一種船舶分段快速製造方法與流程
2023-12-12 09:02:32 1
本發明屬於船舶製造技術領域，特別涉及一種船舶分段快速製造方法。
背景技術：
在現代船舶製造過程中，船舶分段的製造是極其重要的組成部分。而現有的船舶分段製造流程，以簡單的立體分段為例，一般為:分段每個零件下料切割、加工；將零件按照圖紙製作成小組立、部件；分段胎架製造；甲板(或平臺板)拼板後上分段胎架定位；甲板上結構裝焊；縱、橫艙壁拼板，結構裝焊；縱、橫艙壁上分段裝焊；外板上分段裝焊；肘板等分段散件安裝。
而對於有些複雜的立體分段，以科考用大型雙體船靴體部分為例，若依然採用此方法，工藝操作流程長，操作環境惡劣，勞動強度大；同時，由於大型雙體船的體積規格和結構複雜程度明顯提升，採用上述方法，往往導致各結構件的製造安裝精度會劣化，會隨著體積增大而積累，使得分段整體的結構精度和線型更難以控制；尤其是，對於外板線型變化較大處，分段施工環境相當惡劣，不利於分零部件的裝焊以及靴體外板裝焊。
技術實現要素：
本發明提供一種船舶分段快速製造方法，解決現有技術中大型特種船舶分段製造方法施工周期長，施工難度和勞動強度大，環境惡劣，結構精度低和線型可靠性難以控制的技術問題。
為解決上述技術問題，本發明提供了一種船舶分段快速製造方法，包括：
對船舶分段進行三維建模；
依據三維建模結果，將所述船舶分段中的結構分成平面構件和曲面構件；
依據所述平面構件和所述曲面構件在三維模型中的位置，安裝順序以及構件間的連接關係，將所述平面構件分成多個平面板架，將所述曲面構件分成多個曲面板架；
加工所述平面板架和所述曲面板架；
將加工完成的平面板架和曲面板架上分段安裝，組合成船舶分段。
進一步地，所述方法還包括：
依據三維建模結果，將所述平面板架和所述曲面板架分成多個小規格的平面板架組件和曲面板架組件；
先加工所述平面板架組件和曲面板架組件，而後將多個平面板架組件組合成完整的平面板架組件，將多個曲面板架組件組合成完整的曲面板架。
進一步地，所述方法還包括：
依據所述三維建模結果，將分段中的板材、型材以及肘板分配給與之相連的平面板架或者曲面板架；
當完成平面板架組合後將與之相連的板材、型材以及肘板固定安裝到所述平面板架上；
當完成曲面板架組合後將與之相連的板材、型材以及肘板固定安裝到所述曲面板架上。
本申請實施例中提供的一個或多個技術方案，至少具有如下技術效果或優點：
本申請實施例中提供的船舶分段快速製造方法，採用三維建模的方式獲取精確的分段結構和數據，並將其分成平面構件和曲面構件兩部分，並進一步根據位置，安裝順序以及構件間的連接關係，將所述平面構件分成多個平面板架，將所述曲面構件分成多個曲面板架，從而將整個分段解構成一系列結構清楚，位置準確，連接關係明了的平面板架和曲面板架，大幅提升製造的效率，結構精度以及線型控制可靠性；同時，可以將各平面板架和曲面板架分別獨立製造，大幅提升效率，也避免了上分段製造的惡劣環境和高強度勞動。另一方面，精確定位、區域劃分和獨立生產製造，也使得最後上分段組裝的難度大幅降低，整體精度和線型控制可靠性大幅提升。
附圖說明
圖1為本發明提供的船舶分段快速製造方法流程示意圖；
圖2為本發明提供的三維建模平面構件和曲面構件分類示意圖；
圖3為本發明提供的三維建模平面板架和曲面板架分類示意圖；
圖4為本發明提供的三維建模平面板架組件和曲面板架組件分類示意圖；
圖5為本發明提供的船舶分段組合安裝流程示意圖。
具體實施方式
本申請實施例通過提供一種船舶分段快速製造方法，解決現有技術中大型特種船舶分段製造方法施工周期長，施工難度和勞動強度大，環境惡劣，結構精度和線型控制可靠性難以控制的技術問題；達到了提升船舶分段製造效率，降低勞動強度，提升船體製造精度和線型控制可靠性的技術效果。
為了更好的理解上述技術方案，下面將結合說明書附圖以及具體的實施方式對上述技術方案進行詳細說明，應當理解本發明實施例以及實施例中的具體特徵是對本申請技術方案的詳細的說明，而不是對本申請技術方案的限定，在不衝突的情況下，本申請實施例以及實施例中的技術特徵可以相互組合。
參見圖1，一種船舶分段快速製造方法，其特徵在於，包括：
對船舶分段進行三維建模；
依據三維建模結果，將所述船舶分段中的結構分成平面構件和曲面構件；
依據所述平面構件和所述曲面構件在三維模型中的位置，安裝順序以及構件間的連接關係，將所述平面構件分成多個平面板架，將所述曲面構件分成多個曲面板架；
加工所述平面板架和所述曲面板架；
將加工完成的平面板架和曲面板架上分段安裝，組合成船舶分段。
具體而言，
參見圖2，對船舶分段進行三維建模，能夠充分獲取分段的各結構的形態和規格參數，同時獲取各結構間的位置，及連接關係以及理論的安裝順序。
依據三維建模結果，將所述船舶分段中的結構分成平面構件h和曲面構件c；將各構件按照平面和曲面的特徵進行劃分，清晰明了，且易於生產製造，特別是對於結構複雜，形態特異性強的特種船舶。一般而言，為了有效的區分曲面和平面，可設置一個曲度臨界值，作為判斷曲面和平面的依據，一定程度上能夠將某些成一定弧度，卻幅度較小的結構進行區分。
參見圖3，依據所述平面構件h和所述曲面構件c在三維模型中的位置，安裝順序以及構件間的連接關係，將所述平面構件h分成多個平面板架(h01、h02、h03、h04、h05、h06、h07、h08、h09)，將所述曲面構件分成多個曲面板架(c01、c02、c03)；基於三維建模獲得的信息，進一步將平面構件和曲面構件進行細分，確切地說，按照位置，安裝順序以及構件間的連接關係分成多個結構清楚，位置明了，連接關係確切的平面板架和曲面板架，使得其能夠高精度，高效的生產製造和後期組裝。
參見圖5，按照三維建模的數據基礎，出圖並加工所述平面板架和所述曲面板架；將加工完成的平面板架和曲面板架上分段安裝，組合成船舶分段。在獲得了準確，清晰的結構和參數的前提下，能夠在車間直接加工各組件。生產環境良好，勞動強度相對較低，精度控制也更為容易，使得加工質量大幅提升。
參見圖4、進一步地，為了使得平面板架和曲面板架的生產更為便捷，所述方法還包括：
依據三維建模結果，將所述平面板架和所述曲面板架分成多個小規格的平面板架組件，如將h01分成h11、h12、h13、h14；h02分成h21、h22；h91)和曲面板架組件；
先加工所述平面板架組件和曲面板架組件，而後將多個平面板架組件組合成完整的平面板架組件，將多個曲面板架組件組合成完整的曲面板架。
一般而言，為了加工高效便捷，通常採用車間加工平臺的實際規格作為分割標準，如，各個板架的尺寸限制為長x寬＝16000mmx4000mm。則將每個區域按照此尺寸限制將其劃分為一個或多個板架。
進一步地，所述方法還包括：
依據所述三維建模結果，將分段中的板材、型材以及肘板分配給與之相連的平面板架或者曲面板架；
一般而言，根據板材及型材的規格再對各個平、曲面板架內部結構進行設計。如材規格長x寬＝8000mmx1800mm，型材規格為8m/根。根據此規格確定板架內部板材及結構的斷縫線。
當完成平面板架組合後將與之相連的板材、型材以及肘板固定安裝到所述平面板架上；當完成曲面板架組合後將與之相連的板材、型材以及肘板固定安裝到所述曲面板架上。
需採用「平、曲面組合件」製造法來製造分段，即通過軟體對分段進行整體建模，將整個分段合理的劃分為許多部分，每個部分為單獨的一個平面或曲面組合件。每個平面或曲面組合件在施工環境良好的內場製造好後，分別在分段上組裝。整個流程即為：分段每個零件下料切割、加工；平面、曲面組合件製造；組合件上分段安裝。採用此法建造分段，可使分段零件裝焊時的工作環境相對良好，安裝精度大大提高。且每個分段的所有平面、曲面組件可同時製造，只需在製造好後上分段安裝，大大提高分段的製造效率。
本申請實施例中提供的一個或多個技術方案，至少具有如下技術效果或優點：
本申請實施例中提供的船舶分段快速製造方法，採用三維建模的方式獲取精確的分段的結構和數據，並將其分成平面構件和曲面構件兩部分，並進一步根據位置，安裝順序以及構件間的連接關係，將所述平面構件分成多個平面板架，將所述曲面構件分成多個曲面板架，從而將整個分段解構成一系列結構清楚，位置準確，連接關係明了的平面板架和曲面板架，大幅提升製造的效率，結構精度以及線型控制可靠性；同時，可以將各平面板架和曲面板架分別獨立製造，大幅提升效率，也避免了上分段製造的惡劣環境和高強度勞動。另一方面，精確定位、區域劃分和獨立生產製造，也是的使得最後上分段組裝的難度大幅降低，整體精度和線型控制可靠性大幅提升。
最後所應說明的是，以上具體實施方式僅用以說明本發明的技術方案而非限制，儘管參照實例對本發明進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本發明的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發明技術方案的精神和範圍，其均應涵蓋在本發明的權利要求範圍當中。