用于三维船舶建模零件定位分析中的球扁钢重心规格法制造技术

本发明专利技术涉及一种用于三维船舶建模零件定位分析中的球扁钢重心规格法，该方法以球扁钢的重心和规格型号为基础，通过分析零件的重心区域来确定零件定位数据（理论面位置、厚度朝向和球头朝向）。该方法使用简单，判断准确（仅对正位面安装的零件），运行速度快，是非常有效的一种定位分析方法。该方法适用于正位面安装的船体平面零件的定位分析，是一种依靠简单的属性数据就可以得到正确定位信息的分析方法，不仅可应用于船体专业的各种三维软件中，对其他行业的零件程序定位分析也具有一定的参考价值。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种零件定位分析方法，特别涉及一种用于三维船舶建模零件定位分析中的球扁钢重心规格法，
技术介绍
目前，世界各国都在深化应用三维设计软件，以便提高船舶设计的精度。伴随三维 软件的推广，出现了一些的新的课题，其中就包括设计效率的提高和设计数据的处理两个 方面。因为三维模型零件具有高度的仿真性，内含大量的属性数据，所以相比二维零件，我 们可以分析得到大量的对生产施工具有指导意义的数据。如何有效利用这些数据是船舶界 一直在研究的课题。 从上世纪90年代中开始，三维建模软件在我国各大中型船厂逐渐得到推广应 用，三维模型零件所具有的交互设计、仿真模拟和精细设计功能使得船舶建造的精度和 效率都有所提高，错误率更是明显减少。各大船厂也由此坚定了生产设计三维建模的 决心。法国Dassault System公司的CAD/CAE/CAM —体化软件CATIA(Computer Aided Tri-Dimensional Interface Application)就是船舶三维建模软件中的突出代表。但由 于每个船厂的生产模式都有各自的特点，对数据的需求也不尽相同，因此也就需要对各自 的三维建模软件按船厂的实际需求进行改进，也就是所谓的软件客户化。这种客户化所采 用的技术一般都是用软件本身提供的开发工具来进行程序开发，这就是通常所说的二次开 发。 CATIA的船体模型具有精确度高、仿真性强、视觉效果好的特点，能够提供逼真的数字模型。但由于CATIA所提供的船体建模工具不够丰富，加上CATIA本身的核心算法精确度过高，从而使得船体模块的建模效率并不高。CATIA模型中的每个零件以及对零件的各种附加修改结果都是一个完整的可操作对象，导致模型更新缓慢，任何一个对象的修改都可能会引起关联对象的重新生成，即使关联对象没有任何改变，使得CATIA的模型一方面能够因为一个零件的修改而自动完成相关零件的修改，避免漏改，也减少了用户需要手工调整零件的工作量；另一方面，由于这种关联的特点是建立在高精度的算法基础上的，使得一旦分段的关联零件数达到一定数目后，关联修改会导致模型修改速度明显下滑。由于船舶的生产设计过程是一个反复修改的过程，一个分段在初次建模完成后，往往还需要经过多次的修改才能最终完工。所以，虽然CATIA船体模块的初次建模效率相比其他三维软件没有落后太多，但模型的最终完工时间却要远落后于其他的三维建模软件。 为了利用CATIA对象类型多、仿真度高、对象关联性强、属性值丰富等优点，可以通过CATIA的数据接口和二次开发工具，来丰富CATIA的建模工具，简化建模操作；也可以利用其对象属性丰富的优点进行数据分析，减少数据的后处理工作；更加可以针对大批量有规律的数据开发自动处理，提高总的生产设计效率和精度。 在船体三维图的设计中，或者是在分析校对三维零件时，零件的定位分析都是一 个非常重要课题——因为工人需要知道船体零件(球扁钢)的理论面位置、厚度朝向和球头朝向才能够进行正确安装。但三维软件(如CATIA)在出图时往往不能标注出这些数据。 如果程序无法由系统(如CATIA)的零件属性数据中直接提取出这些信息，就需要进行人工 分析。要改变这种现状，就必需研究一种快速有效的零件定位分析程序。船体零件的程序 定位分析问题还是一个崭新的课题，相关的研究分析论文很少。为了提高程序分析的速度， 必需研究一种纯属性数据的分析方法。
技术实现思路
为了克服现有技术的不足，本专利技术提供一种全新的设备用于三维船舶建模零件定 位分析中的球扁钢重心规格法。 首先，介绍一下定位分析中的定位标注概念。在定位标注要了解什么是编码标注。 所谓编码标注，就是把零件的编码标注到生产设计图上，以指导现场装配。CATIA的标注命 令可以直接在图纸上标注出零件的真实名称，减少了用户查找零件的时间，相对二维图纸 的标注来说是一个进步，其标注的准确率和效率也有了明显的提高。但CATIA标注出来的 是SRI唯一化编码，与生产设计图纸上所需要的标准编码并不一致。因此，需要把SRI编码 转换为标准码才能交付使用。但如此一来，三维图纸的编码标注效率反而要比二维图纸的 还要低。所以，必需研究一个更为有效的编码标注方案。目前，可以开发一个快速标注程序 来解决这个问题。 零件编码是船舶的基础数据，是在生产设计过程中由设计员对船体结构中最小元 件的命名。编码的目的是为了指导船体结构的装配，编码的过程是一种装配方案的设计过 程，对编码的所有分析过程都是围绕这个目的来进行的。 所谓零件的自动编码也就是能够对零件进行批量化编码。目前，在整个船舶行业 的船体结构零件编码方式上，还是以传统的手工单个编码方式为主。这种方式要求用户自 行判断零件的装配方案和零件类型，自行分析零件编号。这种编码方式效率低下，在分段零 件较多的情况下，错误率较高。在三维建模软件应用后，零件成为仿真对象，有了属性值，相 互间也有了关联性，因此批量编码的实现也就有了可行性，并提出设计自动编码方法。 根据《船体生产设计编码》标准(Q/GW J 72-2005，船体生产设计编码.广州 广州文冲船厂有限责任公司，2005)对船体各级别装配单位的定义如下 零件是船体结构中最基本的元件。 小组是由两个或两个以上零件一次装焊而成的结构。如肋板、纵桁、T型强横 梁、T型强纵桁和T型肋板等。 中组是片状结构的平面或曲面分段，由若干小组和零件装焊而成的船体结构。 如分段中的甲板、平台、舱壁和舷侧片体等。分段是由若干中组、小组和零件构成的独立、结构完整的船体单元。根据该《船体生产设计编码》标准，对船体零件的编码原则和方法有以下规定 a)以分段为单位编码； b)每个零件都要有个编码； c)在同一分段内，材料、形状、尺寸和安装顺序完全相同的零件用同一个编码； d)按从尾到首、从舯到舷和从上到下的顺序进行编码； j)左右对称的零件、小组和中组用同一个编码；4 k)组件基面零件仅一件时用WO表示无需拼板；W1， W2……表示有拼板缝； 1)需带在基面材上但不拼板的零件不要用W，建议用El， E2……。 从编码原则"c"可知，分段内部存在相同编码的零件。但无论是从CATIA数据管理的角度出发还是从应用程序开发的角度出发，需要的都是不重复的零件编码。而且从信息化建设的角度出发，零件编码也是要唯一化的。因此必须采用一个新的编码标准和方法。考虑到零件数据在不同的CATIA模块和不同的软件平台下的信息交流问题，在进行唯一化编码时，添加了工艺信息和零件异常信息等方面的附加信息。 要把两个相同的编码区分开来，最为简单的方法就是在原编码的基础上添 加一个后缀。CATIA的初始零件名采用的就是"."号加数字的方式。例如甲板零件 "Deck_11202. l"，其目录名称为"Deckjl202"，当在该零件上加上一个板缝，使其分割为两 个零件时，新增加的零件名为"Deckjl202.2"。这是一种简单实用的唯一化标准。但是，这 种标准对于零件表的生成没有帮助，这种标准也没有表达出零件之间的关系。为了表达出 零件之间的原始关系，以这种唯一化方式为基础，设计了一种新的编码唯一化方式。 编码唯一化方案. 一级目录号.二级目录号.三级目录号.四级目录号本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于三维船舶建模零件定位分析中的球扁钢重心规格法，其特征在于包括以下步骤：步骤一，获取零件Ａ的参数，其中零件Ａ为球扁钢，零件Ａ安装在零件Ｂ上，零件Ａ的参数包括厚度ｔ，重心值Ｇ，安装到零件Ｂ所需的基准定位值Ｘ，所述基准定位值Ｘ简称为理论线，通过查表获取零件Ａ重心到理论线的初始距离ｙ；步骤二，根据球扁钢的特殊形状，设定重心区域，将步骤一得到零件Ａ重心到理论线的初始距离ｙ与所述厚度ｔ进行分析比较，得到零件Ａ各个部分所在的重心区域；步骤三，根据步骤一得到零件Ａ重心到理论线的实际距离Ｙ＝Ｇ－Ｘ；步骤四，根据步骤二所得的重心区域，在不同的重心区域比较步骤三获得的零件Ａ重心到外支撑面的实际距离Ｙ与零件Ａ的厚度，得出球扁钢Ａ的球头朝向和厚度朝向。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：黄晓，
申请(专利权)人：广州文冲船厂有限责任公司，
类型：发明
国别省市：81[中国|广州]