本發(fā)明涉及一種船舶建造工藝，特別是涉及應(yīng)用于船舶建造領(lǐng)域的一種箱船結(jié)構(gòu)高精度分段建造工藝。
背景技術(shù)：
1、船舶分段建造工藝是現(xiàn)代船舶制造領(lǐng)域中的一項關(guān)鍵技術(shù)，其核心在于將整艘船舶按照結(jié)構(gòu)特點、功能需求及建造便利性劃分為若干個相對獨立的分段單元，這些分段單元在專業(yè)化的車間或工位內(nèi)，通過精密的切割、成型、焊接、裝配等工藝流程進行高效建造。
2、在船舶制造領(lǐng)域中，平面分段的建造流程聚焦于板材拼接與型材構(gòu)件的焊接裝配作業(yè)。具體而言，該過程要求將各類型材構(gòu)件依據(jù)設(shè)計圖紙的精確要求，定位至已拼接完成的板材指定位置，并實施焊接固定，此環(huán)節(jié)高度依賴人工操作，需通過多次人工測量和劃線標記來確保型材構(gòu)件的準確就位，然而，這一系列繁瑣的測量步驟不僅增加了操作復(fù)雜度，還不可避免地引入了人工測量的累積誤差，隨著誤差的逐步累積，平面分段的建造精度受到顯著影響，進而導(dǎo)致其整體建造質(zhì)量下降，對船舶的最終性能與安全性構(gòu)成潛在威脅。
3、現(xiàn)有公開號為cn113044177a的專利公開了一種船舶分段建造精度控制方法，包括如下步驟：s1、在船舶分段的距離中心線的橫向兩側(cè)位置的縱向兩端處分別安裝前拉線架和后拉線架；s2、在前拉線架和后拉線架之間拉設(shè)鋼絲，鋼絲和中心線之間的距離為第一尺寸；s3、分別測量分段口各肋骨到鋼絲的直線距離，該直線距離為第二尺寸；s4、將第一尺寸與測量所得的第二尺寸進行相加或相減，得出量分段口各肋骨與中心線之間的距離；s5、根據(jù)計算所得的距離調(diào)整分段口各肋骨位置，從而控制分段口相應(yīng)肋骨位半寬精度。本發(fā)明具有能實現(xiàn)分段口相應(yīng)肋骨位半寬精度的控制，且作業(yè)效率高，船舶尺寸精度高的優(yōu)點。
4、上述現(xiàn)有技術(shù)公開了通過輔助拉線測量方式提高建造精度，但是沒有解決船舶平面分段建造過程中依賴人工多次頻繁測量造成操作繁瑣和誤差積累的問題。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、針對上述現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是現(xiàn)有分段建造工藝中平面分段的構(gòu)件焊接定位操作繁瑣且精度不高的問題。
2、為解決上述問題，本發(fā)明提供了一種箱船結(jié)構(gòu)高精度分段建造工藝，包括如下步驟：
3、步驟一，利用計算機進行分段設(shè)計，獲得船舶各個平面分段的三維數(shù)據(jù)，并對組成平面分段的拼接板材和型材構(gòu)件進行模擬編號；
4、步驟二，基于步驟一中獲得的平面分段的三維數(shù)據(jù),對零件板材進行實際切割、焊接和激光標記，獲得具有身份編碼的拼接板材；
5、步驟三，基于步驟一中獲得的平面分段的三維數(shù)據(jù)，對零件型材進行實際切割、焊接和激光標記，獲得具有身份編碼的型材構(gòu)件；
6、步驟四，將步驟二中的拼接板材和步驟三中的型材構(gòu)件在胎架上進行裝配焊接，獲得焊接分段，并對焊接分段進行焊縫檢測,并對焊縫缺陷進行修復(fù)；
7、步驟五，對焊縫修復(fù)后的焊接分段進行變形檢測以及矯正，獲得平面分段；
8、其中，步驟四中采用構(gòu)件定位系統(tǒng)對待焊接的型材構(gòu)件進行焊前定位，構(gòu)件定位系統(tǒng)包括固定在胎架一側(cè)的支撐架，支撐架上固定連接有與胎架相對設(shè)置的工業(yè)相機和激光投影儀，工業(yè)相機和激光投影儀二者均與同一控制器電性連接；
9、控制器搭載有投影定位系統(tǒng)，投影定位系統(tǒng)包括控制模塊，控制模塊的輸入端分別連接有數(shù)據(jù)獲取模塊和識別模塊，數(shù)據(jù)獲取模塊用來獲取平面分段的三維仿真數(shù)據(jù)，識別模塊用來識別拼接板材和型材構(gòu)件的身份編碼以及型材構(gòu)件在拼接板材上的實時位置；控制模塊的輸出端分別連接有定位圖像生成模塊和投影模塊，定位圖像生成模塊基于平面分段的三維仿真數(shù)據(jù)以及待焊接型材構(gòu)件生成型材構(gòu)件定位圖像，投影模塊的輸出端連接有激光投影儀，投影模塊將型材構(gòu)件定位圖像通過激光投影儀投射在拼接板材上。
10、在上述箱船結(jié)構(gòu)高精度分段建造工藝中，通過構(gòu)件定位系統(tǒng)在拼接板材上進行定位圖像投射形成定位投影圖像，便于快速定位構(gòu)件位置減少操作并提高定位精度。
11、作為本申請進一步的改進，投影定位系統(tǒng)還包括與控制模塊輸出端連接的報警模塊，報警模塊的輸出端連接有固定在支撐架上的蜂鳴燈。
12、作為本申請進一步的改進，構(gòu)件定位系統(tǒng)還包括定位塊，定位塊用來對待焊接型材構(gòu)件進行導(dǎo)向和限位，定位圖像生成模塊還包括定位塊生成單元，定位塊生成單元用來生成定位塊定位圖像，并經(jīng)投射形成定位塊定位投影圖像。
13、作為本申請進一步的改進，識別模塊包括規(guī)格識別單元、編碼識別單元和位置識別單元，規(guī)格識別單元用來對拼接板材和型材構(gòu)件的規(guī)格進行識別，編碼識別單元用來識別拼接板材和型材構(gòu)件的身份編碼進行識別，位置識別單元用來對型材構(gòu)件在拼接板材上的實時位置進行識別。
14、作為本申請進一步的改進，定位圖像生成模塊包括圖像生成單元和順序控制單元，圖像生成單元用來生成定位圖像，定位圖像包括定位輪廓圖像和編碼圖像，定位輪廓圖像用來示出型材構(gòu)件與拼接板材的接觸面輪廓，順序控制單元基于型材構(gòu)件的焊接裝配順序控制對應(yīng)投影圖像的投射順序。
15、作為本申請進一步的改進，定位圖像生成模塊還包括變色指示單元，變色指示單元用來指示待焊接型材構(gòu)件是否安裝到位。
16、作為本申請進一步的改進，定位圖像生成模塊還包括調(diào)整建議單元，調(diào)整建議單元基于型材構(gòu)件在拼接板材上的實時位置與定位投影圖像位置的實時差距在定位圖像內(nèi)生成調(diào)整指示圖像，并經(jīng)投射在拼接板材上形成調(diào)整指示投影圖像。
17、作為本申請進一步的改進，定位塊包括塊體，塊體一側(cè)開設(shè)有卡槽，塊體遠離卡槽的一側(cè)固定連接有永磁吸盤。
18、作為本申請進一步的改進，當構(gòu)件定位系統(tǒng)工作時包括如下步驟：
19、s1，數(shù)據(jù)獲取模塊用來獲取平面分段的三維仿真數(shù)據(jù)，定位圖像生成模塊基于平面分段的三維仿真數(shù)據(jù)以及待焊接型材構(gòu)件生成型材構(gòu)件定位圖像，激光投影儀將型材構(gòu)件定位圖像投射在拼接板材上獲得定位投影圖像；
20、s2，操作人員通過吊車吊運或人工搬運方式將待焊接的型材構(gòu)件搬運到拼接板材上的定位投影圖像相應(yīng)位置，然后進焊接作業(yè)；
21、s3，當識別模塊識別到待焊接型材構(gòu)件與定位投影圖像匹配后，激光投影儀將下一個待焊接型材構(gòu)件的型材構(gòu)件定位圖像投射在拼接板材上獲得下一個定位投影圖像；
22、s4，重復(fù)s2和s3，直到所有型材構(gòu)件均完成定位和焊接。
23、綜上所述，本發(fā)明通過計算機生產(chǎn)設(shè)計獲取平面分段的三維仿真數(shù)據(jù)，利用定位圖像生成模塊基于上述三維仿真數(shù)據(jù)以及對拼接板材的實時識別，生成型材構(gòu)件定位圖像，并利用激光投影儀將型材構(gòu)件定位圖像投射在拼接板材上形成定位投影圖像，便于操作人員根據(jù)定位投影圖像對型材構(gòu)件進行定位和搬運，代替?zhèn)鹘y(tǒng)的人工使用測量工具對型材構(gòu)件進行定位的方式，簡化了型材構(gòu)件的定位操作，降低了人工操作的誤差積累，提高了型材構(gòu)件的定位準確性，并提高平面分段的生產(chǎn)效率。
1.一種箱船結(jié)構(gòu)高精度分段建造工藝，其特征在于，包括如下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種箱船結(jié)構(gòu)高精度分段建造工藝，其特征在于，所述投影定位系統(tǒng)還包括與控制模塊輸出端連接的報警模塊，報警模塊的輸出端連接有固定在支撐架(1)上的蜂鳴燈(5)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種箱船結(jié)構(gòu)高精度分段建造工藝，其特征在于，所述構(gòu)件定位系統(tǒng)還包括定位塊(6)，定位塊(6)用來對待焊接型材構(gòu)件進行導(dǎo)向和限位，定位圖像生成模塊還包括定位塊生成單元，定位塊生成單元用來生成定位塊定位圖像，并經(jīng)投射形成定位塊定位投影圖像。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種箱船結(jié)構(gòu)高精度分段建造工藝，其特征在于，所述識別模塊包括規(guī)格識別單元、編碼識別單元和位置識別單元，所述規(guī)格識別單元用來對拼接板材和型材構(gòu)件的規(guī)格進行識別，所述編碼識別單元用來識別拼接板材和型材構(gòu)件的身份編碼進行識別，所述位置識別單元用來對型材構(gòu)件在拼接板材上的實時位置進行識別。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種箱船結(jié)構(gòu)高精度分段建造工藝，其特征在于，所述定位圖像生成模塊包括圖像生成單元和順序控制單元，圖像生成單元用來生成定位圖像，定位圖像包括定位輪廓圖像和編碼圖像，定位輪廓圖像用來示出型材構(gòu)件與拼接板材的接觸面輪廓，順序控制單元基于型材構(gòu)件的焊接裝配順序控制對應(yīng)投影圖像的投射順序。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種箱船結(jié)構(gòu)高精度分段建造工藝，其特征在于，所述定位圖像生成模塊還包括變色指示單元，變色指示單元用來指示待焊接型材構(gòu)件是否安裝到位。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種箱船結(jié)構(gòu)高精度分段建造工藝，其特征在于，所述定位圖像生成模塊還包括調(diào)整建議單元，調(diào)整建議單元基于型材構(gòu)件在拼接板材上的實時位置與定位投影圖像位置的實時差距在定位圖像內(nèi)生成調(diào)整指示圖像，并經(jīng)投射在拼接板材上形成調(diào)整指示投影圖像。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種箱船結(jié)構(gòu)高精度分段建造工藝，其特征在于，所述定位塊(6)包括塊體(601)，塊體(601)一側(cè)開設(shè)有卡槽(602)，塊體(601)遠離卡槽(602)的一側(cè)固定連接有永磁吸盤(603)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種箱船結(jié)構(gòu)高精度分段建造工藝，其特征在于，當構(gòu)件定位系統(tǒng)工作時包括如下步驟：