CN101796519A - 用于预测船段组装的装配精度的***、方法及其介质 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种如下技术，即在船段直接地装配之前，预先计算待组合的船段的数值偏差，并优化待装配的装配段的数值，使得装配段可以通过一次性装配工艺装配到船段上。在该技术中，测量已经装配到船段中的基本段和待组合到基本段中的装配段，并且所述基本段和装配段以三维的形式显示在用于预测装配尺寸精度的程序屏幕上，且所述基本段和装配段虚拟组合。然后，计算所述基本段与装配段的测量结果之间的偏差，并以三维向量的形式显示所计算的偏差，从而操作员可以容易地识别装配段的偏差值。

Description

用于预测船段组装的装配精度的***、方法及其介质

技术领域

一般地，本发明涉及一种用于预测船段(ship block)装配尺寸精度的***，方法以及其记录介质。更具体地，本发明涉及一种如下技术，即在船段直接装配之前，事先计算将要组合的船段的尺寸偏差，并优化装配段(erection block)的尺寸，使得装配段可以通过一次性装配工艺装配到基本段(basic block)上。

背景技术

一种包括船的海事结构，通常通过切割、加工和焊接诸如金属厚管、小块木材、船骨材和设计材料的配件来装配。例如船，要装配100或更多段。根据完成船的装配顺序，作为一种金属板的厚板根据图纸首先加工和切割，并焊接在先前装配的船体部分上。然后，下一块厚板也焊接在该焊接部分上。组成船体的每一段都是大尺寸，并由金属制成，因此，通过切割、加工和焊接过程，其外形可能变形。也就是说，其外形可能变得与图纸不一致。在船的装配中，基于装配段和先前已经装配到船体中的基本段进行尺寸测量，装配段利用测量结果经再次加工后焊接到基本段。在下文中，“基本段”是指先前装配到船体中的船段，“装配段”是指与“基本段”组合的船段。

参照图1，描述了用于预测船段装配尺寸精度的传统工艺。

在传统技术中，操作员利用光波测量仪器(1)测量主件，在该主件中基本段连接到装配段，以及利用光波测量仪器(2)测量主件，在该主件中装配段连接到基本段。光波测量仪器测量操作员聚焦的测量点的三维坐标。对应于三维坐标的测量数据存储在个人数字助理(PDA)中。

计算机从PDA读取基本段和装配段的测量数据，并比较测量数据以计算测量点之间的偏差且输出基于测验的结果。

此后，操作员输出草图并在草图中写下用文本表示的三维数值，从而完成装配尺寸精度报告(4)。操作员利用经验空间概念将三维数值匹配于装配段，以便理解装配段的变形度，并将三维数值写在二维装配尺寸精度报告中，因而需要操作员具有很高的熟练度。

通过使用装配尺寸精度报告，切断装配段从而对装配段进行再次加工。装配段的再加工精度决定于装配尺寸精度报告的精确性。

对于装配工艺，在传统技术中，将装配段升起并定位在船的基本段的接触表面上。然后，使用刻度尺测量处于临时组合状态的基本段与装配段之间的接触面的尺寸组合状态。使用实际测量结果切割和加工装配段后，装配段通过起重机定位于基本段的接触面上，以便固定组合状态。当装配段临时与基本段组合，当测量结果不严密时，使用起重机重复装配段的装配工艺数次以保证装配段的装配尺寸精度。

装配船段的传统技术具有如下缺点：

第一、操作员直接根据三维坐标值预测装配尺寸精度，因此需要操作员的熟练度。

第二、因为该技术取决于操作员的熟练度，所以需要相当的时间和成本来提高操作员的熟练度。

第三、因为操作员直接根据三维坐标值预测装配尺寸精度，所以不容易管理复杂形状段中的装配段的数值。

第四、只有两个段的装配尺寸精度可以基于接触面预测，并且不可能自动判断相对于预测结果的偏差是否存在间隙或重叠。

第五、在船的段装配工艺中，装配段通常使用起重机装配。然而，如果装配段的装配尺寸精度预测不准确，那么因重复再装配工艺而增加起重机的使用时间。当起重机使用时间增加时目前使用的起重机需要相当的额外成本。

此外，当在装配状态下进行测量和切割操作时，要花费很多时间，并且操作既不准确也不稳定。

为了解决上述问题，需要精确地测量和管理基本段和装配段的尺寸，并且利用一次性加工和装配工艺完成段的装配工艺的技术。

发明内容

本发明的目的是提供一种方法，用于在监视器上输出基本段和装配段的三维视图，并比较在基本段与装配段的接触面上基本段的测量值与装配段的测量值，以及计算偏差以预测装配尺寸精度，从而自动准备装配尺寸精度报告，其中对应于装配尺寸精度预测结果的偏差表示在装配段上。而且，本发明改良了装配段的装配尺寸精度以减少使用起重机的装配工艺时间，从而简化船段装配和焊接工艺。

附图说明

图1是例示用于预测船段装配尺寸精度的传统工艺的示意图。

图2是例示根据本发明实施方式用于预测船段装配尺寸精度的***示意图。

图3是例示根据本发明实施方式用于预测船段的装配尺寸精度的***中使用的预测装配尺寸精度的程序屏幕输出实例的示意图。

图4是例示根据本发明实施方式在测量船段前的处理工艺流程图。

图5是例示根据本发明实施方式用于预测船段装配尺寸精度的方法流程图。

图6是例示根据本发明实施方式在装配尺寸精度预测程序屏幕上测量点的显示实例的示意图。

图7是例示根据本发明实施方式的基于点定位来连接段的方法示意图。

图8是例示根据本发明实施方式用于被动地连接段的方法示意图。

图9至12是例示根据本发明实施方式使用偏差向量的实例示意图。

图13和14是例示根据本发明实施方式用于移动段的方法示意图。

图15和16是例示根据本发明实施方式用于旋转段的方法示意图。

图17是例示根据本发明实施方式完工检查单的示意图。

具体实施方式

本发明提供了一种用于预测船段的装配尺寸精度的***，为了将船的装配段与基本段组合，配置该***以测量、比较和分析基本段和装配段的装配精度。该***包括：用户界面，经配置以接收来自操作员的、预测船段装配尺寸精度的命令来将基于所述命令的操作结果显示为三维图形；设计文件存储单元，经配置以存储用于所述基本段和所述装配段的设计文件；装配尺寸精度预测单元，与所述用户界面连结，并且配置以提供在其中显示所述基本段和所述装配段的控制点的检查单(check sheet)，并将所述装配段的测量点与所述基本段的测量点比较以提供基于偏差的完工检查单；以及段文件存储单元，经配置以在所述装配尺寸精度预测单元的控制下，存储与所述基本段的测量点组合的段文件和与所述装配段的测量点组合的段文件。

优选地，配置所述装配尺寸精度预测单元以显示通过所述用户界面选择的所述基本段的设计文件中所选择的控制点，将所述控制点与所述设计文件相组合以产生段文件，并将该段文件存储在所述段文件存储单元中。

优选地，配置所述装配尺寸精度预测单元以将所述测量点与和所述基本段的段文件相组合的所述控制点匹配，并将所述测量点与所述段文件组合以便将其存储在所述段文件存储单元中。

优选地，配置所述装配尺寸精度预测单元以显示在通过所述用户界面选择的所述装配段中所选择的控制点，并将其中所述控制点与所述装配段相组合的所述段文件存储到所述段文件存储单元中。

优选地，配置所述装配尺寸精度预测单元以将所述测量点与和所述装配段的段文件相组合的所述控制点相匹配，并将所述测量点与所述段文件组合以便将其存储到所述段文件存储单元中。

优选地，配置所述装配尺寸精度预测单元以比较与所述装配段的段文件相组合的测量点以及与所述基本段的段文件相组合的测量点，以便在所述用户界面上显示对应于比较结果的偏差。

优选地，所述测量点具有三维坐标值，并且所述偏差用三维向量表示。

优选地，当所述装配段移动或者旋转时，所述装配尺寸精度预测单元根据所述装配段的移动或者旋转状态移动所述测量点的三维坐标值，以便重新计算所述装配段和所述基本段的测量点的偏差。

优选地，所述三维向量根据等级(degree)由不同符号表示，从而识别两个测量点之间的重叠或间隙状态。

优选地，所述装配段是一个或者更多个。

本发明提供了一种用于预测船段的装配尺寸精度的方法，为了将船的装配段与基本段组合，配置该方法以测量、比较和分析基本段和装配段的装配精度。该方法包括：(a)为了计算所述装配段的装配尺寸精度，将所述基本段的测量点的测量坐标与所述基本段的控制点的设计坐标匹配，以将所述控制点与所述基本段组合；(b)为了计算所述基本段的装配尺寸精度，将所述装配段的测量点的测量坐标与所述装配段的控制点的设计坐标匹配，以将所述测量点与所述装配段组合；(c)连接所述装配段与所述基本段以比较所述装配段的测量点与所述基本段的测量点；以及(d)基于每个测量点的比较结果分析每个测量点的偏差，以计算所述基本段的每个测量点对所述装配段的每个测量点的偏差值。

优选地，在所述步骤(d)中，对每个测量点的所述偏差分析结果通过三维向量表示，并且在所述装配段的每个测量点中形成间隙或者重叠。

优选地，所述装配段和所述基本段通过三维图形表示，并且所述基点的设计坐标和所述测量点的测量坐标都是三维坐标值。

优选地，在所述步骤(c)后，进一步包括当所述装配段移动或者旋转时，根据所述装配段的移动或者旋转状态移动所述装配段的测量点的三维坐标值，以便再次计算所述基本段的测量点与所述装配段移动的测量点的偏差。

优选地，所述装配段的移动通过一点或者二点移动方法执行，且所述装配段的旋转通过从一点轴旋转(one-point-axis-rotation)(位移)，两点轴旋转(two-point-axis-rotation)(位移)，一点轴旋转(1-point-axis-rotation)(角度)和两点轴旋转(two-point-axis-rotation)(角度)中选择一项来执行。

优选地，在所述步骤(b)中，所述基本段的测量点与所述装配段的测量点之间的连接通过从基于点的名字的连接方法，基于点位置的连接方法或者手动连接方法中选择一项来执行。

优选地，所述方法进一步包括产生包含在所述装配段的每个测量点上的所述基本段的偏差值的完工检查单。

优选地，在所述步骤(a)之前，当在具有三维坐标值的所述基本段中选择控制点时，进一步包括将所述控制点与所述基本段组合并存储，并且产生在其中显示所述基本段每个控制点的坐标值的检查单。

下文将参照附图详细描述本发明。

图2是例示根据本发明实施方式的用于预测船段装配尺寸精度的***示意图。

用于预测船段装配尺寸精度的***包括用户界面10、设计文件存储单元12、装配尺寸精度预测单元14和段文件存储单元16。

用户界面10输入预测船段装配尺寸精度的命令，并显示该命令的执行结果。用户界面10可以包括预测装配尺寸精度的程序屏幕。如图3所示，所述程序屏幕包括图形操作窗口30、分析操作窗口32、坐标轴33、图例34、工具栏35、菜单栏36和光标坐标显示栏37。

图形操作窗口30是通过三维图像表示诸如设计模型、测量数据和偏差值的各种数据的区域。分析操作窗口32是诸如设计坐标、测量坐标和偏差值的各种数据能够用数值检查的区域。坐标轴33是标示整个坐标轴的方向的符号。图例34是标示颜色或者显示记号的符号，从而为了容易识别偏差值，偏差度可以通过偏差向量表示。工具栏35是排列各种快捷图标的区域。菜单栏36是通过菜单类型表示预测船段装配尺寸精度所需要的各种命令的区域。光标坐标显示栏37是在图形上显示光标的三维位置的区域。

在所述设计文件存储单元12中，存储组成船体的每段的三维设计视图。三维设计视图可以包括dxf文件、Trobon vol文件、iges文件以及sat文件。

在所述装配尺寸精度预测单元16中，装入装配尺寸精度预测程序。所述装配尺寸精度预测单元16控制通过所述用户界面10所表示的程序屏幕的显示，以及利用通过程序屏幕输入的基本段和装配段的测量坐标，预测装配段的装配尺寸精度。当操作员选择基本段或者装配段时，所述装配尺寸精度预测单元16在所述图形操作窗口30上显示所选择的基本段或者装配段，并且将通过操作员选择而生成的控制点与基本段或者装配段组合以便生成基于基本段或者装配段的段文件。在接触面上生成多个控制点，并且每个控制点均具有设计坐标。设计坐标是三维坐标值。此后，所述装配尺寸精度预测单元16准备了检查单，在其中控制点表示在装配段中。

当输入基本段和装配段上的测量点时，所述装配尺寸精度预测单元16将测量点与组合到基本段和装配段中的控制点连接，并比较装配段测量点的位置与基本段测量点的位置，以便计算装配段的装配尺寸精度。所述装配尺寸精度预测单元16基于装配尺寸精度的计算结果准备装配段的完工检查单。测量点具有三维坐标值的测量坐标。

所述设计文件存储单元12存储通过所述装配尺寸精度预测单元16生成的段文件。段文件具有的类型中：控制点组合于相应段，或者控制点和测量点组合于相应段。

图4和图5是例示根据本发明实施方式的用于预测船段的装配尺寸精度的方法流程图。

当运行装配尺寸精度预测程序时，在所述用户界面10上输出程序的屏幕。

当在程序屏幕上选择随机段时(在S42中为是)，所述装配尺寸精度预测单元16读取从设计文件存储单元12中选择的段的设计文件，以在所述图形操作窗口30上输出设计文件(S44)。

在输出所述段时，当在程序屏幕中选择控制点生成(在S46中为是)时，操作员选择的控制点显示在所述段上(S48)。用于控制度数(degree)的点的控制点通过基于被认为是与其他段的接合点的位置确定。优选地，可以设定多个控制点。每个控制点可以由操作员被动选择，或者自动生成在段的拐角或者主要部分中。

所选择的控制点的信息可以显示在程序屏幕的所述分析操作窗口32中。控制点信息可以包括对应于控制点名字和设计坐标的坐标值x、y、z。

在控制点生成完成后，当请求检查单准备(在S50中为是)时，所述装配尺寸精度预测单元16将控制点组合到段中以生成段文件，并且将所生成的段文件存储到所述段文件存储单元14中(S52)。段文件包括控制点信息。所述装配尺寸精度预测单元16生成检查单，在其中控制点显示在段上的(S54)。

检查单表示在段的实际测量中参照的控制点的设计坐标、控制点间的距离、段的尺寸信息以及角度和段的三维形状。检查单在现场测量中用作辅助工具。

图4示出了用于实际测量的生成特定段的控制点和检查单的工艺。在本发明中，该工艺优选地分别在基本段和装配段上执行。因此，操作员可得到基本段的检查单和装配段的检查单。

操作员参照检查单测量基本段和装配段。

对于测量操作可以使用光波测量仪器。首先，确定测量起始的测量起始点，然后基于该起始点沿给定方向连续地执行测量操作。有多种使用光波测量仪器测量船段的方法，还可以用传统方法。光波测量仪器测得的每个测量点的测量坐标的数据存储到与光波测量仪器连接的存储装置中。存储装置包括个人数字助理(PDA)。PDA可以用或者不用电缆连接到光波测量仪器。存储于诸如PDA的内存中的文件可以读取具有装配尺寸精度预测程序的计算机。在基本段和装配段上执行测量操作。

操作员测量实际段中的检查单中所显示的控制点的相同位置，并用测量点管理测量位置。测量点的个数要求与检查单中显示的控制点的个数相同。测量点的信息包括测量点的名字和测量坐标。

将基本段和装配段的测量坐标输入程序中从而识别装配段相对基本段的装配尺寸精度。

图5是例示根据本发明实施方式的用于预测船段的装配尺寸精度的工艺流程图。

当执行装配尺寸精度预测程序时，预测装配尺寸精度的程序屏幕输出到所述界面10上。

当从程序屏幕中选择基本段时(在S60中为是)，所述装配尺寸精度预测单元16读取从所述段文件存储单元14中选择的基本段的段文件，以便将基本段输出到所述图形操作窗口30中。

当从程序屏幕中选择测量文件时(在S64中为是)，所述装配尺寸精度预测单元16从PDA中读取所选择的测量文件，以便将每个测量点输出到图形操作窗口30中(S66)。当保持每个测量点之间位置关系时表示了通过所述图形操作窗口30显示的测量点。

为了在基本段上显示测量点，装配尺寸精度预测单元16将基本段的控制点与测量点匹配(S68)。

匹配测量点与控制点的方法包括排列多个测量点和多个控制点，并匹配所述测量点和所述控制点。换句话说，先执行排列操作使得控制点和组合于段中的测量点可以逐个地彼此对应。如图6所示，在S66中，散布的测量点62和与控制点63组合的基本段61显示在所述操作窗口30中。然而，控制点63与基本段61的测量点63难以精确地彼此对应。优选地，当段在不与控制点连结的情况下测量时，设计点与测量点的位置或者方向有差异。在这种情况下，在控制点连接到测量点之前，控制点和测量点基于给定标准排列，使得他们可以逐个地彼此对应。例如，可以排列两个控制点与两个对应的测量点。用鼠标或者用键盘输入在对话框中选择出待改变的两个测量点。第一点是起始点，第二点形成穿过所述两个点的基本轴。接着，选择对应所选择的测量点的两个控制点，其余测量点自动排列以对应其余控制点。该连接操作可以通过多种方法执行。例如，操作员可以手动将控制点连接于测量点或者以点位置为基础。在基于点位置的匹配方法中，当输入匹配控制点与测量点的数值范围时，只有对应数值范围内的点可以匹配，从而匹配控制点和测量点。当通过以前的步骤完成排列操作，从而控制点可以逐个地对应测量点，位于基于每个控制点的给定半径范围中的测量点连接于控制点。所述半径是对应于给定连接范围的数值的距离。

所述装配尺寸精度预测单元16存储基本段的段文件，其中测量点与所述段文件存储单元14组合(S70)。

接着，所述装配尺寸精度预测单元16判断是否在所述程序屏幕上选择装配段(S72)。

如果装配段被额外地选择作为S72的判断结果(在S72中为是)，所述装配尺寸精度预测单元16执行步骤S62至S70以将测量点与所选择的装配段连接，并存储所述装配段的段文件，利用此将所述测量点与所述段文件存储单元14组合。

为了预测装配段对基本段的装配尺寸精度，对于至少一个或更多个装配段和基本段，本发明执行步骤S62至S70，从而将测量点组合于装配段与基本段。当一个装配段连接到一个基本段上时，生成一个基本段的段文件和一个装配段的段文件。然而，当多个装配段连接到一个基本段上时，生成段文件相应装配段。

如果具有基本段和装配段的所有段文件，可以执行将装配段连接到基本段的命令。

在程序屏幕上选择基本段和至少一个或更多个装配段，当执行段连接命令(S74中为是)时，所述尺寸精度预测单元16从所述段文件存储单元14中读取所选择的基本段和装配段的段文件，以将基本段和装配段的三维图形输出到程序屏幕的所述图形操作窗口30中。如图3所示，程序屏幕的所述图形操作窗口30上示出了基本段100和装配段200。

在设定基本段和装配段之间的测量点连接关系后，所述装配尺寸精度预测单元16根据基本段和装配段的测量坐标计算装配段的装配尺寸精度。

执行匹配基本段和装配段之间的测量点的设定操作以设定装配的哪一个测量点与基本段100中的一个测量点匹配。匹配基本段100和装配段200的测量点的操作可以用各种方法执行。具体地，可以基于每个测量点的位置连接测量点，基于每个测量点的名字匹配测量点，或者手动执行。基于点的位置匹配测量点的方法是自动匹配装配段200的测量点，这与基本段100的匹配方法非常近似。

图7是例示根据本发明实施方式用于基于点定位来将装配段连接到基本段的方法示意图。在利用鼠标选择将要连接于装配段的基本段之后，设定和输入匹配范围。匹配范围之外的测量点不能彼此匹配。也就是说，只有位于相应连接范围的数值范围内的测量点才能匹配。结果，基本段100的测量点可与装配段200的测量点匹配。这里，有必要选择待装配的段是不是***段。即，需要设定段的头尾关系或者段的内外关系。内外关系是指基于图中段的中心线将段沿宽度方向(y轴)布置在内侧或者外侧。这里，有必要确定装配段200是否在前厚视图或者左右视图中组合于基本段100。

在基于点的名字的匹配测量点的方法中，当基本段100和装配段200的相邻点的名字相同时，测量点自动匹配。当装配段200的测量与基本段100的测量点的测量以相同顺序执行时，可执行该方法。

图8是例示根据本发明实施方式用于手动地连接段的方法示意图。

当用户手动匹配装配段200的测量点210与基本段100的测量点110时，使用该方法。如图8所示，用户用鼠标在图形操作窗口300中点击将要彼此匹配的测量点以选择出测量点，或者在对话框中输入段名和测量点的名字以直接匹配测量点。

当基本段的测量点与装配段的测量点不匹配时，执行线性插值或者曲线插值以匹配装配段的测量点与基本段的测量点。线性插值利用两个测量点生成直线，并生成穿过邻近装配段的基本段的一个测量点的XY、YZ和ZX平面界面，从而执行与直线的交叉计算以在装配段上生成伪测量点。曲线插值利用装配段的三个或更多个测量点生成曲线，并生成穿过邻近装配段的基本段的一个测量点的XY、YZ和ZX平面界面，从而执行与直线的交叉计算，以在装配段上生成伪测量点。

在基本段的测量点与测量段的测量点匹配后，当装配分析在S76中完成时，操作员移动或者旋转装配段以调整装配分析结果。

具体地，如图9至12所示，如果操作员在屏幕上为装配尺寸精度预测程序输入段移动/旋转命令，所述装配尺寸精度预测单元16显示作为向量值的对应于装配分析结果的偏差。如图9所示，作为取决于偏差度的标识符号，偏差向量可以不同。在本发明中，标识符号可以用与图例34的组合中所使用的颜色区别，以便操作员一眼就可以识别偏差的大小。也就是说，如果偏差向量使用取决于偏差大小的不同颜色的箭头显示，可以一眼识别偏差度。在图中，如果显示为←→，偏差向量表示偏差间隙801，而如果显示为→←，则偏差向量表示偏差重叠802。偏差向量，即通过比较段之间的测量点而得到的计算值，是通过用对应于偏差的箭头的显示方法得到的。

如图10所示，每个测量点中的偏差向量的方向可以不同。在图中，测量点间的偏差沿x轴方向803、y轴方向804和z轴方向805表示。指定偏差向量的方向的方法可以包括用鼠标选择或者拖拉一个测量点以同时选择几个测量点。用户可以在随后弹出的窗口中选择偏差向量的方向。

参照图11，偏差向量没有很好地显示，是因为在图形图中在装配段组合于基本段的地方被段遮蔽了。为了避免偏差向量被遮蔽，本发明中使用了偏差补偿值。即，如图12所示，装配段200距离基本段100为一个给定距离，并且该距离用偏差补偿值指定。因此，虽然装配段200距离基本段100为给定距离，当段被组合时，可以参照补偿值计算偏差值。偏差补偿值可以沿三个方向x、y、z分别设定。

操作员可以根据偏差向量移动和旋转装配段200，或者可以通过移动和旋转装配段200来调整基本段100和装配段200的偏差。

同时，操作员可以用从S76得到的偏差再次加工装配段200。上述装配段的移动与旋转不是本发明的必需步骤。然而，船段包括难以执行再次加工的部分和容易执行再次加工的部分。因此，为准确调整，再次移动和旋转装配段的测量点，从而去除或减少难以执行加工的部分的偏差。当相对较难执行加工的部分的偏差变得较小时，相对较易执行加工的部分的偏差变得较大。但是，因为具有较大偏差的部分容易加工而提高了整个操作的效率。

在本发明中，通过一点或者两点移动方法执行移动段的方法，以及通过从一点轴旋转(one-point-axis-rotation)(位移)，两点轴旋转(two-point-axis-rotation)(位移)，一点轴旋转(1-point-axis-rotation)(角度)和两点轴旋转(two-point-axis-rotation)(角度)中选择一个来执行旋转段的方法。

如图13所示，一点移动是指向全局坐标轴(x、y、z轴)移动装配段。即，通过鼠标移动选择待移动的段，并且选择移动方向轴。然后，用鼠标从所述图形操作窗口30中拖拉相应段，或者直接输入移动位移。

如图14所示，两点移动是指当移动不同的位移值时，分别向不同的方向移动测量点901和902。当段的两个端点扭曲和旋转时，两点移动很有用。以同样的方式，从所述图形操作窗口30选择待移动的段的两个测量点，或者在对话框中输入和选择段名或者测量点名。

旋转段的方法包括基于位移的旋转和基于角度的旋转。基于位移的旋转是指使用待旋转的测量点的x、y、z轴的方向位移旋转段。通同旋转方法使用旋转轴和旋转角。但是，在段的装配分析情况下，使用待旋转的点处的x、y、z轴方向的移动位移比使用旋转角更有效。基于位移的旋转根据旋转轴的设定方法分成两个方法。

图15和16是例示根据本发明实施方式的用于旋转段的方法的示意图。如图15所示，一点轴旋转(位移)是指移动用户选择的一个测量点和穿过测量点的全局坐标轴(x、y、z轴)。从图形操作窗口30中选择测量点1001用作旋转起始点，或者从对话框中选择目标段名和用于旋转起始点的测量点编号。当选择旋转起始点时，在图形操作窗口30上画出旋转轴。接着，选择测量点1002用作将要旋转的旋转点，或者从对话框中选择用于旋转点的测量点编号。从对话框选择将要用作旋转轴的轴。

如图16所示，当旋转轴设定后，两点轴旋转(位移)使用两个测量点。也就是说，这是一种使用穿过用户选择的两个测量点1004和1005的直线作为旋转轴的方法。利用鼠标选择用于旋转轴的两个测量点1004和1005，或者从对话框中选择目标段名和用于旋转轴点的测量点编号。此后，使用鼠标从对话框中选择测量点1003作为要旋转的旋转点。最后，输入旋转方向和旋转位移，执行操作。结果，基于对应于给定位移的旋转，使全部测量点旋转。

基于角度的旋转是指使用旋转轴和旋转角来旋转段或者测量点。如上所述，基于角度的旋转包括一点轴旋转(角度)和两点轴旋转(角度)。除用角度代替位移外，它们分别与上述一点轴旋转(位移)和两点轴旋转(位移)大致类似。

通过上述工序完成装配分析。当完成装配尺寸精度的偏差调整后，操作员可以命令进行完工检查单准备。

如果操作员在用于预测装配尺寸精度的程序屏幕上命令进行完工检查单的准备(在S82中为是)，所述装配尺寸精度预测单元16输出作为最终报告的完工检查单，该最终报告包括基本段和装配段的测量点之间的偏差分析数据(S84)。

因此，可以对已经完成装配分析的装配段输出指定格式的装配报告。图17是例示根据本发明实施方式的完工检查单的示意图。在完工检查单中，关于段之间的间隙或者重叠的信息用数值来显示。

在完工检查单中显示为重叠的部分中，对应于显示为重叠的测量点的部分从装配段切割，并且加工的装配段由起重机升起并与基本段组合。当装配段与基本段组合时，对段之间的间隙进行焊接，从而填充作为间隙的、相应于测量点的部分以完成装配。

工业实用性

虽然本发明例示了当一个装配段与一个基本段组合时，可以同时分析几个装配段组合和装配在一个基本段的几个表面上，并执行同样的操作。在现有技术中，通过起重机提升装配段，装配段与先前装配的基本段暂时组合。在这种状态下，使用刻度尺测量尺寸，并用起重机将装配段放到地面上。然后，对装配段进行加工，并且再次用起重机提升装配段。然而，在本发明的实施方式中，装配工艺不需要反复执行，不像现有技术那样。因此，本发明能够将起重机的使用降到最低，减少改正操作量，并改良船坞的旋转速率，从而缩短船的装配周期。

根据本发明的用于预测船段装配尺寸精度的***和方法能基于三维基本和装配段而精确地预测装配尺寸精度，因此在使用起重机的暂时装配状态下不需要执行测量和切割操作。因此，操作迅速、准确、安全。而且，本发明在使用基于三维图形的用于预测装配尺寸精度的***时不需要很高的熟练度。因此，操作适应周期显著缩短，从而有效地促进人力的管理。

Claims (27)

1.一种用于预测船段的装配尺寸精度的***，为了将船的装配段与基本段组合，配置该***以测量、比较和分析所述基本段和所述装配段的装配精度，该***包括：

用户界面，经配置以接收来自操作员的、预测船段装配尺寸精度的命令来将基于所述命令的操作结果显示为三维图形；

设计文件存储单元，经配置以存储用于所述基本段和所述装配段的设计文件；

装配尺寸精度预测单元，与所述用户界面连结，并且配置以提供在其中显示所述基本段和所述装配段的控制点的检查单，并将所述装配段的测量点与所述基本段的测量点比较以提供基于偏差的完工检查单；以及

段文件存储单元，经配置以在所述装配尺寸精度预测单元的控制下，存储与所述基本段的测量点组合的段文件和与所述装配段的测量点组合的段文件。

2.如权利要求1所述的***，其中，配置所述装配尺寸精度预测单元以显示通过所述用户界面选择的所述基本段的设计文件中所选择的控制点，将所述控制点与所述设计文件相组合以生成段文件，并将该段文件存储在所述段文件存储单元中。

3.如权利要求1所述的***，其中，配置所述装配尺寸精度预测单元以将所述测量点与和所述基本段的段文件相组合的所述控制点匹配，并将所述测量点与所述段文件组合以便将其存储在所述段文件存储单元中。

4.如权利要求3所述的***，其中，当所述基本段的测量点与所述装配段的测量点不匹配时，所述装配尺寸精度预测单元经配置利用所述装配段的两个测量点生成直线，生成穿过邻近所述装配段的所述基本段的一个测量点的XY平面、YZ平面和ZX平面，以执行与所述直线的交叉计算，并在所述装配段上生成伪测量点，从而将所述基本段的测量点与所述装配段的伪测量点相匹配，或者

利用所述装配段的三个或者更多个测量点生成直线，生成穿过邻近所述装配段的所述基本段的一个测量点的XY平面、YZ平面和ZX平面，以执行与所述直线的交叉计算，并在所述装配段上生成伪测量点，从而将所述基本段的测量点与所述装配段的伪测量点相匹配。

5.如权利要求1所述的***，其中，配置所述装配尺寸精度预测单元以显示在通过所述用户界面选择的所述装配段中所选择的控制点，并将其中所述控制点与所述装配段相组合的所述段文件存储到所述段文件存储单元中。

6.如权利要求4所述的***，其中，配置所述装配尺寸精度预测单元以将所述测量点与和所述装配段的段文件相组合的所述控制点相匹配，并将所述测量点与所述段文件组合以便将其存储到所述段文件存储单元中。

7.如权利要求3或6所述的***，其中，配置所述装配尺寸精度预测单元以比较与所述装配段的段文件相组合的测量点以及与所述基本段的段文件相组合的测量点，以便在所述用户界面上显示对应于比较结果的偏差。

8.如权利要求7所述的***，其中，所述测量点具有三维坐标值，并且所述偏差用三维向量表示。

9.如权利要求8所述的***，其中，当所述装配段移动或者旋转时，所述装配尺寸精度预测单元根据所述装配段的移动或者旋转状态移动所述测量点的三维坐标值，以便重新计算所述装配段和所述基本段的测量点的偏差。

10.如权利要求8所述的***，其中，所述三维向量根据等级由不同符号表示，从而识别两个测量点之间的重叠或间隙状态。

11.如权利要求1所述的***，其中，所述装配段是一个或者更多个。

12.一种用于预测船段的装配尺寸精度的方法，为了将船的装配段与基本段组合，配置该方法以测量、比较和分析所述基本段和所述装配段的装配精度，该方法包括：

(a)为了计算所述装配段的装配尺寸精度，将所述基本段的测量点的测量坐标与所述基本段的控制点的设计坐标匹配，以将所述控制点与所述基本段组合；

(b)为了计算所述基本段的装配尺寸精度，将所述装配段的测量点的测量坐标与所述装配段的控制点的设计坐标匹配，以将所述测量点与所述装配段组合；

(c)连接所述装配段与所述基本段以比较所述装配段的测量点与所述基本段的测量点；以及

(d)基于每个测量点的比较结果分析每个测量点的偏差，以计算所述基本段的每个测量点对所述装配段的每个测量点的偏差值。

13.如权利要求12所述的方法，其中，在所述步骤(d)中，

对每个测量点的偏差分析结果通过三维向量表示，并且

在所述装配段的每个测量点中形成间隙或者重叠。

14.如权利要求13所述的方法，其中，所述装配段和所述基本段通过三维图形表示，并且

所述基点的设计坐标和所述测量点的测量坐标都是三维坐标值。

15.如权利要求14所述的方法，其中，在所述步骤(c)后，进一步包括当所述装配段移动或者旋转时，根据所述装配段的移动或者旋转状态移动所述装配段的测量点的三维坐标值，以便再次计算所述基本段的测量点与所述装配段移动的测量点的偏差。

16.如权利要求15所述的方法，其中，所述装配段的移动通过一点或者二点移动方法执行，且所述装配段的旋转通过从一点轴旋转(位移)，两点轴旋转(位移)，一点轴旋转(角度)和两点轴旋转(角度)中选择的一项来执行。

17.如权利要求12所述的方法，其中，在所述步骤(b)中，

所述基本段的测量点与所述装配段的测量点之间的连接通过从基于点的名字的连接方法，基于点位置的连接方法或者手动连接方法中选择的一项来执行。

18.如权利要求12所述的方法，其中，进一步包括产生包含在所述装配段的每个测量点上的所述基本段的偏差值的完工检查单。

19.如权利要求12所述的方法，其中，在所述步骤(a)之前，当在具有三维坐标值的所述基本段中选择控制点时，进一步包括将所述控制点与所述基本段组合并存储，并且产生在其中显示所述基本段每个控制点的坐标值的检查单。

20.如权利要求11所述的方法，其中，当所述基本段的测量点与所述装配段的测量点不匹配时，所述步骤(c)包括利用所述装配段的两个测量点生成直线以及贯穿邻近所述装配段的所述基本段的一个测量点的XY、YZ和ZX平面，并执行与该直线的交叉计算，以在所述装配段上生成伪测量点，从而将所述装配段的伪测量点与所述基本段的测量点相匹配，或者

利用所述装配段的三个或者更多个测量点生成直线以及贯穿邻近所述装配段的所述基本段的一个测量点的XY、YZ和ZX平面，并执行与该直线的交叉计算，以在所述装配段上生成伪测量点，从而将所述装配段的伪测量点与所述基本段的测量点相匹配。

21.一种能够通过计算机读取的、包括船段装配尺寸精度预测程序的记录介质，为了将船的装配段与基本段组合，配置该记录介质以测量、比较和分析基本段和装配段的装配精度，该方法包括：

(a)为了计算所述装配尺寸精度的装配尺寸精度，将所述基本段的测量点的测量坐标与所述基本段的控制点的设计坐标匹配，以将所述测量点与所述基本段组合；

(b)为了计算所述基本段的装配尺寸精度，将所述装配段的测量点的测量坐标与所述装配段的控制点的设计坐标匹配，以将所述测量点与所述装配段组合；

(c)连接所述装配段与所述基本段以比较所述装配段的测量点与所述基本段的测量点；

(d)基于每个测量点的比较结果分析每个测量点的偏差，以计算所述基本段的每个测量点对所述装配段的每个测量点的偏差值；以及

(e)生成包括所述装配段的每个测量点上的所述基本段的偏差值的完工检查单。

22.如权利要求21所述的记录介质，其中，在所述步骤(a)之前，当在具有三维坐标值的所述基本段中选择控制点时，所述程序进一步包括将所述控制点与所述基本段组合并存储，并且产生在其中显示所述基本段每个控制点的坐标值的检查单。

23.如权利要求21所述的记录介质，其中，所述装配段和所述基本段通过三维图形表示，并且

所述基点的设计坐标和所述测量点的测量坐标都是三维坐标值。

24.如权利要求23所述的记录介质，其中，对每个测量点的所述偏差分析结果通过三维向量表示，并且

在所述装配段的每个测量点中形成间隙或者重叠。

25.如权利要求21所述的记录介质，其中，在所述步骤(c)后，所述程序进一步包括当所述装配段移动或者旋转时，根据所述装配段的移动或者旋转状态移动所述装配段的测量点的三维坐标值，以便再次计算所述基本段的测量点与所述装配段移动的测量点的偏差。

26.如权利要求25所述的记录介质，其中，所述装配段的移动通过一点或者二点移动方法执行，且所述装配段的旋转通过从一点轴旋转(位移)，两点轴旋转(位移)，一点轴旋转(角度)和两点轴旋转(角度)中选择的一项来执行。

27.如权利要求21所述的记录介质，其中，当所述基本段的测量点与所述装配段的测量点不匹配时，所述步骤(c)包括利用所述装配段的两个测量点生成直线以及贯穿邻近所述装配段的所述基本段的一个测量点的XY、YZ和ZX平面，并执行与该直线的交叉计算，以在所述装配段上生成伪测量点并将所述装配段的伪测量点与所述基本段的测量点相匹配，或者

利用所述装配段的三个或者更多个测量点生成直线以及贯穿邻近所述装配段的所述基本段的一个测量点的XY、YZ和ZX平面，并执行与该直线的交叉计算，以在所述装配段上生成伪测量点并将所述装配段的伪测量点与所述基本段的测量点相匹配。

Images