对用于形成船舶弯曲纵向构件的测量工具进行设置的制图方法.pdf

提供了一种用于设置测量工具的制图方法，该测量工具用在形成船舶弯曲纵向构件中，用以测量船舶纵向构件的侧向弯曲操作、垂直弯曲操作以及扭绞操作。该制图方法包括：(a)提取与船舶纵向构件的位置相关的数据，并将该数据输入到三维设计程序中；(b)使用输入到三维设计程序中的与船舶纵向构件的位置相关的数据，形成船舶纵向构件的三维曲面；(c)在船舶纵向构件上附接有测试工具的位置处部署部署板，以显示用于该位置处的弯曲成形的数据；(d)生成通过在二维视图上部署部署板而获得的部署文件。

1.  一种用于设置测量工具的制图方法，所述测量工具用于在形成船舶的弯曲纵向构件中测量所述船舶的所述纵向构件的侧向弯曲操作、垂直弯曲操作以及扭绞操作，所述制图方法包括如下步骤：
(a)提取与所述船舶的所述纵向构件的长度方向、宽度方向和高度方向的位置相关的数据，并将所述位置数据输入三维设计程序；
(b)通过使用输入所述三维设计程序的、与所述船舶的所述纵向构件在其长度方向、宽度方向和高度方向上的位置相关的所述数据，形成所述船舶的所述纵向构件的三维曲面；
(c)在所述船舶的所述纵向构件上附接所述测试工具的位置处部署所述船舶的所述纵向构件的部署板，以显示用于所述位置处的弯曲成形的数据；以及
(d)生成通过在二维视图上部署部署板而获得的部署文件。

2.  如权利要求1所述的制图方法，其中步骤(b)包括：
(b-1)绘制假想线用以确定所述三维曲面是否已精确形成；
(b-2)将曲面的允许值应用于所述假想线，以精确地形成所述三维曲面。

3.  如权利要求1所述的制图方法，其中步骤(c)包括：
(c-1)形成网格用于显示框架线中将被参考来表示将框架附接于所述船舶的所述纵向构件上的位置的框架线；
(c-2)相应于附接的测量工具的数量形成多个框架板；
(c-3)通过将所述多个框架板移动到所述测量工具所附接的所述框架线处，并使所述多个框架板与所述船舶的所述纵向构件的所述三维曲面垂直相交，来产生多个第一交叉线；
(c-4)参考位于所述多个第一交叉线的中心处的第一交叉线，获得所述船舶的所述纵向构件的所述三维曲面的第一交叉线的扭曲角；
(c-5)产生水平线作为测量所述船舶的所述纵向构件的所述三维曲面的垂直操作的参考；
(c-6)产生垂直线作为测量所述船舶的所述纵向构件的所述三维曲面的水平操作的参考；
(c-7)通过形成部署板、将所述部署板置于所述第一交叉线上、并使所述部署板与所述船舶的所述纵向构件的所述三维曲面垂直相交，产生多条第二交叉线，其中所述部署板用于确定所述船舶的所述纵向构件上附接所述测量工具处的弯曲成形的数据；
(c-8)部署所述部署板使得所述第一和第二交叉线以及垂直线和水平线都显示出来。

4.  如权利要求1中的制图方法，其中步骤(d)包括：
(d-1)将所述三维曲面输入到所述二维设计程序中，以便容易地确认所述船舶的所述纵向构件的所述部署板的位置；
(d-2)从所述二维设计程序导入通过部署所述部署板得到的部署文件；
(d-3)在所述二维设计程序中绘制所述船舶的所述纵向构件的截面；
(d-4)相应于所述部署文件中示出的用于弯曲成形的数据，移动所述船舶的所述纵向构件的所述截面；
(d-5)将用于弯曲成形的所述数据输入到所述船舶的所述纵向构件的移动后的截面中。

对用于形成船舶弯曲纵向构件的测量工具进行设置的制图方法
技术领域
本发明涉及对用于形成船舶弯曲纵向构件的测量工具进行设置的制图方法，更具体地说，涉及通过使用三维设计程序和二维设计程序、用将用于形成弯曲纵向构件并将其附接于测量工具的数据来预先设置测量工具的制图方法。
背景技术
一般地，用于增强船舶的纵向强度的纵向构件与船体相连接。然而，由于在船尾和船头的船体部分具有快速变化的弯曲表面，因此有必要相应于形成的弯曲表面对将在船头和船尾连接于船体的纵向构件进行水火弯板操作。下面，将参考图1a和1b描述水火弯板操作。
图1是船舶的纵向构件的透视图，用于说明纵向构件的弯曲成形操作。
具有腹板(web)Wb和翼缘(flange)F1的纵向构件的水火弯板操作包括侧向弯曲操作、垂直弯曲操作、和扭绞操作。
如图1所示，当纵向构件的长度方向为x方向，宽度方向为y方向，垂直于x-y平面的方向为z方向时，侧向弯曲操作是指在连接翼缘F1上表面两端的线L1和在纵向构件的中心部分处位于翼缘F1的上表面且与X-轴平行的线L3之间产生距离W。
垂直弯曲操作是指在x-y平面上进行侧向弯曲操作后将纵向构件成形为在z方向上产生位移。也就是说，当侧向弯曲操作完成后，当绘制出在纵向构件的中心部分处在翼缘F1的上表面上平行于x轴的线L3时，将线L3水平移动到连接翼缘F1上表面两端的线L1。其后，当垂直弯曲操作完成后，可以绘制出连接翼缘F1上表面两端的线L2。垂直弯曲操作是一在线L1和L2间产生距离H的操作。
如图1所示，扭绞操作是将纵向构件的一端相对于其固定的另一端绕x轴旋转的操作。
图2是船舶的纵向构件的透视图，用于说明扭绞操作。
实际上，当船舶的纵向构件的扭曲角为θ时，扭绞操作是通过在船舶的纵向构件的两端安装块3和夹架(dog)4使得纵向构件两端相对于其中心部分(其扭曲角设定为0度)的扭曲角分别为+θ/2和-θ/2、然后对纵向构件进行水火弯板而实现。
然而，照传统方法，当进行上述水火弯板操作时，没有参考以确定操作是否精确进行。相应地，侧向弯曲操作是由操作工通过标记在纵向构件后表面上的线的平直度来确认的，而垂直弯曲操作和扭绞操作则是由操作工参考操作的预定值粗略进行的。
形成弯曲的船舶纵向构件的过程非常耗时。而且，由于水火弯板操作取决于有经验的加热操作工的多种手工操作，因此需要很多工序，同时操作工的熟练程度也是大不相同。另外，还需要一到三年的时间相当长的练习周期来启动该项技术以及培训操作工。
因此，如果在形成弯曲的纵向构件中引入测量工具，为检查操作结果提供一个客观参考，那么完成形成弯曲的船舶纵向构件的操作就不再依赖于操作工的熟练程度。
图3和图4是透视图，说明了根据第一和第二实施方式用于形成船舶的弯曲纵向构件的测量工具。图5示出了使用图3和图4所示测量工具测量的尺寸的示意图。
根据第一实施方式用于形成船舶弯曲纵向构件的测量工具包括：底板102，安装在船舶纵向构件的腹板上；角钢(angle bar)106，连接到底板102的一端；底板槽103，形成于底板102的中央位置；和角钢槽108，形成于角钢106的中央位置。底板102和角钢106通过第二螺栓110及与其啮合的第二螺母102相互连接，第二螺栓110插入底板102的槽103的一端并插入角钢106的槽108的一端。
测量工具包括角度调节条114，用于调节底板102和角钢106之间的角度。角度调节条114的一端通过第一螺栓116和第一螺母118连接到角钢106以沿角钢106中形成的槽108移动，其另一端通过第三螺栓120和第三螺母122连接到底板102以沿底板102中形成的槽103移动。角钢106底板102之间的角度可通过调节角度调节条114两端的位置进行调节。
测量工具包括垂直弯曲量显示夹124，其可分离地安装在角钢106上，显示纵向构件的垂直弯曲量。
图4是说明了根据第二实施方式的用于形成船舶弯曲纵向构件的测量工具的透视图。图3的参考数字在图4中按原样引用，代表同样的元件。因此，参考图4说明根据第二实施方式的用于形成船舶弯曲纵向构件的测量工具，但将主要说明不同于第一实施方式的具体细节。
根据第二实施方式的用于形成船舶弯曲纵向构件的测量工具还包括：垂直元件202，垂直固定于底板102的一端；以及水平元件204，垂直固定于垂直元件202的一端。水平元件204连接到船舶纵向构件的腹板上。
当纵向构件的偏转很大时，就要使用测量工具，这种情况下，由于角钢106置于纵向构件翼缘的上方，因此可以很容易地检查纵向构件的垂直弯曲和扭曲的程度。
考虑附接在船舶纵向构件上测量工具所显示的弯曲成形的数据，如图5所示，测量工具附接位置处船舶纵向构件的侧向弯曲量为船舶纵向构件的腹板Wb的端部和角钢106a和106b连接处的底板102a和102b端部之间的线距B，测量工具附接位置处船舶纵向构件的垂直弯曲高度值为从船舶纵向构件的腹板Wb的上表面到垂直弯曲量显示夹124a和124b的高度A。
船舶纵向构件的扭曲角度TW为底板102a和102b与角钢106a和106b之间的角度。
图6是一平面图，显示了用于设置图3和图4所示的测量工具的设置台，图7是一仰视图，示出了船舶纵向构件的后表面。
在测量工具连接到腹板Wb上之前，要先用设计数据对将要附接多个测量工具的纵向构件的水平弯曲量、垂直弯曲量以及扭曲角度进行检查。
如图6所示，当测量工具置于设置台6上时，就可以进行设置操作了。如图5所示，将多个垂直弯曲量显示夹架124a，124b，124c，124d和124e附接在多个角钢106a，106b，106c，106d和106e上，以显示测量工具的附接位置处的垂直弯曲量。
通过调节角度调节条114a，114b，114c，114d，和114e，使得角钢106a，106b，106c，106d和106e与底板之间的角度与测量工具的附接位置处的设计扭曲角度一致。
通过使用划线器在底板102a，102b，102c，102d，和102e上指示由设计数据确定的水平弯曲量。
在设置好测量工具后，将其附着在腹板Wb上的预定位置，与翼缘F1垂直。
更具体地，如图7所示，在船舶纵向构件的腹板Wb的后表面上指示表示框架连接位置的连接线L5。将测量工具沿方向L4连接在腹板Wb上，L4是经过连接线L5与腹板Wb边缘的交点并与该点切线相垂直的直线。
同时，当将测量工具在设置台上进行设置操作时，需要用于根据设计数据确定测量工具将要附接到的位置处的水平弯曲量，垂直弯曲量以及扭曲角度的图纸。
本发明涉及用于对形成船舶纵向构件的测量工具进行设置的制图方法，其具体工序将在下文中进行详细说明。
技术问题
因此，本发明的一个目的是提供用于设置测量工具的制图方法，用于形成附接该测量工具的船舶弯曲纵向构件，该制图方法能够通过使用二维或者三维设计程序预先生成制图，用于在测量工具中预先设置与形成纵向构件的弯曲角度相关的数据。
技术方案
根据本发明的实施方式，提供了用于设置测量工具的制图方法，该测量工具用于形成船舶弯曲纵向构件以测量船舶纵向构件的侧向弯曲操作、垂直弯曲操作以及扭绞操作，该制图方法包括：(a)提取与船舶纵向构件的位置相关的长度方向、宽度方向和高度方向的数据，并将这些数据输入三维设计程序；(b)根据输入到三维设计程序中的船舶纵向构件在该位置的长度方向、宽度方向和高度方向上的数据，形成船舶纵向构件的三维曲面；(c)在船舶纵向构件上附接测试工具的位置处配置部署板，以显示用于该位置的弯曲成形的数据；(d)产生通过在二维视图上部署部署板而获得的部署文件。
附图说明
通过结合附图对给出的实施方式进行的以下描述，本发明的上述和其他目的及特征将显而易见，其中：
图1是船舶纵向构件的透视图，用于说明形成弯曲纵向构件的操作；
图2是船舶纵向构件的透视图，用于说明扭绞操作；
图3是透视图，用于说明根据第一实施方式的用于形成船舶的弯曲纵向构件的测量工具；
图4是透视图，用于说明根据第二实施方式的用于形成船舶的弯曲纵向构件的测量工具；
图5是示出了使用图3和图4所示测量工具测量的尺寸的示意图；
图6是示出了用于设置如图3和图4所示的测量工具的设置台；
图7是仰视图，显示了船舶纵向构件的后表面；
图8是流程图，说明了根据本发明用于对形成船舶弯曲纵向构件的测试工具进行设置的制图方法；
图9是示出了根据三维设计程序中导入船舶纵向构件的位置数据的操作的视图；
图10是流程图，详细说明了图8中的步骤b；
图11是说明了绘制假想线的操作的视图；
图12是说明了赋予曲面允许值的操作的视图；
图13是流程图，详细说明了图8中的步骤c；
图14是说明了图13所示的步骤c-1中产生网格的操作的视图；
图15是说明了图13所示的步骤c-2中形成多个框架板的操作的视图；
图16是通过旋转图15所示船舶纵向构件的三维弯曲曲面获得的视图；
图17显示了相互垂直交叉的框架板和三维曲面；
图18是图17所示的船舶纵向构件的三维曲面的截面图；
图19显示了用于测量垂直弯曲操作的参考水平线；
图20显示了用于水平弯曲操作测量的参考垂直线；
图21是放大显示了图20中的“T”部分的视图；
图22是放大了图18中的“T”部分的相对面的视图；
图23说明了产生部署板的操作；
图24说明了移动图23中部署板的操作；
图25说明了使图23中的部署板与船舶纵向构件三维曲面垂直交叉的操作；
图26是三维视图，其中放大了图25中的P部分；
图27显示了与船舶纵向构件三维曲面垂直交叉的框架板和最终产生的部署板；
图28显示了部署了图27中部署板40e的状态；
图29显示了部署了图27中部署板40a的状态；
图30说明了在二维设计程序中产生船舶纵向构件三维曲面的操作；
图31说明了从二维设计程序导入图28和29的部署板的操作；
图32说明了绘制船舶纵向构件横截面的操作；
图33显示了图32中说明的船舶纵向构件横截面图；
图34显示了根据本发明用于对形成船舶纵向构件的测量工具进行设置的视图。
具体实施方式
下面，将结合附图详细说明本发明的优选实施方式。
图8是流程图，用于说明对用于形成弯曲船舶纵向构件的测试工具进行设置的制图方法，图9说明了从三维设计程序中导入船舶纵向构件的位置数据的操作。
首先，为了产生对用于形成弯曲船舶纵向构件的测试工具进行设置的制图，如图8和9所示，需要提取与船舶纵向构件的框架线(frame line)F对应的、船舶的长度方向x，宽度方向y以及高度方向z的位置数据。
从三维设计程序导入提取的位置数据(步骤a)。
然后，利用输入到三维设计程序中的船舶纵向构件在长度方向x，宽度方向y以及高度方向z的位置数据形成船舶纵向构件的三维曲面(步骤b)。
图10是流程图，详细说明了图8中的步骤b，图11说明了绘制假想线的操作，图12说明了赋予曲面允许值的操作。
在步骤b中，如图10和11所示，绘制假想线I以判断三维曲面是否精确形成(步骤b-1)。
如图10和12所示，在生成假想线I后，为曲面赋予允许值10以在误差范围内平滑地形成三维曲面(步骤b-2)。重复地为曲面赋予允许值10，直到获得平滑度在误差范围内的三维曲面，并且如果找到曲面的允许值，则形成最终的三维曲面。
接着，对用于形成船舶弯曲纵向构件的测量工具所附接的、船舶的纵向构件的位置进行部署，以确认用于在该位置的弯曲成形的数据(步骤c)。
图13是流程图，详细说明了图8中的步骤c，图14说明了图13所示的步骤c-1中的网格产生操作。
如图13和14所示，在步骤c中，通过使用与船舶的纵向构件的框架线F对应的、船舶在长度方向x，宽度方向y以及高度方向z上的位置数据，形成网格20以示出表示船舶的纵向构件的位置的框架线中、附接框架处的待参考的框架线。
图15说明了图13所示步骤c-2中形成多个框架板的操作。
在步骤c-1后，形成与要安装到船舶纵向构件上的测量工具的数量相对应的框架板(步骤c-2)。
如图15所示，在屏幕下方形成框架板30。
通过生成能与船舶纵向构件的三维曲面一同移动的框架板30，将框架板30形成为弯曲成形所用数据的参考。这是因为即使必要时船舶纵向构件的三维曲面1发生移动，网格20也不会与该三维曲面一同移动。
如图15所示，当5个框架板30a，30b，30c，30d，和30e形成后，将其移动到附接了测量工具的船舶纵向构件1的框架线上。
在图15中，可以看出，框架板30b，30c和30d置于框架线22，26和30上。然而，因为将测量工具精确而稳固地附接到船舶纵向构件的两端并不容易，因此有必要调节测量工具的附接位置。
因此，如图15所示，由于有一个测量工具附接在向中心框架线26方向与框架线17相距300mm的位置A处，同时有一个测量工具附接在向中心框架线26方向与框架线34相距200mm的位置B处，因此，框架板30a和30e也要移动到位置A和B(步骤c-3)。
图16是通过旋转图15所示船舶纵向构件的三维曲面获得的视图，图17是框架板和三维曲面相互垂直交叉的视图。
如图16所示，在步骤c-2之后，将船舶纵向构件的三维曲面顺时针旋转到在表面板上工作。
如图17所示，通过使多个框架板30a，30b，30c，30d，和30e垂直交叉于船舶纵向构件的三维曲面1，形成多个第一交叉线100a，100b，100c，100d，和100e(c-3)。
图16是图17所示的船舶纵向构件三维曲面的截面图。
如图16所示，步骤c-3之后，船舶纵向构件的三维曲面1的每一个第一交叉线100a，100b，100c，100d，和100e的扭曲角度参照位于多个第一交叉线100a，100b，100c，100d，和100e中心的第一交叉线100c而获得(步骤c-4)。这是因为如现有工艺中提到的，实际的扭绞操作是参考船舶纵向构件的中心位置进行的。当从一侧观察位于船舶纵向构件中心位置的第一交叉线100c时，由于其如图16所示是向下变形的，因而有必要通过调节图中第一交叉线100c的位置使得第一交叉线100c可以位于水平面上来获得扭曲角度。
图19说明了用于垂直弯曲操作测量参考的水平线，图20说明了用于水平弯曲操作测量参考的垂直线。图21放大了图20中的“T”部分，图22放大了图18中的“T”部分的相对面。
如图19所示，在步骤c-4后，可生成水平线200，其用作船舶纵向构件的三维曲面1的垂直弯曲操作测量的参考(c-5)。
在与船舶纵向构件的三维曲面1的一端相距预定距离h1的位置处得到水平线。距离h1是参考与船舶纵向构件的垂直弯曲操作相关的设计数据而设置的。
如图20，21和22所示，在步骤c-5后，生成垂直线300，其用作船舶纵向构件的三维曲面1的水平弯曲操作测量的参考(c-6)。
在图21和22中，距离h2和h3分别代表从第一交叉线100e和第一交叉线100a的一端到垂直线300的距离。
得出的垂直线300使得距离h2和h3相等。
图23是说明了产生部署板的操作，图21是说明了移动图23中部署板的操作。图25显示了将图23中的部署板与船舶纵向构件的三维曲面垂直交叉的操作，图26是放大了图25中的“P”部分的三维视图。
在步骤c-6后，如图23所示，形成与测量工具的数量一致的部署板40，用于确定船舶纵向构件上测量工具所在位置的弯曲成形的数据。
如图24所示，移动多个部署板40a，40b，40c，40d，和40e，使之分别置于第一交叉线100a，100b，100c，100d，和100e上。
如图25和26所示，通过使多个部署板40a，40b，40c，40d，和40e与船舶纵向构件的三维曲面垂直交叉，形成多个第二交叉线400a，400b，400c，400d，和400e(步骤c-7)。即，如图26所示，当部署板40a，40b，40c，40d，和40e被移动到第一交叉线100a，100b，100c，100d，和100e与船舶纵向构件的三维曲面1相交的点Qa，Qb，Qc，Qd，和Qe的位置后，使其与船舶纵向构件的三维曲面1垂直交叉。
图27显示了与船舶纵向构件的三维曲面垂直交叉的框架板和最终产生的部署板，图28显示了部署了图27中的部署板40e的状态，图29显示了部署了图27中部署板40a的状态。
在步骤c-7之后，如图28和29所示，将部署板40a，40b，40c，40d，和40e部署为使得第一和第二交叉线100a，100b，100c，100d，和100e，400a，400b，400c，400d，和400e以及垂直和水平线300和200被表示出来(步骤c-8)。
从图28和29可以看出，通过对部署板40a，40b，40c，40d，和40e进行部署，表示出第一和第二交叉线的100a，100e，400a，400e，以及垂直和水平线300和200。
部署多个部署板40a，40b，40c，40d，和40e的视图分别被存储为部署文件。
图30说明了在二维设计程序中产生船舶纵向构件的三维曲面的操作。图31说明了从二维设计程序导入图24a和24b的部署板的操作。图32说明了绘制船舶纵向构件截面图的操作，图33显示了图32中说明的船舶纵向构件的截面。
然后，执行产生部署了部署板的区域的二维视图的操作(步骤d)。
首先，为了确定按照图30中所部署的部署板的位置，将船舶纵向构件的三维曲面1复制并导入到二维设计程序中(步骤d-1)。
如图31所示，从二维设计程序中导入通过部署部署板而获得的文件(步骤d-2)。
图31是通过部署部署板40e得到的视图，显示了垂直线和水平线300和200以及第二交叉线400e。在图31中，因为没有必要而省略了第一交叉线。
如图32所示，绘制出了船舶纵向构件的横截面500(步骤d-3)。
然后，根据部署文件中用于弯曲成形的数据，移动船舶纵向构件的横截面500(步骤d-4)。
更具体地说，如图32所示，将船舶纵向构件的腹板的横截面510的一端移动到第二交叉线400e的一端。然后，旋转船舶纵向构件的横截面500使得船舶纵向构件的腹板的横截面510的底端与第二交叉线400e重合。然后，如果省略其余不必要的线，则船舶纵向构件的横截面可以简单示于图33。
图34显示了根据本发明对用于形成船舶弯曲纵向构件的测量工具进行设置的视图。
如图34所示，可以通过90度旋转图33的船舶纵向构件的横截面以将其移动到该区域所用的二维视图框架中，并输入船舶纵向构件的横截面的弯曲角度成形数据，来完成制图过程。在图34中，A代表垂直弯曲量，B代表水平弯曲量，而TW代表扭曲角度。
综上所述，根据本发明，由于已经完成了水火弯板操作，如船舶纵向构件的垂直弯曲和扭绞操作，因此，通过提供一个客观参考，使得绘制用于对形成弯曲角的测量工具进行设置的制图变得更加容易，从而使得无需考虑操作者的技能，而能够均一而高效维护建造的船舶的质量。
尽管已经参考优选实施方式显示和描述了本发明，但可以理解的是，本领域技术人员可以在不脱离本发明所确定的精神和范畴的情况下对本发明做出各种改变和修改。