宋 鵬 劉方杰 周 友

（廣船國際技術(shù)中心）

0 前言

船舶水尺標(biāo)志是以數(shù)字表示船舶吃水的一種標(biāo)記，安裝在船體艏、舯及艉部的左右兩側(cè)外板上，共有六處，俗稱六面水尺。我公司建造的船舶水尺標(biāo)志多采用公制、阿拉伯?dāng)?shù)字的形式。水尺標(biāo)志字體采用鋼板切割而成，厚度6～8mm，投影高度100mm；焊接在外板上，上下兩字體的間距投影高度也是100mm，讀數(shù)以字體下緣為準(zhǔn)。

各種產(chǎn)品船外板線型不同，水尺標(biāo)志的安裝位置、字體樣式也不同。水尺標(biāo)志由設(shè)計部船裝（外裝）專業(yè)人員設(shè)計，船體專業(yè)人員放樣套料，制造部下料切割，搭載部在船舶下水前安裝。

1 特種船舶水尺標(biāo)志放樣存在的問題

1.1 水尺標(biāo)志的數(shù)控切割指令無法制作

原在荔灣廠區(qū)建造的特種船舶，其水尺標(biāo)志是使用光電跟蹤機(jī)切割下料。設(shè)計部門用AutoCAD軟件繪制水尺標(biāo)志的1：1套料圖形，打印成白圖，提供給制造部切割下料。

現(xiàn)搬遷至南沙廠區(qū)后，廠內(nèi)沒有光電跟蹤機(jī)，水尺標(biāo)志需使用數(shù)控等離子機(jī)切割下料，設(shè)計部門需提供數(shù)控切割指令。但是水尺標(biāo)志尺寸較小，切割線路復(fù)雜，與常規(guī)船體零件存在很大不同。Tribon軟件制作其數(shù)控切割指令時會不停報錯，無法順利運行。之前數(shù)條特種船舶只能采取臨時解決方案，設(shè)計人員用AutoCAD軟件繪制水尺標(biāo)志的dwg格式套料圖形，制造部生產(chǎn)準(zhǔn)備室自行將其轉(zhuǎn)化為數(shù)控切割指令。這種方案過程復(fù)雜，容易出現(xiàn)差錯，沒有從根本上解決問題。

1.2 水尺標(biāo)志的放樣尺寸存在理論偏差

水尺標(biāo)志的放樣流程是：使用Tribon軟件→Planar Hull模塊→Structure功能→建立水尺標(biāo)志模型→分解模型→零件套料→制作切割指令和下料草圖。但是水尺標(biāo)志模型在Tribon軟件中為平面狀態(tài)，沒有完全貼合彎曲的外板。在外板線型變化較大的位置水尺標(biāo)志尺寸會偏小，見圖1。

圖1 水尺標(biāo)志模型尺寸偏差示意圖

1.3 水尺標(biāo)志的數(shù)控切割指令無法滿足現(xiàn)場要求

水尺標(biāo)志經(jīng)多次數(shù)控切割試驗發(fā)現(xiàn)：

（1）水尺標(biāo)志尺寸較小，為防止其在切割過程中掉落，需對零件進(jìn)行搭橋；

（2）常規(guī)船體零件下料時，搭橋?qū)挾葹?0mm。由于水尺標(biāo)志板厚較小，寬度10mm的搭橋存在被熔斷的現(xiàn)象；

（3）常規(guī)船體零件套料時，套料間距為10mm。由于水尺標(biāo)志尺寸較小，10mm的套料間距不夠長，存在割縫偏差，零件割傷的現(xiàn)象；

（4）常規(guī)船體零件下料時，制造部施工人員需根據(jù)切割零件板厚、機(jī)器型號不同等條件在數(shù)控等離子切割機(jī)中設(shè)置割縫補(bǔ)償參數(shù)。但是水尺標(biāo)志切割線路復(fù)雜，切割機(jī)無法成功施放割縫補(bǔ)償；

（5）水尺標(biāo)志“6”、“8”中的圓形開孔由于切割順序錯誤，存在割偏的問題。

2 水尺標(biāo)志數(shù)控套料解決方案

針對水尺標(biāo)志數(shù)控套料存在的問題，下述為解決方案。

2.1 水尺標(biāo)志建模

船體專業(yè)設(shè)計人員按照船裝（外裝）專業(yè)提供的圖紙，在Tribon軟件中，使用Planar Hull模塊的Structure功能，建立水尺標(biāo)志模型。

圖2 修改引弧線參數(shù)，使之能夠生成指令

圖3 修改零件搭橋?qū)挾葏?shù)，由10mm改為15mm

圖4 修改數(shù)控指令割縫補(bǔ)償參數(shù)，由0mm改為2.5mm

2.2 修改數(shù)控切割指令生成文件設(shè)置

設(shè)計人員在Tribon軟件中，配置水尺標(biāo)志放樣專用設(shè)置文件“SBH_NEST_DEF2（水字專用帶2.5切割補(bǔ)償）”，并修改其中的相關(guān)參數(shù)，使其能夠制作出滿足現(xiàn)場要求的水尺標(biāo)志數(shù)控切割指令。專用設(shè)置文件相比原文件“SBH_NEST_DEF2”修改的內(nèi)容見圖2、圖3、圖4。

制作水尺標(biāo)志的切割指令時，在目標(biāo)船舶產(chǎn)品的DEF文件夾下用“SBH_NEST_DEF2（水字專用帶2.5切割補(bǔ)償）”臨時替換原“SBH_NEST_DEF2”文件。待水尺標(biāo)志切割指令制作完成后將原“SBH_NEST_DEF2”文件還原，以免影響其他放樣工作。

2.3 修正水尺標(biāo)志的放樣尺寸偏差

針對水尺標(biāo)志的放樣尺寸存在偏差的問題，設(shè)計人員需檢查篩選，對外板線型變化較大部位的水尺標(biāo)志模型進(jìn)行尺寸修正，具體過程如下：

（1）測量每個水尺標(biāo)志所在位置的外板展開弧長，將其與水尺標(biāo)志模型尺寸比較，挑出相差2mm以上的標(biāo)志模型準(zhǔn)備進(jìn)行修正；

（2）匯總需修正的水尺標(biāo)志模型進(jìn)行分解，獲得其模型展開圖，見圖5。水尺標(biāo)志模型展開圖前后端是傾斜的，上下端是水平的；

（3）在Tribon軟件中，使用Curved Hull模塊，以水尺標(biāo)志所在位置周界建立外板曲線，獲得其周界外板展開圖，見圖6。水尺標(biāo)志周界外板展開圖的前后端是垂直的，上下端是傾斜的；

圖5 水尺標(biāo)志模型展開圖

圖6 水尺標(biāo)志周界外板展開圖

圖7 水尺標(biāo)志模型展開圖與水尺標(biāo)志周界外板展開圖合并

圖8 合并圖形整體旋轉(zhuǎn)并測量數(shù)據(jù)

圖9 水尺標(biāo)志模型展開圖建成“塊”

圖12 水尺標(biāo)志套料圖示例

（4）將水尺標(biāo)志模型展開圖與其對應(yīng)位置的外板展開圖合并重合在一起，見圖7。

（5）從Tribon軟件中，將合并之后的兩種展開圖，導(dǎo)出為dxf文件。該圖形繼承Tribon默認(rèn)比例1：50，使用AutoCAD軟件打開并將合并圖形比例放大為 1：1；

（6）在AutoCAD軟件中，觀察、比較合并后的兩種展開圖形，測量其高度和寬度比值，求取水尺標(biāo)志模型的拉伸比例。

由于展開圖是菱形，寬度和高度的坐標(biāo)系不是垂直的，所以每次只能進(jìn)行一個維度的拉伸。寬度方向拉伸需要按圖7的擺放狀態(tài)進(jìn)行，高度方向拉伸需要旋轉(zhuǎn)為圖8的擺放狀態(tài)進(jìn)行。

以G5011船F(xiàn)R0處的水尺標(biāo)志為例，從圖7中可以觀測到，合并展開圖寬度方向幾乎沒有偏差，僅需要拉伸模型的高度方向。將合并展開圖形整體旋轉(zhuǎn)為垂直狀態(tài)，測量展開圖中心線長度數(shù)據(jù)獲得拉伸比例，見圖8。

（7）在AutoCAD軟件中，以展開圖中心線端點作為基準(zhǔn)點，將水尺標(biāo)志模型建成“塊”，見圖9。

（8）在AutoCAD軟件中，插入新建的水尺標(biāo)志模型“塊”，在Y值處填入拉伸比例，即可僅在垂直方向上拉伸水尺標(biāo)志模型，見圖10。

（9）將拉伸后的水尺標(biāo)志模型放入水尺標(biāo)志周界外板展開圖中進(jìn)行檢查并微調(diào)，直到偏差不超過2mm，見圖11。

（10）將修正后的水尺標(biāo)志模型圖形由AutoCAD導(dǎo)入Tribon軟件中，注意圖形比例需縮小為 1：50。

2.4 水尺標(biāo)志套料

設(shè)計人員在Tribon軟件中更新尺寸修正過的水尺標(biāo)志模型，與不需修正的水尺標(biāo)志模型整理匯總，然后進(jìn)行套料。套料過程中需注意以下幾個方面：

（1）水尺標(biāo)志套料間隔應(yīng)不小于20mm；

（2）對于“6”和“8”這類帶開孔的標(biāo)志要注意，應(yīng)先添加開孔內(nèi)部起火點，再添加標(biāo)志外周界起火點；

（3）搭橋后合并而成的零件總長度控制在400至1000mm范圍；

圖10 插入水尺標(biāo)志模型“塊”并填入垂直方向拉伸比例

圖11 檢查水尺標(biāo)志模型拉伸效果

（4）在套料板切割起始處增加一件300*100mm的矩形檢驗板；

（5）水尺標(biāo)志套料按肋位，左右舷分開，標(biāo)注清晰水尺標(biāo)志位置信息；

（6）對套料圖進(jìn)行自查。由于割縫補(bǔ)償?shù)拇嬖冢?00*100mm的檢驗板在套料圖中尺寸應(yīng)該為305*105mm；

（7）水尺標(biāo)志下料草圖需在顯著位置標(biāo)明：此數(shù)控切割指令已經(jīng)施放2.5mm的割縫補(bǔ)償，現(xiàn)場下料時數(shù)控切割機(jī)割縫補(bǔ)償應(yīng)設(shè)置為“0”。

3 水尺標(biāo)志數(shù)控切割注意事項

制造部進(jìn)行水尺標(biāo)志的下料及檢查，需按照《水尺字?jǐn)?shù)控下料作業(yè)指引》的要求進(jìn)行，注意以下幾個方面：

（1）選用“MESSER”數(shù)控等離子切割機(jī)進(jìn)行數(shù)控切割作業(yè)；

（2）數(shù)控等離子切割機(jī)的割縫補(bǔ)償需設(shè)置為“0”；

（3）施工人員在切割第一件300*100mm的檢驗板后需停機(jī)檢測切割精度。檢驗板的尺寸偏差應(yīng)小于1mm，如偏差值偏大，立即停止下料并反饋工藝和設(shè)計人員；

（4）下料后的水尺標(biāo)志按套料圖寫上零件名稱標(biāo)識，按肋位進(jìn)行堆放并提供給搭載部。

4 結(jié)束語

本文針對水尺標(biāo)志生產(chǎn)過程中存在的各種問題，逐項提出解決方案，供設(shè)計同仁參考。水尺標(biāo)志字體較小，切割線路復(fù)雜，精度要求高，需要設(shè)計人員透徹理解其工作內(nèi)容，認(rèn)真負(fù)責(zé)；多與現(xiàn)場施工部門溝通，發(fā)現(xiàn)問題及時解決；總結(jié)教訓(xùn)，將經(jīng)驗推廣至船舶上的各類標(biāo)志的放樣和下料工作，逐漸提高設(shè)計質(zhì)量。