楊文林，高遠航（.渤海船舶職業(yè)學(xué)院，遼寧興城505；.渤海船舶重工有限責任公司，遼寧葫蘆島500）

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船體精度控制實訓(xùn)教學(xué)設(shè)計研究

楊文林1，高遠航2
（1.渤海船舶職業(yè)學(xué)院，遼寧興城125105；2.渤海船舶重工有限責任公司，遼寧葫蘆島125001）

摘要：在船體建造過程中，加強精度控制是非常必要的。精度控制不僅是保證船體建造質(zhì)量的重要手段，也是降低船舶制造成本的主要措施。同時，船體精度控制也是船舶工程技術(shù)專業(yè)學(xué)生必須掌握的一項技能。因此，從教學(xué)分析、教學(xué)策略、教學(xué)實施和教學(xué)反思4個環(huán)節(jié)進行船體精度控制實訓(xùn)教學(xué)進行設(shè)計，是符合高職教育理念的，值得推廣與應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：船體精度；教學(xué)設(shè)計；教學(xué)策略

高遠航（1978-），男，遼寧葫蘆島人，助理工程師，研究方向：船舶精度管理。

船舶建造是一項綜合性工程，生產(chǎn)周期長，工程復(fù)雜程度高，工作量巨大。以15.9萬噸原油船為例，船舶大約需要生產(chǎn)110個分段。因此，船舶分段的建造精度控制，對于整艘船舶的建造質(zhì)量，是至關(guān)重要的。同時，船體精度控制也是船舶工程技術(shù)專業(yè)學(xué)生必須掌握的一項技能。本文以15.9萬噸原油船邊底分段教學(xué)模型為例，從教學(xué)分析、教學(xué)策略、教學(xué)實施和教學(xué)反思4個環(huán)節(jié)，進行船體精度控制實訓(xùn)教學(xué)設(shè)計。實踐證明，該實訓(xùn)教學(xué)設(shè)計是一項比較成功的研究成果，值得其他同類院校借鑒。

1　教學(xué)分析

船體精度控制常用的測量儀器是全站儀。船體精度控制實訓(xùn)以圖1所示的邊底分段為教學(xué)模型，以全站儀和反射片標靶為教學(xué)工具，以船體建造綜合實訓(xùn)車間為教學(xué)場地，進行教學(xué)實施。教學(xué)的重點是船體分段測量控制點的選取、全站儀的安置調(diào)平、熟練操作全站儀、轉(zhuǎn)站以及準確分析測量結(jié)果。教學(xué)的難點是船體分段測量控制點的選取、轉(zhuǎn)站以及分析測量結(jié)果。教學(xué)采用示范的方式，即教師先給學(xué)生講解并操作整個實訓(xùn)步驟，然后讓學(xué)生親自動手操作。教學(xué)實施過程中，教師要反復(fù)強調(diào)儀器的保護以及實訓(xùn)安全，確保實訓(xùn)教學(xué)的正常進行。

圖1　測量分段

2　教學(xué)策略

在進行船體精度控制實訓(xùn)之前，教師首先要對參加實訓(xùn)的學(xué)生進行分組，建議3～5人為1組，這樣便于精度測量作業(yè)。另外，教師還應(yīng)反復(fù)檢查儀器，確保儀器的各項功能正常。

由于船體精度控制在實訓(xùn)車間教學(xué)，教學(xué)環(huán)境比較復(fù)雜，學(xué)生稍不注意，就有可能帶來危險。因此，在整個教學(xué)實施過程中，教師要反復(fù)強度實訓(xùn)紀律，并將學(xué)生的實訓(xùn)紀律表現(xiàn)計入評定成績。

船體精度控制實訓(xùn)內(nèi)容包括前期準備工作，測定方式的選取、轉(zhuǎn)站、測量、數(shù)據(jù)分析等多項作業(yè)內(nèi)容。因此，教師應(yīng)該記錄學(xué)生在上述作業(yè)時的各項成績，并按照一定的比例折合成總評定成績。

3　教學(xué)實施

3.1實訓(xùn)準備工作

在進行船體精度控制實訓(xùn)之前，要架設(shè)全站儀，圖2為全站儀簡圖。參加實訓(xùn)學(xué)生需將全站儀固定在三角支架上，支架最好安裝在粗糙的地面上，防止滑動。同時通過調(diào)節(jié)腳螺旋使其水平。全站儀水平調(diào)好后，需將PDA與其連接。打開全站儀，運行測量軟件，開始測量。

圖2　全站儀簡圖

在運用全站儀進行精度測量作業(yè)時，需要提前在分段的各個控制點放置反射片標靶。反射片標靶可以直接粘貼在測量點上，應(yīng)用其進行測量，且該標靶可以反復(fù)利用，測量精度也可以達到相關(guān)的技術(shù)要求。

測量作業(yè)時，激光投射到反射片標靶上，再反射到全站儀上，形成測量點的三維坐標。船舶分段建造的場地環(huán)境復(fù)雜多變，其測量的難度也較大。如果想要精確測量，需要標靶的種類也很多。分段精度控制實訓(xùn)采用的反射片形狀如圖3所示。

圖3　分段測量應(yīng)用的反射片標靶

根據(jù)船體精度控制實訓(xùn)小組制作的精度測量單，確定分段精度控制點。然后，將反射片標靶放置在適當?shù)奈恢?。反射片標靶的安置需要注意以下幾點：一是需要將標靶仔細檢查，達到精度要求；二是要認真識讀設(shè)計圖紙，確定好反射片標靶的位置，最好將其安置在交叉點處；三是反射片標靶放置時應(yīng)查明理論線，板厚方向，以免發(fā)生不允許的誤差。反射片標靶放置最重要的一個原則是，放置在儀器可見之處。該分段反射片標靶放置如圖4所示。

圖4　放射片標靶放置示意圖

3.2選擇測定方式

實訓(xùn)小組把全站儀架設(shè)好、反射片標靶放置好、連接好PDA后，就可以進行測量作業(yè)了。測量一般選擇原點+X軸的測定方式，如圖5所示。具體操作過程如下：將所測定的第一點默認為原點，第二點與第一點所在的直線為X軸，Z軸垂直向上。這樣形成的坐標系就是測量坐標系，需要測量的所有控制點都在該坐標系內(nèi)。

圖5　測定方式示意圖

3.3轉(zhuǎn)站

在全站儀的架設(shè)處，往往有一部分測量結(jié)構(gòu)是看不見的。這就需要實訓(xùn)小組將儀器挪到被測結(jié)構(gòu)的另一側(cè)，完成其余的測量作業(yè)。我們把這個操作過程，稱之為轉(zhuǎn)站。轉(zhuǎn)站可以通過PDA測量系統(tǒng)的兩點移動功能來實現(xiàn)，如圖6所示。實訓(xùn)小組轉(zhuǎn)站是否成功，取決于全站儀在移動前后，其后測點與前側(cè)點是否在同一個三維坐標系內(nèi)。

圖6　兩點式移動過程示意圖

轉(zhuǎn)站作業(yè)時需要注意以下幾點：一是牢記測量的先后順序，確保全站儀在移動前按照預(yù)先設(shè)計的順序進行測量，否則無法進行轉(zhuǎn)站測量；二是在移動全站儀之后，一定要再次調(diào)整水平，確保其測量精度；三是全站儀移動前后，轉(zhuǎn)折標靶測量得到的三維坐標誤差要控制在0.5 mm之內(nèi)，如果超出此范圍，前期的測量數(shù)據(jù)作廢，重新測量；四是兩點式移動操作成功后，才可進行后續(xù)的測量作業(yè)。

3.4測量結(jié)果分析

船體精度控制實訓(xùn)小組在進行分段控制點測量之前，需要預(yù)先將設(shè)計點在設(shè)計坐標系下的坐標，輸入PDA系統(tǒng)中。同時，將測定點與設(shè)計點進行連接，具體操作過程界面如圖7所示。測量作業(yè)完成后，就可以直接導(dǎo)出數(shù)據(jù)偏差值，提高分段精度測量的作業(yè)效率。

圖7　測量點與設(shè)計點連接示意

該分段的測量結(jié)果如表1所示。通過偏差分析，得知該分段符合建造質(zhì)量要求。

表1　分段測量結(jié)果（單位：m）

4　教學(xué)反思

傳統(tǒng)的船體精度控制實訓(xùn)是在一體化教室實施，通過給學(xué)生播放教學(xué)視頻、教學(xué)動畫等形式進行教學(xué)，學(xué)生雖能掌握一些精度控制的學(xué)習(xí)內(nèi)容，但是由于場地的限制，學(xué)生對船體精度控制的技能達不到課程標準的要求。經(jīng)過重新設(shè)計并實施后，船體精度控制實訓(xùn)的教學(xué)設(shè)計與當前高職教育的理念是相符的，實訓(xùn)教學(xué)設(shè)計值得推廣與應(yīng)用。

現(xiàn)代造船企業(yè)對船體精度越來越重視，船體精度水平也在上升。船體建造從放樣、零部件加工、分段制作到裝配，都離不開全站儀的測量。因此，教師應(yīng)認真研究最前沿的船舶精度控制技術(shù)并傳授給學(xué)生，全方位提高學(xué)生的綜合素質(zhì)，為船舶行業(yè)培養(yǎng)所需人才。

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［責任編輯：劉月］

The Research on Hull Accuracy Control Practical Training Design

YANG Wenlin1, GAO Yuanhang2
（1. Bohai Shipbuilding Vocational College, Xingcheng 125105, China; 2. Bohai Shipbuilding Heavy Industry Co., Ltd. Huludao 125001, China）

Abstract:In the process of hull construction, it is very necessary to strengthen accuracy control. Accuracy control is not only an important means to ensure hull construction quality, but also the main measure to reduce ship construction cost. At the same time, hull accuracy control is also a skill that the students majoring in ship engineering technology must master. Therefore, hull accuracy control practical training design from the four aspects of teaching analysis, teaching strategy, teaching practice and teaching reflection, serves higher vocational education concept, and is worth popularizing and applying.

Key words:hull accuracy; training design; teaching strategy

中圖分類號：G712

文獻標識碼：A

文章編號：2095-5928（2016）02-30-04

DOI:10.16850/j.cnki.21-1590/g4.2016.02.009

收稿日期：2015-12-15

基金項目：2014年遼寧省教育廳科學(xué)技術(shù)研究課題（L2014560）

作者簡介：楊文林（1967-），男，遼寧沈陽人，教授，碩士，研究方向：船舶工程。