Способ разметки деталей приварного насыщения на поверхности в помещении судна

 

Область использования: технология судостроения , при разметочных работах на вертикальных и наклонных плоских стенках. Сущность изобретения: произвольно относительно размечаемой поверхности устанавливают теодолит с. дальномерной насадкой и ориентируют его по трем опорным точкам с измерением их пространственных координат в системе координат теодолита с началом в точке пересечения его вертикальной оси и визирной оси зрительной трубы. Перед проецированием разметочных точек перевычисляют их положение из прямоугольной системы координат условной плоскости разметки в пространственную систему координат теодолита, а проецирование разметочных точек осуществляют путем задания теодолитом пространственного углового направления для каждой из разметочных точек.6 ил. со с

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (st)s G 01 С 15/00

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (2i 4896455/10 (22 25.12.90 (46 15.02.93. Бюл. М 6 (71 Николаевский филиал Центрального научно-исследовательского института технологиИ судостроения (72) А.Ю.Андреев, Н.С.Фалеев и Л.А.Футерман (56)l Гребельский П,Х„Резник М,Х. Судовые корпусно-достроечные работы. Ленинград, . "Судостроение", 1979, с.96. (54) СПОСОБ РАЗМЕТКИ ДЕТАЛЕЙ ПРИВАгНОГО НАСЫЩЕНИЯ НА ПОВЕРХНОСТИ В ПОМЕЩЕНИИ СУДНА . (57) Область использования: технология судос гроения, при разметочных работах на вертикальных и наклонных плоских стенках.

Изобретение относится к области технолргии судостроения и может быть использовано для разметки на вертикальных и накЛонных плоских стенках (бортах, переборках, выгородках, стенках рубок) и.других конструкциях судна, как в замкнутых его помещениях, так и в районе открытых палуб— на стенках надстроек, рубок, тамбуров и т.п, Кроме того, изобретение может использоваться в гражданском и промышленном стр ительстве, декоративно-прикладном и мон ментальном искусстве при разметке полож ния различных элементов конструкции соо()ужения, а также при нанесении узловых точек крупногабаритных художественных панно, )1астенной живописи, мозаики и других работ, для выполнения которых на плоскость стеНки необходимо нанести некоторую систему точек с заданными координатами в прямоугольной системе координат, Сущность изобретения: произвольно относительно размечаемой поверхности устанавливают теодолит с дальномерной насадкой и ориентируют его по трем опорным точкам с измерением их пространственных координат в системе координат теодолита с началом в точке пересечения его вертикальной оси и визирной оси зрительной трубы. Перед проецированием разметочных точек перевычисляют их положение из прямоугольной системы координат условной плоскости разметки в пространственную систему координат теодолита, а проецирование разметочных точек осуществляют путем задания теодолитом пространственного углового направления для каждой из разметочных точек. 6 ил.

Плоская вертикальная стенка судового помещения является таковой лишь номинально. В действительности полотно (обшивка) такой реальной стенки (например, поперечной междупалубной переборки) мо- М жет иметь ряд отступлений от теоретических Я параметров его формы и пространственного QQ положения в пределах действующей в судо- Я строении системы допусков.

Так, отклонения фактической формы полотна переборки от плоскости могут быть обусловлены совокупностью следующих де@ формаций: продольного и поперечного изгиба секции и местных деформаций полотна (бухтин, домиков). Кроме того, секция переборки может быть установлена на судне с отклонением (в пределах допуска) от вертикальности. Особый случай отклонения секции переборки от вертикальности наблюдается при постройке судна на наклон1795282 ном стапеле, При этом угол наклона стапеля может алгебраически суммироваться с упомянутым отклонением переборки по вертикали относительно теоретической вертикальной поперечной плоскости судна (плоскости шпангоута).

Приведенные выше фактооы создают серьезные трудности для выполнения на таких поверхностях проекционной разметки из единого центра,. проекции (т.е. "косого" проецирования), т.к., в результате отклонения формы полотна от плоскости, неизбежны существенные линейные .погрешности координат размечаемой точки в плоскости объекта, а наличие отклонений стенки от вертикали затрудняет ориентирование проектора относительно объекта.

Известен способ определения планового положения точек обьекта и устройство для его осуществления.(см; а,с. М 979852. кл. G 01 С 11/00 от 07.12.82). Способ этот заключается в нанесении на объекте двух опорных точек, ориентировании по ним проектора и перевычисление прямоугольных координат опорных точек на поверхности объекта в систему прямоугольных же координат проектора. Для разметки объекта используется специальный проекционный аппарат, имеющий сложную систему ориентирования, при которой предметный стол (рамку) аппарата устанавливают строго параллельно плоской поверхности объекта.

При этом собственно проецирование систе-. мы точек на поверхность объекта осуществляют посредством линейных перемещений кареток с объективом относительно оси прибора и точечного источника света при вращении оператором соответствующих штурвалов, К недостаткам данного способа можно отнести: — необходимость создания специального сложного проекционного аппарата; — громоздкость аппарата и непригодность для работы в условиях судостроительного производства; — непригодйость аппарата для разметки стенок судовых помещений, особенно при постройке судна на наклонном стапеле; — значительные погрешности координат раэмечаемых точек из-за невозможности учета фактических отклонений формы полотна стенки от его теоретической плоСКОСТИ; — значительные затраты трудоемкости и времени вследствие ручной настройки на проекционном аппарате координат

- каждой проецируемой точки; — необходимость точного ориентирования аппарата относительно размечаемого объекта.

Известен также способ фотопроекцион-. ной разметки мест установки деталей приварного насыщения корпуса на плоскостях судовых помещенйй, Способ этот заключа- ется в проецировании на размечаемую плоскую поверхность йегативов или диапо"0 зитйвов, получеййых при фотографировании аналогичного, ранее выполненного .. объекта, или масштабного чертежа поверх- . ности c äåòàëÿìè насыщения. Фотографирование судовых плоскостей и проецирование негативов производится при помощи переносимой компактной фотопроекционной устайовки ФТП-451, состоящей из. фотокамеры, осветителя и штатива. В фотб-: камере размещен аппарат, совмещающий в

20 себе фотографическую и ггроекционную системы.

Недостатками описанного фотопроек-. ционного способа являются; — необходимость вычерчивания точной

25 масштабной схемы размечаемой стенки с изделиями насыщения, при этом неизбежны значительные погрешности за счет изго.- . товления схемы. возрастающие с кратностью принятого масштаба, а сам процесс йзгоЗ0 товления масштабных чертежей отличается большой трудоемкостью; — фотографирование. натурного объекта на ранее строящемся судне, как правило, . либо затруднено, либо вообще невозможно;

З5 тем более, что во многих случаях исходная документация (в данном примере — негатив) для разметки должна быть изготовлена на стадии технологической подготовки производства, т.е, до начала постройки судов;

40 — проецирование аппаратом изображения .с негатива на .судовую поверхность, в стесненных условиях судового помещения, когда аппарат. невозможно установить достаточно далеко от объекта, сопряжено с существенными искажениямй, вызванными дисторсией обьектива при широкоугольном проецировании; — серьезным недостатком фотопроекционного способа является необходимость за50 темнения судового помещения на время разметки, что противоречит требованиям безопасности при постройке судов., Целью настоящего изобретения является повышение точности и упрощение реализации за счет обеспечения возможности произвольной установки проектора относительно опорных точек.

Поставленная цель достигается тем, что в способе разметки деталей приварного насыщения на поверхности в помещении суд1795282 на, включающем установку проектора, ори-. разметки деталей приварного насыщения ен1ирование его по опорным точкам, пред- на поверхности в помещении судна, и приваОительно нанесенным на поверхности и знать заявляемое решение соответствуюопределенным в прямоугольной системе ко- щим критерию "существенные отличия", ординат условной плоскости разметки, и 5 В результате внедрения настоящего пр )ецирование разметочных точек на по- изобретения, посравнениюс базовым вари ве )хность, в качестве проектора использу- антом — известным способом фотопроекци-, ют теодолит с дальномерной насадкой, анной разметки мест установки деталей который ориентируют по трем опорным точ- приварного насыщения корпуса на плоскокам с измерением их пространственных ко- 10 стях судовых помещений (книга П.Х.Греор инат в системе координат теодолита с бельского и M.Õ,Ðåçíèêà "Судовые наЧалом в точке пересечения его вертикаль- корпусно-достроечные работы, Л., иСудоно1 оси и визирнои оси зрительной трубы, строение", 1979, стр.96, рис.61), будут пол.. перед проецированием разметочных точек учены следующие преимущества; . пе евычисляют их положение из прямо- 15 — сокращение трудоемкости и повышеуго ьной системы координат условнОй пло- ние точности выполнения разметочных раскости разметки в пространственную бот на строящемся судне;

1 сис ему координат теодолита, а проециро- -улучшение условий и безопасности раван е разметочных точек осуществляют по- боты на строящемся судне; следовательно путем задания теодолитом 20. — сокращение стапельного периода поп рофтранствен ного углового направления стройки судна.для каждой из разметочных точек. На фиг.1 показано в плане помещение

Сопоставительный анализ с выбран- судна при постройке его на наклонном станым) в качестве прототипа способом фото- пеле; на фиг.2 — сечение А-А на фиг.1, варипро кционной разметки мест установки 25 ант 1 (судно с горизонтальными плоскими дет лей приваренного насыщения корпу- палубами); на фиг,3 — сечение Б-Б на фиг,2; са н плоскостях судовых помещений по- на фиг.4 — сечение В-В на фиг.1 (палубы зво яет сделать вывод, что заявляемый плоские и горизонтальные); на фиг.5-сече-. способ разметки деталей приварного на-. ние Г-Г на фиг,1 (палубы плоские и горизонсыщ ния на поверхности в помещении 30 тальные); на фиг,б — сечение А-А на фиг.1, судн, включающий установку проектора, вариант 2 (палубы с погибью). орие тирование его по опорным точкам, Разметка приварного насыщения кор: пред арительно нанесенным на поверхно- пуса в судовом помещении состоит из двух сти определенным в прямоугольной сис- основных этапов: темд координат условной плоскости 35 1,0пределениекоординатразметочных размртки. и проецирование разметочных (контрольных) точек деталеи или изделии точешь на поверхность, отличается тем, что в насыщения на некоторой выгородке на гокачес ве проектора используют теодолит с ловном судне в соответствии с известной даль омерной насадкой, который ориенти- . технологией промышленной фотограмметруют о трем опорным точкам с измерением 40: рии. их пр странственных координат в системе 2, Собственно разметка насыщения на коор инат теодолита с началом в точке пе- . этой же выгородке на втором и последуюресеч нияеговертикальнойосиивизирной щих судах серии однотипных судов с по .оси з ительной трубы, перед проецирова- мощью специального проекционного нием азметочных точек перевычисляют их 45 устройства, в котором электронный теодополо ение из прямоугольной системы ко- литсблокирован с дальномерной насадкой, орди)1ата условной плоскости разметки в микрокомпьютером и лазерной проекционпрост )айственную систему координат тео- ной системой. долита, а проецирование разметочныхточек . Определениекоординатдеталейнасыщеосуще твляют путем задания теодолитом 50 ния на головном судне на основе стандартной, прост анственного углового направления методики промышленной фотограмметрии, на для ка дой иэ разметочных точек.. примере поперечной выгородки судна с плоТа)<им образом, заявляемое техниче- скими горизонтальными палубами, произвоскоечр шение соответствует критерию "но- дят следующим образом. визна, Анализ известных технических 55 По окончании разметки, установки и решений (аналогов) в исследуемой области; приварки на выгородке(например, поперечт.е, в технологий судостроения, позволяет ной выгородке 3. фиг.1, 2) всех деталей и .сделат вывод об отсутствии в них призна- изделий приварного насыщения корпуса, ков, сходных с существенными отличитель- включая крепление кабельных трасс, труными Признаками в заявляемом способе бопроводов и др., на поверхности полотна

1795282 выгородки 3 наносят три опорные точки А, 8 и С, которые служат для задания условной аналитической плоскости 5.

Идеальная условная аналитическая плоскость 5 представляет собой некоторое 5 среднее положение поверхности полотна выгородки 3, которая в реальных условиях может иметь как деформации (изгиб), так и отклонение от вертикальной плоскости.

Благодаря назначению аналитической пло- 10 скости 5 обеспечивается предельное уменьшение погрешностей положения изделий насыщения. (при разметке на последующих судах), относительно заданных осей координат, вследствие отклонений реаль- 15 ной формы полотна выгородки 3 от ее теоретической плоскости 4. В общем случае аналитическая плоскость 5 может быть не- параллельна (в незначительной мере) теоретической плоскости 4. 20

Две нижние опорные точки А, B располагают в непосредственной близости от настила палубы 1, на некотором фиксированном расстоянии "a>", например, a> = 50 или

a> = 100 мм. При этом расстояние К1 между 25 точками А и В принимают равным половине (или несколько большим половины) длины

1, размечаемой поперечной выгородки

3, т.е, K> = (0,5-0,6)11, 30 а одна из нижних точек (в данном примере — точка А) расположена на некотором фиксированном расстоянии "m " от вертикальной кромки выгородки 3, где 35

m1 = (0;25-0,20) и может быть принято равным, например, 1000, 1500 мм и т.д. 40

Третью — верхнюю точку С наносят на середине расстояния между точками А и В

К1 по горизонтали, т.е. п1 = —, непосредственно под вышележащей палубой 6 поме- 45 щения; на некотором фиксированном расстоянии 01, которое выбирается таким образом, чтобы точка С отстояла от палубы . 6 на расстоянии 50-100 мм, Для каждой данной выгородки или пе- 50 реборки выбранные размеры a>, b>, К1, m>, п1 являются фиксированными и неизменными и служат для воспроизведения системы координат при последующей разметке насыщения на серийных судах. 55

Двумя нижними. опорными точками А и

8 задается положение оси абсцисс Х пло- ской прямоугольной системы координат с началом в точке А (положение оси ординат

Y вычисляется аналитически по программе в процессе пересчете координатных систем).

После нанесения опорных точек А, В, С на настиле палубы 1 помещения устанавливают в произвольной точке (на чертежах не показано) фотограмметрическую стереокамеру и производят съемку выгородки 3 с уста- новленным на ней насыщением, Затем, в соответствии со стандартной методикой работ промышленной фотограмметрийпроизводят химическую обработку полученйых фотоматериалов, аналитическую обработку снимков на стереокомпараторе и выполнение расчетов на ЭВМ координат разметочных контрольных точек изделий насыщения на данной выгородке и переборке с записью результатов вычислений на соответствующем носителе информации, Собственно разметку деталей приварного насыщения на поверхности в помещении судна, на примере поперечной выгородки судна с плоскими горизонтальными палубами, строящегося на наклонном стапеле, осуществляют следующим образом.

На настиле палубы 1 (пола помещения} в некоторой произвольной точке Т> устанав-ливают и горизонтируют специальный прибор 2, совмещающий в себе лазерный электронный теодолит — проектор с дальномерной насадкой и микрокомпьютерам. Такой прибор может быть выполнен, например, на базе серийно выпускаемого электронного теодолита с дальномером модели DJOR 3002 швейцарской фирмы Мб, осуществляющего измерение расстояний до объекта без применения отражателей, Для выполнения операций автоматической разметки согласно изобретению прибор

DJOR 3002 (или ему подобный) достаточно оснастить лазерным источником света с соосностью лазерного луча с визирной осьюзрительной трубы теодолита и серводвигателями для настройки углов проецирования по программе.

При установке теодолита-проектора 2 в точке Т1 нет необходимости выполнять точную выверку его коллимационной плоскости параллельно (или перпендикулярно) теоретической линии (плоскости) 4 полотна поперечной выгородки 3, На размечаемой поверхности полотна выгородки 3 наносят три ойорные точки А, В, С с координатными размерами a>, b>, К1, m>, n>, кОторые точноравны значениям этих величин, принятым при описанной выше фотограмметрической съемке насыщения для данной выгородки, С помощью электронного теодолита с дальномером 2 измеряют координаты каж1795282

10 дой из трех опорных точек в пространственной полярной системе координат с началом в тОчке М1 пересечения вертикальной оси теодолита с визирной осью его зрительной трубы, т,е. измеряют для каждой опорной точки углы соответственно в горизонталь. ной и вертикальной плоскостях, проходящих через начало полярной системы координат и данную опорную точку.

При этом вертикальные углы аи,Вобразуются горизонтальной плоскостью Н, проходящей через центр М1 теодолита 2, и направлением визирования на данную опорную точку. Для измерения горизонтальных углов уи д.перекрестие сетки нитей зрительной трубы наводят на одну из опорных точек (например, С) и устанавливают индикацию горизонтальных углов на ну.лев е значение (О 00 00"). Таким образом, вертикальная плоскость V, проходящая череэ центр М1)теодолита 2 и опорную точку . С, является нулевой плоскостью отсчета гориэонтальных углов у и д и построения соответствующих горизонтальных углов при разметке изделий насыщения.

Вслед за этим измеряют горизонтальные углы у и д, образованные плоскостью

V и проекцией на горизонтальную плоскость направления визирования на две другие опорные точки А и В.

Одновременно с измерением горизонтальных и вертикальных углов у, д, й, j3, производят измерение (с помощью дальномера) линейных расстояний от центра М > теодолита др опорных точек А, В, С. Результаты угловых и линейных измерений вводят в память микрокомпьютера и выполняют согласно программе пересчет координатных систем раэмечаемйх изделий насыщения таким образом, чтобы положению контрольной точки данного изделия. насыщения в прямоугольной системе координат

ХАУ, оси которой лежат в условной аналитичеСкой плоскости 5, соответствовала пара горизонтального и вертикального углов поворота зрительно-проекционной трубы прибора.

Затем производят непосредственно .разметку контрольных точек положения деталей и изделий насыщения путем задания по программе, с помощью серводвигателей, исполнительному органу проектора команд для построения упомянутой пары углов. Благодаря высокой яркости лазерного луча разметку можно выполнять при любцх условиях освещения, а световое пятно лазерного луча может быть сфокусировано так, чтобы получить минимальный его диаметр.

Проекционная разметка контрольных точек деталей и изделий насыщения осуществляется автоматически по программе с выбранным интервалом времени для пере5 хода от одной точки к другой. При этом оператор последовательно отмечает (кернером или чертилкой) и маркирует (мелом или разметочным карандашом) по световому пятну лазерного луча на полотне выгородки 3 одну

10 контрольную разметочную точку за другой, не прибегая к помощи второго рабочего.

Благодаря использованию условной аналитической плоскости 5, задаваемой тремя опорными точками А, В. С, в эначи15 тельной степени снижается погрешность выполнения разметки при углах проецирования, существенно отличающихся от нормали к этой плоскости.

При разметке на наклонном стапеле

20 продольной. выгородки 7 (фиг,5) операции выполняют аналогично. описанным выше для поперечной выгородки 3. В этом случае теодолит устанавливают в произвольной точке Tz на палубе. На полотне продольной.

25 выгородки 7 наносят опорные точки D, Е, F с фиксированными размерами привязки а2, Ь2, К2, а2, п2, которые были предварителЬно назначены при. фотограмметрической сьемке выгородки 7 на головном судне аналогич30 но описанному выше для выгородки 3, Поворот осей X u Y плоской системы координат относительно горизонтального или вертикального направлений на фиксированную величину угла р наклона стапеля

35 учитывается программой при пересчете координатных систем.

Для разметки поперечной переборки (выгородки) на судне. у которого палубы имеют погибь, или продольной конструкции

40. — при наличии седловатости или продольного уклона палуб, нижние опорные точки на полотне наносят на линии параллельной основной плоскости (ОП) судна (фиг.6) с фиксированными координатами Кз, гпз, .пз, h>, 45 Ьз, предусмотренными рабочим чертежом расположения на выгородке (переборке) изделий приварного насыщения.

При необходимости выполнения раэ50 метки деталей и изделий насыщения, при формировании в цехе (или на предстапельной площадке) полуобьемных секций ярусов надстроек (и других подобных конструкций) в перевернутом положении, две нижние

55 опорные точки целесообразно наносить в районе верхней кромки соответствующей выгородки (которая в этом случае находится внизу, а третью точку — у нижней кромки (расположенной вверху).

1795282

В случае постройки судна на горизонтальном стапеле разметку как поперечных, так и продольных переборок (или. Формула изобретения

Способ разметки деталей приварного насыщения на поверхности в помещении судна, включающий установку проектора, ориентирование его по опорным точкам; предварительно нанесенным на поверхности и определенным в прямоугольной системе координат условной плоскости разметки, и проецирование разметочных точек на поверхность, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и упрощения реализации за счет обеспечения возможности произвольной установки проектора относительно опорных точек, в качестве проектора используют теодолит с дэльно4 выгородок). выполняют аналогично описанной выше разметке поперечной выгородки 3. мерной насадкой, который проектируют по

10 трем опорным точкам с измерением их пространственных координат в системе координат теодолита с началом в точке пересечения его вертикальной оси и визирной оси зрительной трубы, перед проециро15 ванием разметочных точек перевычисляют их положение из прямоугольной системы координат условной плоскости разметки в пространственную систему координат теодолита, а проецирование разметочных то20 чек осуществляют последовательно, путем задания теодолитом пространственного углового направления для каждой из разметочных точек.

1795282

i795282

В-В

1795282

А А

r»

Составитель С.Юмашев

Техред М.Моргентал

Редактор

Корректор Н.Король

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород,; 101

Заказ 422 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5