張り糸Ｆを張設し、この張り糸Ｆ
に木型枠Ｃが設けられた位置に近接して、複数の下げ振
りＧを設置し、下げ振りＧから模写した外板曲面形状Ｅ
までの長さ（ｌ1,ｌ2,…ｌn ）を測り、各木型枠Ｃに模
写された外板曲面形状Ｅの相対的な位置関係を求める。
このようにして得られた外板曲面形状Ｅをそれぞれ紙型
に模写し、全部の外板曲面形状Ｅを保持する曲げ型見透
し線を決定して、補修外板を作成する。ところが、この
ような従来の船体の補修方法には、以下に説明する技術
的課題が指摘されていた。
に木型枠Ｃが設けられた位置に近接して、複数の下げ振
りＧを設置し、下げ振りＧから模写した外板曲面形状Ｅ
までの長さ（ｌ1,ｌ2,…ｌn ）を測り、各木型枠Ｃに模
写された外板曲面形状Ｅの相対的な位置関係を求める。
このようにして得られた外板曲面形状Ｅをそれぞれ紙型
に模写し、全部の外板曲面形状Ｅを保持する曲げ型見透
し線を決定して、補修外板を作成する。ところが、この
ような従来の船体の補修方法には、以下に説明する技術
的課題が指摘されていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】すなわち、上述したよ
うな従来の船体補修方法では、木型枠Ｃの作成、高所で
の張り糸Ｆや下げ振りＧの設置および計測、紙型の作成
など煩雑な作業が必要になり、作業能率が非常に悪くな
っていた。また、上記補修方法では、木型枠Ｃに模写し
た曲面形状Ｅを基準にして補修外板の曲面を決定してい
たが、この曲面形状Ｅは、非損傷外板Ｄを見ながら描い
たものなので、再現精度も不十分なものであった。
うな従来の船体補修方法では、木型枠Ｃの作成、高所で
の張り糸Ｆや下げ振りＧの設置および計測、紙型の作成
など煩雑な作業が必要になり、作業能率が非常に悪くな
っていた。また、上記補修方法では、木型枠Ｃに模写し
た曲面形状Ｅを基準にして補修外板の曲面を決定してい
たが、この曲面形状Ｅは、非損傷外板Ｄを見ながら描い
たものなので、再現精度も不十分なものであった。
【０００６】本発明は、このような従来の問題点に鑑み
てなされたものであって、その目的とするところは、作
業能率がよく、高精度での補修が可能になる船体の補修
方法を提供することにある。
てなされたものであって、その目的とするところは、作
業能率がよく、高精度での補修が可能になる船体の補修
方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、陥没や亀裂などの損傷個所を含む損傷外
板部を切断除去し、前記損傷外板部の除去個所に損傷前
の外板曲面を再現した補修外板を固設する船体の修理方
法において、前記損傷外板部の外周を画成する切断予定
線に沿って、所定の間隔をおいて複数の反射ターゲット
を設置し、３次元座標計測装置により各反射ターゲット
の３次元座標値を求める第１工程と、前記前記３次元座
標計測装置の座標系から船体座標系への座標変換を行な
う第２工程と、前記第２工程の前または後に実行され、
前記第１工程で求められた各反射ターゲットの３次元座
標値に基づいて、前記切断予定線内に任意の間隔で設定
される格子の各格子点の３次元座標値を曲面補間法によ
り求め、前記３次元座標値から前記補修外板を作成する
第３工程とを含むことを特徴とする。前記第３工程で前
記補修外板を作成する際に、前記３次元座標値から得ら
れた曲面を平面に展開して前記修理外板の板取りを決定
することができる。前記第３工程の曲面補間法は、前記
損傷外板部の曲率に応じて比例配分法またはラグランジ
ェ法のいずれかを選択することができる。前記反射ター
ゲットは、前記損傷外板部の背面に固設されたリブ板
（フレーム）に沿って配置することができる。
め、本発明は、陥没や亀裂などの損傷個所を含む損傷外
板部を切断除去し、前記損傷外板部の除去個所に損傷前
の外板曲面を再現した補修外板を固設する船体の修理方
法において、前記損傷外板部の外周を画成する切断予定
線に沿って、所定の間隔をおいて複数の反射ターゲット
を設置し、３次元座標計測装置により各反射ターゲット
の３次元座標値を求める第１工程と、前記前記３次元座
標計測装置の座標系から船体座標系への座標変換を行な
う第２工程と、前記第２工程の前または後に実行され、
前記第１工程で求められた各反射ターゲットの３次元座
標値に基づいて、前記切断予定線内に任意の間隔で設定
される格子の各格子点の３次元座標値を曲面補間法によ
り求め、前記３次元座標値から前記補修外板を作成する
第３工程とを含むことを特徴とする。前記第３工程で前
記補修外板を作成する際に、前記３次元座標値から得ら
れた曲面を平面に展開して前記修理外板の板取りを決定
することができる。前記第３工程の曲面補間法は、前記
損傷外板部の曲率に応じて比例配分法またはラグランジ
ェ法のいずれかを選択することができる。前記反射ター
ゲットは、前記損傷外板部の背面に固設されたリブ板
（フレーム）に沿って配置することができる。
【０００８】
【作用】上記構成の船体の補修方法によれば、３次元座
標計測装置により損傷箇所の外周に沿って設けられた反
射ターゲットの３次元座標値を測定すると、この測定値
に基づいて、曲面補間をして、切断除去した箇所に固設
する補修外板の曲面形状を再現することができる。ま
た、請求項２の構成によれば、補修外板を作成する際
に、３次元座標値から得られた曲面を平面に展開して修
理外板の板取りを決定するので、補修外板の製作および
固設が簡単に行なえる。さらに、請求項３の構成によれ
ば、曲面補間法は、前記損傷外板部の曲率に応じて比例
配分法またはラグランジェ法のいずれかを選択するの
で、得られる補修外板の再現精度がより一層向上する。
標計測装置により損傷箇所の外周に沿って設けられた反
射ターゲットの３次元座標値を測定すると、この測定値
に基づいて、曲面補間をして、切断除去した箇所に固設
する補修外板の曲面形状を再現することができる。ま
た、請求項２の構成によれば、補修外板を作成する際
に、３次元座標値から得られた曲面を平面に展開して修
理外板の板取りを決定するので、補修外板の製作および
固設が簡単に行なえる。さらに、請求項３の構成によれ
ば、曲面補間法は、前記損傷外板部の曲率に応じて比例
配分法またはラグランジェ法のいずれかを選択するの
で、得られる補修外板の再現精度がより一層向上する。
【０００９】
【実施例】以下本発明の好適な実施例について添附図面
を参照して詳細に説明する。図１から図１５は、本発明
にかかる船体の補修方法の一実施例を示している。同図
に示す船体の補修方法は、この種の従来の補修方法と同
様に、陥没や亀裂などの損傷個所１０を含み、その外周
を囲繞する損傷外板部１２を切断除去し、損傷外板部１
２の除去個所に損傷前の外板曲面を再現した補修外板１
６を固設することを基本的な内容としている。
を参照して詳細に説明する。図１から図１５は、本発明
にかかる船体の補修方法の一実施例を示している。同図
に示す船体の補修方法は、この種の従来の補修方法と同
様に、陥没や亀裂などの損傷個所１０を含み、その外周
を囲繞する損傷外板部１２を切断除去し、損傷外板部１
２の除去個所に損傷前の外板曲面を再現した補修外板１
６を固設することを基本的な内容としている。
【００１０】このような補修外板１６を得るため工程
は、本実施例の場合には、以下の４工程で行なわれる。 第１工程 この第１工程では、図１に示すように、損傷外板部１２
を画成するように、略矩形状に決定された切断予定線１
８に沿って、所定の間隔をおいて複数の反射ターゲット
２０が設置される。この反射ターゲット２０は、例え
ば、シート状のプリズムであって、シートの中心に十字
線が設けられているものを貼着する。
は、本実施例の場合には、以下の４工程で行なわれる。 第１工程 この第１工程では、図１に示すように、損傷外板部１２
を画成するように、略矩形状に決定された切断予定線１
８に沿って、所定の間隔をおいて複数の反射ターゲット
２０が設置される。この反射ターゲット２０は、例え
ば、シート状のプリズムであって、シートの中心に十字
線が設けられているものを貼着する。
【００１１】反射ターゲット２０の設置箇所（Ｆ11〜Ｆ
nn）は、例えば、船体外板１４の裏面側に溶着された垂
直方向に延びるリブ板２２上に設けられる。このような
リブ板２２の位置は、例えば、外板１４に打撃を加えた
時の音から確認され、リブ板２２上に反射ターゲット２
０を設置すると、リブ板２２とともに損傷外板部１２を
切断除去した場合に、補修外板１６に新たなリブ板を予
め固着して、補修外板１６とともに設置することができ
る。
nn）は、例えば、船体外板１４の裏面側に溶着された垂
直方向に延びるリブ板２２上に設けられる。このような
リブ板２２の位置は、例えば、外板１４に打撃を加えた
時の音から確認され、リブ板２２上に反射ターゲット２
０を設置すると、リブ板２２とともに損傷外板部１２を
切断除去した場合に、補修外板１６に新たなリブ板を予
め固着して、補修外板１６とともに設置することができ
る。
【００１２】なお、このような反射ターゲット２０の設
置に際しては、一般には、後述する３次元測定装置で視
準しながら、視準角度を順次垂直方向に振りながら行な
うことにより、所望の位置に正確に貼着することができ
る。しかしながら、船体はドックの中に設置されている
ので、ドック勾配による傾きを持っているため、リブ板
２２は、必ずしも垂直にはならない。
置に際しては、一般には、後述する３次元測定装置で視
準しながら、視準角度を順次垂直方向に振りながら行な
うことにより、所望の位置に正確に貼着することができ
る。しかしながら、船体はドックの中に設置されている
ので、ドック勾配による傾きを持っているため、リブ板
２２は、必ずしも垂直にはならない。
【００１３】従って、反射シートの張り付け作業は、以
下の２つの方法がある。第１の方法は、簡易法であっ
て、損傷部の周辺に沿って、フレーム（リブ板２２）上
に略矩形に切断点（計測点）を設定するとともに、その
上に反射シートを貼着する。このとき切断面の左端と右
端の測点の数は、同数に設定する。他の方法は、ラグラ
ンジェ法で船体フレームに沿って、そのフレーム上に損
傷を受けた部分の下部に３点、上部に３点を切停止、こ
れらの各点に反射シートを貼着する。
下の２つの方法がある。第１の方法は、簡易法であっ
て、損傷部の周辺に沿って、フレーム（リブ板２２）上
に略矩形に切断点（計測点）を設定するとともに、その
上に反射シートを貼着する。このとき切断面の左端と右
端の測点の数は、同数に設定する。他の方法は、ラグラ
ンジェ法で船体フレームに沿って、そのフレーム上に損
傷を受けた部分の下部に３点、上部に３点を切停止、こ
れらの各点に反射シートを貼着する。
【００１４】反射ターゲット２０が所定の位置に設置さ
れると３次元座標計測装置２４により各反射ターゲット
２０が設置された箇所（Ｆ11〜Ｆnn）の３次元座標値が
測定される。図２には、３次元測定装置２４により各反
射ターゲット２０が設置された箇所（Ｆ11〜Ｆnn）の３
次元座標値を測定する際の状態を示しており、３次元測
定装置２４は、測距測角儀２４ａと、マイクロコンピュ
ータ（以下、マイコンと略す）２４ｂと、データコレク
タ２４ｃとを有している。
れると３次元座標計測装置２４により各反射ターゲット
２０が設置された箇所（Ｆ11〜Ｆnn）の３次元座標値が
測定される。図２には、３次元測定装置２４により各反
射ターゲット２０が設置された箇所（Ｆ11〜Ｆnn）の３
次元座標値を測定する際の状態を示しており、３次元測
定装置２４は、測距測角儀２４ａと、マイクロコンピュ
ータ（以下、マイコンと略す）２４ｂと、データコレク
タ２４ｃとを有している。
【００１５】測距測角儀２４ａは、視準望遠鏡と光波距
離計の光学系が同軸上に配置され、測角系には、エンコ
ーダが設けられていて、水平角および高度角（または天
頂角）がディスプレイに表示されるとともに、得られた
データをデータコレクタ２４ｃに転送することができ
る。マイコン２４ｂは、測距測角儀２４ａで測定した測
点までの距離と、２つの測点間の夾角および測点の天頂
角とから測点の座標値を演算するプログラムが内蔵され
ている。データコレクタ２４ｃは、マイコン２４ｂで演
算された座標値を記憶する。
離計の光学系が同軸上に配置され、測角系には、エンコ
ーダが設けられていて、水平角および高度角（または天
頂角）がディスプレイに表示されるとともに、得られた
データをデータコレクタ２４ｃに転送することができ
る。マイコン２４ｂは、測距測角儀２４ａで測定した測
点までの距離と、２つの測点間の夾角および測点の天頂
角とから測点の座標値を演算するプログラムが内蔵され
ている。データコレクタ２４ｃは、マイコン２４ｂで演
算された座標値を記憶する。
【００１６】反射ターゲット２０が設置された箇所（Ｆ
11〜Ｆnn）の３次元座標値を測定する場合には、船体２
６がほぼ視準できる地点Ａに測距測角儀２４ａを設置
し、標定点Ｃを原点として、例えば、南北方向をＸ軸，
鉛直方向をＺ軸とする第１直交座標系（ｘ−ｙ−ｚ系）
を設定することができる。本発明では、船体２６の以外
の任意の２点Ｃ，Ｄを標定点とし、Ｃ点を原点とし標定
点Ｄまでの距離と水平角および天頂角をそれぞれ測距測
角儀２４ａで測定し、これらの測定値に基づいて、標定
点Ｃ，Ｄの座標値（ｘ0,ｙ0,ｚ0 ），（ｘ 1,ｙ1,ｚ1 ）
をマイコン２４ｂで演算して、データコレクタ２４ｃに
記憶する。なお、Ｃ，Ｄ点は、船体上の計測点を原点と
し、第２点目と結んだ線をｘ軸としてもよい。
11〜Ｆnn）の３次元座標値を測定する場合には、船体２
６がほぼ視準できる地点Ａに測距測角儀２４ａを設置
し、標定点Ｃを原点として、例えば、南北方向をＸ軸，
鉛直方向をＺ軸とする第１直交座標系（ｘ−ｙ−ｚ系）
を設定することができる。本発明では、船体２６の以外
の任意の２点Ｃ，Ｄを標定点とし、Ｃ点を原点とし標定
点Ｄまでの距離と水平角および天頂角をそれぞれ測距測
角儀２４ａで測定し、これらの測定値に基づいて、標定
点Ｃ，Ｄの座標値（ｘ0,ｙ0,ｚ0 ），（ｘ 1,ｙ1,ｚ1 ）
をマイコン２４ｂで演算して、データコレクタ２４ｃに
記憶する。なお、Ｃ，Ｄ点は、船体上の計測点を原点と
し、第２点目と結んだ線をｘ軸としてもよい。
【００１７】以上の準備作業が完了すると、船体２６の
損傷箇所１０を取り囲むようにして貼着されている反射
ターゲット２０の設置箇所（Ｆ11〜Ｆnn）の３次元座標
値が順次測定され、データコレクタ２４ｃに記憶され
る。 第２工程 この第２工程では、第１工程で求めた反射ターゲット２
０の設置箇所（Ｆ11〜Ｆnn）の３次元座標値の船体座標
系（ξーηーζ系）への座標変換が行なわれる。船体２
６の座標系については、造船所では、専ら船体２６のセ
ンターラインをξ軸にとり、左舷方向をη軸とした船体
２６に則したものが用いられている。
損傷箇所１０を取り囲むようにして貼着されている反射
ターゲット２０の設置箇所（Ｆ11〜Ｆnn）の３次元座標
値が順次測定され、データコレクタ２４ｃに記憶され
る。 第２工程 この第２工程では、第１工程で求めた反射ターゲット２
０の設置箇所（Ｆ11〜Ｆnn）の３次元座標値の船体座標
系（ξーηーζ系）への座標変換が行なわれる。船体２
６の座標系については、造船所では、専ら船体２６のセ
ンターラインをξ軸にとり、左舷方向をη軸とした船体
２６に則したものが用いられている。
【００１８】このような座標系では、船体座標の基準が
センターライン（ベースライン）になっている。ところ
が、船体２６を補修する際には、船体２６がドック内に
収納され、この状態での補修作業となるので、制約が大
きく、殆どセンターライン（ベースライン）を見通すこ
とができない。そこで、本実施例では、船体２６のリブ
板２２がセンターラインに対して直交する構造になって
いることに着目し、このフレーム（リブ板２２）を利用
した船体座標系（ξーηーζ系）を設定することにし
た。一般に船体座標系は、舵柱の垂線とセンターライン
（ベースライン）の交点を原点としているが、ここで
は、図３に示すように、ξ軸をセンターラインの方向、
η軸をこれと直交する方向、ζ軸を鉛直方向にする。
センターライン（ベースライン）になっている。ところ
が、船体２６を補修する際には、船体２６がドック内に
収納され、この状態での補修作業となるので、制約が大
きく、殆どセンターライン（ベースライン）を見通すこ
とができない。そこで、本実施例では、船体２６のリブ
板２２がセンターラインに対して直交する構造になって
いることに着目し、このフレーム（リブ板２２）を利用
した船体座標系（ξーηーζ系）を設定することにし
た。一般に船体座標系は、舵柱の垂線とセンターライン
（ベースライン）の交点を原点としているが、ここで
は、図３に示すように、ξ軸をセンターラインの方向、
η軸をこれと直交する方向、ζ軸を鉛直方向にする。
【００１９】本実施例では、上述したように第１工程で
反射ターゲット２０は、フレーム（リブ板２２）に沿っ
て設置され、この反射ターゲット２０の設置箇所（Ｆ11
〜Ｆ nn）の３次元座標値は、任意に設定された第１直交
座標系（ｘ−ｙ−ｚ系）で表されている。この第１直交
座標系（ｘ−ｙ−ｚ系）は、一般には、船体座標系（ξ
ーηーζ系）に対して、図４に示すように、ドック勾配
によるζ軸方向の傾きδと、ξ軸方向のセンターライン
からの偏りθ1 をもっている。
反射ターゲット２０は、フレーム（リブ板２２）に沿っ
て設置され、この反射ターゲット２０の設置箇所（Ｆ11
〜Ｆ nn）の３次元座標値は、任意に設定された第１直交
座標系（ｘ−ｙ−ｚ系）で表されている。この第１直交
座標系（ｘ−ｙ−ｚ系）は、一般には、船体座標系（ξ
ーηーζ系）に対して、図４に示すように、ドック勾配
によるζ軸方向の傾きδと、ξ軸方向のセンターライン
からの偏りθ1 をもっている。
【００２０】従って、図２に示した状態において、δと
θ1 とが判れば、第１直交座標系（ｘ−ｙ−ｚ系）で表
されている反射ターゲット２０の設置箇所（Ｆ11〜
Ｆnn）の３次元座標値を船体座標系（ξーηーζ系）に
変換することができる。これをより詳細に説明すると、
本実施例では、反射ターゲット２０がフレーム（リブ板
２６）上に設置されており、このターゲット２０の設置
箇所（Ｆ11〜Ｆ nn）は、１つの曲線上に位置している。
この曲線は、ドック勾配δと第１直交座標系（ｘ−ｙ−
ｚ系）のセンターラインからの偏りθ1 をもっている。
これはＣ，Ｄ点を任意に設定し計測するためによるもの
である。
θ1 とが判れば、第１直交座標系（ｘ−ｙ−ｚ系）で表
されている反射ターゲット２０の設置箇所（Ｆ11〜
Ｆnn）の３次元座標値を船体座標系（ξーηーζ系）に
変換することができる。これをより詳細に説明すると、
本実施例では、反射ターゲット２０がフレーム（リブ板
２６）上に設置されており、このターゲット２０の設置
箇所（Ｆ11〜Ｆ nn）は、１つの曲線上に位置している。
この曲線は、ドック勾配δと第１直交座標系（ｘ−ｙ−
ｚ系）のセンターラインからの偏りθ1 をもっている。
これはＣ，Ｄ点を任意に設定し計測するためによるもの
である。
【００２１】いま、このフレーム上に２つの点ａ（ｘ
ａ，ｙａ，ｚａ），ｂ（ｘｂ，ｙｂ，ｚｂ）を想定し、
図４のように配置する。ここで、点ｂから第１直交座標
系（ｘ−ｙ−ｚ系）のｘ軸に下した垂線の交点をＰとす
る。また、点ｂから船体座標系（ξーηーζ系）のξ軸
に下した垂線の交点をＱとする。このとき、ａ，Ｐ，ｂ
が作る三角形は、センターラインに垂直な平面を作る。
ａ，ｙａ，ｚａ），ｂ（ｘｂ，ｙｂ，ｚｂ）を想定し、
図４のように配置する。ここで、点ｂから第１直交座標
系（ｘ−ｙ−ｚ系）のｘ軸に下した垂線の交点をＰとす
る。また、点ｂから船体座標系（ξーηーζ系）のξ軸
に下した垂線の交点をＱとする。このとき、ａ，Ｐ，ｂ
が作る三角形は、センターラインに垂直な平面を作る。
【００２２】ドック勾配δが予め与えられていると、線
分ＰＱの長さは、 ＰＱ＝ｒ＝（ｚａ−ｚｂ）・ｔａｎδ で表される。Ｐの３次元座標値は、（ｘｂ，ｙｂ，ｚ
ａ）で与えられ、Ｑの座標値は、Ｐを中心とし、半径ｒ
の円とａを通る直線の接点として計算される。接線の方
程式を ａｘ＋ｂｙ＋ｃｚ＝０ とすると、係数ａとｂは、次の式で与えられる。
分ＰＱの長さは、 ＰＱ＝ｒ＝（ｚａ−ｚｂ）・ｔａｎδ で表される。Ｐの３次元座標値は、（ｘｂ，ｙｂ，ｚ
ａ）で与えられ、Ｑの座標値は、Ｐを中心とし、半径ｒ
の円とａを通る直線の接点として計算される。接線の方
程式を ａｘ＋ｂｙ＋ｃｚ＝０ とすると、係数ａとｂは、次の式で与えられる。
【００２３】
【数１】 この式で求めた係数を使って、接点の第１直交座標系
（ｘ−ｙ−ｚ系）は、次のようにして求められる。 ｘｑ＝ｘｐ＋ａ・ｒ ｙｑ＝ｙｐ＋ｂ・ｒ 但し、係数ａとｂは、直線と円の接点が２箇所あるの
で、上述した式から２個求められるが、船体２６の右舷
ないしは左舷によって区別する必要がある。このように
してＱの座標値が求められると、Ｐの座標値は、以下の
式で表される。 ｘｂ＝−ｒ・ｃｏｓθ1 ＋ｘｑ ｙｂ＝−ｒ・ｓｉｎθ1 ＋ｙｑ この式からθ1 は、 θ1 ＝ｃｏｓ-1｛（ｘｂ−ｘｑ）／ｒ｝ として求められる。
（ｘ−ｙ−ｚ系）は、次のようにして求められる。 ｘｑ＝ｘｐ＋ａ・ｒ ｙｑ＝ｙｐ＋ｂ・ｒ 但し、係数ａとｂは、直線と円の接点が２箇所あるの
で、上述した式から２個求められるが、船体２６の右舷
ないしは左舷によって区別する必要がある。このように
してＱの座標値が求められると、Ｐの座標値は、以下の
式で表される。 ｘｂ＝−ｒ・ｃｏｓθ1 ＋ｘｑ ｙｂ＝−ｒ・ｓｉｎθ1 ＋ｙｑ この式からθ1 は、 θ1 ＝ｃｏｓ-1｛（ｘｂ−ｘｑ）／ｒ｝ として求められる。
【００２４】このようにしてドック勾配δおよび偏り角
θ1 が求まると、第１直交座標系（ｘ−ｙ−ｚ系）に対
して、ｚ方向にθ1 の回転、ｙ方向にδの回転を与えれ
ば、船体座標系（ξーηーζ系）に変換することができ
る。
θ1 が求まると、第１直交座標系（ｘ−ｙ−ｚ系）に対
して、ｚ方向にθ1 の回転、ｙ方向にδの回転を与えれ
ば、船体座標系（ξーηーζ系）に変換することができ
る。
【００２５】
【数２】 なお、この座標系の変換は、後述する第３工程の後に行
なってもよい。 第３工程 この第３工程では、第１工程で求められた各反射ターゲ
ット２０の設置箇所（Ｆ11〜Ｆnn）の３次元座標値に基
づいて、切断予定線１８内に任意の間隔で設定される格
子（メッシュ）の各格子点の３次元座標値を曲面補間法
により求める図７は、曲面補間法の一例を示している。
同図に示す曲面補間法は、船体２６の損傷箇所１０が比
較的平坦な場合に適用される方法であって、各格子点
（ａ11〜ａnn）の３次元座標値は、その周辺の反射ター
ゲット２０の設置箇所（Ｆ11〜Ｆnn）の３次元座標値を
参照して、例えば、格子点間の長さの比例配分により求
められる。
なってもよい。 第３工程 この第３工程では、第１工程で求められた各反射ターゲ
ット２０の設置箇所（Ｆ11〜Ｆnn）の３次元座標値に基
づいて、切断予定線１８内に任意の間隔で設定される格
子（メッシュ）の各格子点の３次元座標値を曲面補間法
により求める図７は、曲面補間法の一例を示している。
同図に示す曲面補間法は、船体２６の損傷箇所１０が比
較的平坦な場合に適用される方法であって、各格子点
（ａ11〜ａnn）の３次元座標値は、その周辺の反射ター
ゲット２０の設置箇所（Ｆ11〜Ｆnn）の３次元座標値を
参照して、例えば、格子点間の長さの比例配分により求
められる。
【００２６】図８は、曲面補間法の他の例を示してい
る。同図に示す曲面補間法は、船体２６の損傷箇所１０
が、急曲面の場合に適用される方法であって、各格子点
（ｂ11〜ｂnn）の３次元座標値は、設置箇所（Ｆ11〜Ｆ
1nおよびＦn1〜Ｆnn）のそれぞれの延長線上に、所定の
間隔をおいてそれぞれ複数の反射ターゲット２０、例え
ば、上下にそれぞれ３箇所づつ設置して、これらの設置
箇所（Ｆ1119〜Ｆn2n ）の３次元座標値を上述した第１
工程で求め、この３次元座標値に基づいて、ラグランジ
ェの近似式により求める。 第４工程 この工程では、第３工程で得られた船体座標系（ξーη
ーζ系）で表されたターゲット２０の設置箇所（Ｆ11〜
Ｆnn）および格子点の３次元座標値に基づいて、修理外
板１６の板取りが決定される。
る。同図に示す曲面補間法は、船体２６の損傷箇所１０
が、急曲面の場合に適用される方法であって、各格子点
（ｂ11〜ｂnn）の３次元座標値は、設置箇所（Ｆ11〜Ｆ
1nおよびＦn1〜Ｆnn）のそれぞれの延長線上に、所定の
間隔をおいてそれぞれ複数の反射ターゲット２０、例え
ば、上下にそれぞれ３箇所づつ設置して、これらの設置
箇所（Ｆ1119〜Ｆn2n ）の３次元座標値を上述した第１
工程で求め、この３次元座標値に基づいて、ラグランジ
ェの近似式により求める。 第４工程 この工程では、第３工程で得られた船体座標系（ξーη
ーζ系）で表されたターゲット２０の設置箇所（Ｆ11〜
Ｆnn）および格子点の３次元座標値に基づいて、修理外
板１６の板取りが決定される。
【００２７】修理外板１６の板取りは、計測された３次
元座標値に基づく平板への展開作業であり、曲面座標の
平面座標への展開であって、曲率半径が非常に小さい場
合を除いて、本発明が対象としている船体の外板２６の
ように比較的曲率半径が大きい場合には、曲面メッシュ
間隔が平面メッシュの対応する点間隔と等しくなるよう
な変換を行なうことにより、近似的に満足できる平面展
開が得られる。
元座標値に基づく平板への展開作業であり、曲面座標の
平面座標への展開であって、曲率半径が非常に小さい場
合を除いて、本発明が対象としている船体の外板２６の
ように比較的曲率半径が大きい場合には、曲面メッシュ
間隔が平面メッシュの対応する点間隔と等しくなるよう
な変換を行なうことにより、近似的に満足できる平面展
開が得られる。
【００２８】平面展開の手順を図９〜図１５に示してい
る。この展開手順では、まず、図９に示すように、外周
が切断予定線１８に対応した大きさのエリアに対して、
任意間隔のメッシュが設定され、各メッシュ点は、ｊ番
号とｋ番号とで表される。これらの各メッシュ点および
切断予定線との交点の３次元座標値は、前述した第３工
程でそれぞれ求められている。
る。この展開手順では、まず、図９に示すように、外周
が切断予定線１８に対応した大きさのエリアに対して、
任意間隔のメッシュが設定され、各メッシュ点は、ｊ番
号とｋ番号とで表される。これらの各メッシュ点および
切断予定線との交点の３次元座標値は、前述した第３工
程でそれぞれ求められている。
【００２９】ここで、計算の便宜のため、船体座標系
（ξーηーζ系）で示されている３次元座標値のデータ
をメッシュ基準の座標表示に変換する（例えば、船体座
標系のη軸方向を図９のＺ軸方向に変換し、同ζ軸方向
をＸ軸方向に変換する）。この場合、下縁の点は、ｋ＝
１とし、上縁の点は、ｋ＝ｎとして表す。各メッシュ点
と縁辺の点は、第３工程で補間されて、３次元座標値と
して与えられているので、それぞれのメッシュ間隔は、
曲面座標を（Ｐｘ，Ｐｙ，Ｐｚ）とすると、次の式で計
算される（図１０参照）。
（ξーηーζ系）で示されている３次元座標値のデータ
をメッシュ基準の座標表示に変換する（例えば、船体座
標系のη軸方向を図９のＺ軸方向に変換し、同ζ軸方向
をＸ軸方向に変換する）。この場合、下縁の点は、ｋ＝
１とし、上縁の点は、ｋ＝ｎとして表す。各メッシュ点
と縁辺の点は、第３工程で補間されて、３次元座標値と
して与えられているので、それぞれのメッシュ間隔は、
曲面座標を（Ｐｘ，Ｐｙ，Ｐｚ）とすると、次の式で計
算される（図１０参照）。
【００３０】
【数３】 次に、展開の基準となる中心点を指定し、この中心点に
最も近い座標値を有する点が指定される。３次元曲面か
ら平面への展開は、基準点からの距離によって誤差が蓄
積されて、近似精度に非常に大きく影響を及ぼすので、
図形の中心に近いところを指定する（図１１参照）。次
いで、図１２に示すように、中心点と隣あった点に基づ
いて、第３の点を求める。
最も近い座標値を有する点が指定される。３次元曲面か
ら平面への展開は、基準点からの距離によって誤差が蓄
積されて、近似精度に非常に大きく影響を及ぼすので、
図形の中心に近いところを指定する（図１１参照）。次
いで、図１２に示すように、中心点と隣あった点に基づ
いて、第３の点を求める。
【００３１】いま、中心点がＡで、これに最も近い隣あ
った点がＢであるとすると、Ａを中心としてＡＰを半径
（ｒ2 ）とした円と、Ｂを中心としてＢＰを半径
（ｒ1 ）とした円の交点として、Ｐ点の平面位置を特定
する。この場合、半径（ｒ1 ）は、ＢおよびＰ点の３次
元座標値から演算し、また、半径（ｒ2 ）もＡ，Ｂ点の
３次元座標値から求める。次に、点ＢおよびＰを基準と
して、同様な手法により点Ｑの平面位置を特定し、この
ような手法を、図１３に示すように、四方向に順次展開
することにより、３次元座標値に基づいて、曲面座標の
平面への展開が完了し、図１４に示すような補修外板１
６の板取図形が得られる。
った点がＢであるとすると、Ａを中心としてＡＰを半径
（ｒ2 ）とした円と、Ｂを中心としてＢＰを半径
（ｒ1 ）とした円の交点として、Ｐ点の平面位置を特定
する。この場合、半径（ｒ1 ）は、ＢおよびＰ点の３次
元座標値から演算し、また、半径（ｒ2 ）もＡ，Ｂ点の
３次元座標値から求める。次に、点ＢおよびＰを基準と
して、同様な手法により点Ｑの平面位置を特定し、この
ような手法を、図１３に示すように、四方向に順次展開
することにより、３次元座標値に基づいて、曲面座標の
平面への展開が完了し、図１４に示すような補修外板１
６の板取図形が得られる。
【００３２】なお、このような手法に基づく曲面から平
面への展開方法では、縁辺部で組合せる点を持たない場
合があり得るが、予め上下端の座標値と同じ値をもつ予
備点を持たせることで解決できる。また、図９に示した
メッシュの間隔は、損傷外板部１２の曲率に応じて適宜
選択することが望ましく、例えば曲率半径が小さい、大
きな曲がりの場合には、メッシュの間隔をかなり小さく
することにより、曲面を平面に展開した場合に精度を上
げることができる。
面への展開方法では、縁辺部で組合せる点を持たない場
合があり得るが、予め上下端の座標値と同じ値をもつ予
備点を持たせることで解決できる。また、図９に示した
メッシュの間隔は、損傷外板部１２の曲率に応じて適宜
選択することが望ましく、例えば曲率半径が小さい、大
きな曲がりの場合には、メッシュの間隔をかなり小さく
することにより、曲面を平面に展開した場合に精度を上
げることができる。
【００３３】以上のようにして、板取形状が決定される
と、第３工程で損傷外板部１２の３次元座標値が求めら
れているので、この３次元座標値により決定される曲面
の型を製作し、この型に板取りされた補修外板１６をプ
レス加工すれば、切断除去された損傷外板部１６の外周
形状を有し、かつ、損傷前の曲面が再現されたものが得
られる。
と、第３工程で損傷外板部１２の３次元座標値が求めら
れているので、この３次元座標値により決定される曲面
の型を製作し、この型に板取りされた補修外板１６をプ
レス加工すれば、切断除去された損傷外板部１６の外周
形状を有し、かつ、損傷前の曲面が再現されたものが得
られる。
【００３４】さて、以上のような工程で行なわれる船体
の補修方法によれば、高所での作業は、反射ターゲット
２０の設置作業だけになるので、従来のこの種の方法と
比べて、高所作業の時間が大幅に低減されるとともに、
測定作業も迅速に行なわれ、作業能率が大幅に向上し、
高精度の補修外板１６が得られる。また、上記実施例で
は、補修外板１６を作成する際に、３次元座標値から得
られた曲面を平面に展開して修理外板１６の板取りを決
定するので、補修外板１６の製作および固設が簡単に行
なえるとともに、材料の無駄が無くなる。
の補修方法によれば、高所での作業は、反射ターゲット
２０の設置作業だけになるので、従来のこの種の方法と
比べて、高所作業の時間が大幅に低減されるとともに、
測定作業も迅速に行なわれ、作業能率が大幅に向上し、
高精度の補修外板１６が得られる。また、上記実施例で
は、補修外板１６を作成する際に、３次元座標値から得
られた曲面を平面に展開して修理外板１６の板取りを決
定するので、補修外板１６の製作および固設が簡単に行
なえるとともに、材料の無駄が無くなる。
【００３５】さらに、上記実施例では、曲面補間法は、
損傷外板部１２の曲率に応じて、曲率半径が大きいとき
には比例配分法を採用し、また、曲率半径が小さいとき
にはラグランジェ法を選択するので、得られる補修外板
１６の再現精度がより一層向上する。図１５は、本発明
の他の実施例の工程の一部を示しており、以下のその特
徴点についてのみ説明する。同図に示す実施例では、上
述した実施例の第３工程で、切断予定線１８内に任意の
間隔で設定される格子の各格子点の３次元座標値を曲面
補間法により求めているので、この３次元座標値から損
傷外板部１２のライン図を作成し、このライン図から型
を作成し、得られた型で損傷外板部１２よりも大きな材
料をプレス加工し、その後に、外周を切断除去箇所に対
応した形状に加工する。
損傷外板部１２の曲率に応じて、曲率半径が大きいとき
には比例配分法を採用し、また、曲率半径が小さいとき
にはラグランジェ法を選択するので、得られる補修外板
１６の再現精度がより一層向上する。図１５は、本発明
の他の実施例の工程の一部を示しており、以下のその特
徴点についてのみ説明する。同図に示す実施例では、上
述した実施例の第３工程で、切断予定線１８内に任意の
間隔で設定される格子の各格子点の３次元座標値を曲面
補間法により求めているので、この３次元座標値から損
傷外板部１２のライン図を作成し、このライン図から型
を作成し、得られた型で損傷外板部１２よりも大きな材
料をプレス加工し、その後に、外周を切断除去箇所に対
応した形状に加工する。
【００３６】このような船体の修理方法では、材料の無
駄が発生するものの、作業能率や精度は、上記実施例と
同等の効果が得られる。なお、上記実施例で説明した各
工程での演算処理は、例えば、３次元座標計測装置２４
のマイコン２４ｂを利用してプログラム処理により行な
うことができる。
駄が発生するものの、作業能率や精度は、上記実施例と
同等の効果が得られる。なお、上記実施例で説明した各
工程での演算処理は、例えば、３次元座標計測装置２４
のマイコン２４ｂを利用してプログラム処理により行な
うことができる。
【００３７】
【発明の効果】以上、実施例で詳細に説明したように、
本発明にかかる船体の補修方法によれば、作業能率がよ
く、高精度での補修が可能になる。
本発明にかかる船体の補修方法によれば、作業能率がよ
く、高精度での補修が可能になる。
【図１】本発明にかかる船体の補修方法が適用される船
体の要部斜視図である。
体の要部斜視図である。
【図２】本発明にかかる船体の補修方法で補修箇所の座
標値を測定する際の説明図である。
標値を測定する際の説明図である。
【図３】船体座標系の説明図である。
【図４】船体座標系と測定座標系との関係を示す説明図
である。
である。
【図５】測定座標系から船体座標系への座標変換をする
ときの説明図である。
ときの説明図である。
【図６】測定座標系から船体座標系への座標変換をする
ときの説明図である。
ときの説明図である。
【図７】反射ターゲットの３次元座標値から曲面補間を
する際の説明図である。
する際の説明図である。
【図８】反射ターゲットの３次元座標値から曲面補間を
する際の別の例の説明図である。
する際の別の例の説明図である。
【図９】本発明にかかる船体の補修方法で曲面上にメッ
シュ（格子）を設定する際の説明図である。
シュ（格子）を設定する際の説明図である。
【図１０】図９に示したメッシュの間隔を計算するとき
の説明図である。
の説明図である。
【図１１】図９に示した曲面上のメッシュを平面に展開
する際の説明図である。
する際の説明図である。
【図１２】図９に示した曲面上のメッシュを平面に展開
する際の説明図である。
する際の説明図である。
【図１３】図９に示した曲面上のメッシュを平面に展開
する際の説明図である。
する際の説明図である。
【図１４】図９に示した曲面上のメッシュを平面に展開
した形状の一例を示す平面図である。
した形状の一例を示す平面図である。
【図１５】本発明にかかる船体の補修方法の他の実施例
で使用するライン図である。
で使用するライン図である。
【図１６】従来の船体の補修方法の一例を示す断面説明
図である。
図である。
【図１７】図１６の斜視図である。
１０ 損傷箇所 １２ 損傷外板部 １４ 外板 １６ 補修外板 １８ 切断予定線 ２０ 反射ターゲット ２２ リブ板 ２４ ３次元座標計測装置 ２４ａ 測距測角義 ２４ｂ マイコン ２４ｃ データコレクタ ２６ 船体
Claims (4)
- 【請求項１】 陥没や亀裂などの損傷個所を含む損傷外
板部を切断除去し、前記損傷外板部の除去個所に損傷前
の外板曲面を再現した補修外板を固設する船体の修理方
法において、 前記損傷外板部の外周を画成する切断予定線に沿って、
所定の間隔をおいて複数の反射ターゲットを設置し、３
次元計測装置により各反射ターゲットの３次元座標値を
求める第１工程と、 前記前記３次元計測装置の座標系から船体座標系への座
標変換を行なう第２工程と、 前記第２工程の前または後に実行され、前記第１工程で
求められた各反射ターゲットの３次元座標値に基づい
て、前記切断予定線内に任意の間隔で設定される格子の
各格子点の３次元座標値を曲面補間法により求め、前記
３次元座標値から前記補修外板を作成する第３工程とを
含むことを特徴とする船体の修理方法。 - 【請求項２】前記第３工程で前記補修外板を作成する際
に、前記３次元座標値から得られた曲面を平面に展開し
て前記修理外板の板取りを決定することを特徴とする請
求項１記載の船体の修理方法。 - 【請求項３】 前記第３工程の曲面補間法は、前記損傷
外板部の曲率に応じて比例配分法またはラグランジェ法
のいずれかを選択することを特徴とする請求項１または
２記載の船体の修理方法。 - 【請求項４】 前記反射ターゲットは、前記損傷外板部
の背面に固設されたリブ板に沿って配置されることを特
徴とする請求項１から３のいずれか１項記載の船体の修
理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32424194A JP3485370B2 (ja) | 1994-12-27 | 1994-12-27 | 船体の修理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32424194A JP3485370B2 (ja) | 1994-12-27 | 1994-12-27 | 船体の修理方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08175481A true JPH08175481A (ja) | 1996-07-09 |
| JP3485370B2 JP3485370B2 (ja) | 2004-01-13 |
Family
ID=18163617
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32424194A Expired - Fee Related JP3485370B2 (ja) | 1994-12-27 | 1994-12-27 | 船体の修理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3485370B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104192264A (zh) * | 2014-08-21 | 2014-12-10 | 沪东中华造船(集团)有限公司 | 一种船舶曲面外板标记的划制方法 |
| CN110525606A (zh) * | 2019-07-23 | 2019-12-03 | 上海江南长兴造船有限责任公司 | 一种船台船体数字化定位辅助工装及其使用方法 |
| CN114104219A (zh) * | 2021-11-08 | 2022-03-01 | 沪东中华造船(集团)有限公司 | 一种运用全站仪实现带挂舵壁分段反态总组的测量方法 |
-
1994
- 1994-12-27 JP JP32424194A patent/JP3485370B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104192264A (zh) * | 2014-08-21 | 2014-12-10 | 沪东中华造船(集团)有限公司 | 一种船舶曲面外板标记的划制方法 |
| CN110525606A (zh) * | 2019-07-23 | 2019-12-03 | 上海江南长兴造船有限责任公司 | 一种船台船体数字化定位辅助工装及其使用方法 |
| CN114104219A (zh) * | 2021-11-08 | 2022-03-01 | 沪东中华造船(集团)有限公司 | 一种运用全站仪实现带挂舵壁分段反态总组的测量方法 |
| CN114104219B (zh) * | 2021-11-08 | 2024-02-09 | 沪东中华造船(集团)有限公司 | 一种运用全站仪实现带挂舵壁分段反态总组的测量方法 |
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|---|---|
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