[發明專利]一種船用大型設備基座的無余量安裝方法

有效

• 申請號: 201811253321.7
• 申請日: 2018-10-25
• 公開（公告）號: CN109367693B
• 公開（公告）日: 2022-03-15
• 發明（設計）人: 陶江平;劉序辰;尤德武;陳煒;林堅;王波;史艷龍
• 申請（專利權）人: 上海船舶工藝研究所(中國船舶工業集團公司第十一研究所)
• 主分類號: B63B73/20
• 分類號: B63B73/20
• 代理公司: 上海世圓知識產權代理有限公司 31320
• 代理人: 王佳妮

1.一種船用大型設備基座的無余量安裝方法，其特征在于：安裝步驟如下：a、測量大型設備基座本身的制造精度，確定設備基座的基本尺寸；b、在基座安裝平臺位置畫出機座中心線及機座腹板和肘板的安裝線，在腹板與肘板的交點處粘貼靶片作為標記點；c、采用全站掃描儀，確定坐標系，對基座安裝面進行掃描測量，獲取測量區域點云數據G＝(x_i,y_i,z_i)空間坐標值，以及單點測量標記點的空間坐標并進行記錄；d、對c步驟中獲得的點云數據進行坐標變換與基座設計參數進行匹配，求得基座面板上的公共點坐標系位置；e、對點云數據進行處理，用腹板和肘板厚度方向中面的平面，對點云數據進行切片、計算，得到座腹板、肘板下沿的安裝余量線；f、在內場將設備基座反置于調平后的胎架上，設定基座面板為基面xoy，基座中心線為y軸，中心線中點為坐標系原點，坐標系設定與d步驟中的公共點坐標系位置一致；g、根據e步驟中獲得安裝余量線對腹板和肘板下沿進行劃線，然后采用數控切割裝置對基座的每塊腹板、肘板進行余量線切割；h、將設備基座調運至安裝位置，按劃線位置定位，在測量基座面板、確認平面度符合精度要求后，進行裝焊，完成設備基座安裝；d步驟中，點云數據進行坐標變換與基座設計參數進行匹配，坐標變換過程如下：d1、公共點采腹板與肘板劃線位置的標記點在基座面板上的投影點；d2、由于全站掃描儀測量時需進行調平，且帶有自動補償功能，架設站位坐標系可認為是Z軸垂直向上，在水平面xoy的投影即為(x_i,y_i,0)，假定安裝后基座面板水平，這些標記點在基座面板上的投影點空間坐標值即為h為基座的設計高度值，z為所有標記點垂向上的均值

d3、將基于實測結果計算出的公共點與基座設計參數下的公共點進行匹配。假定基座腹板、肘板安裝余量修割時，倒置于胎架上，設定中心線為y軸，垂向為z軸，基座中心線中點為原點，根據基座的設計參數，容易求得基座面板上的公共點坐標為(x’_i,y’_i,0)；

d4、利用公共點求解空間坐標轉換參數，平移參數ΔX、ΔY、ΔZ，旋轉參數f、w、k，依公式：

式中，設船上基座安裝位置測量時的坐標系為A，余量修割時坐標系定義為B，將A站轉換到B；其中R為旋轉矩陣，公式如下：

將兩個坐標系下的公共點坐標代入，利用高斯-牛頓法求解非線性方程組，可求得坐標轉換數ΔX、ΔY、ΔZ、f、w、k；

d5、利用求得的坐標變換參數，依第四步(4)中公式將點云數據坐標系變換到余量修割時設定坐標系下，得到坐標轉換后點云數據G′；

e步驟中，具體得到余量線的步驟如下，

e1、計算點云密度p，在點云中隨機抽取n個點，對每個點g_i，在點云數據內找到與其距離最小的m個點，計算出點與g_i的距離D_i，對所有的D_i求平均值得到點云密度p，依公式：

e2、根據設計參數，求出每個腹板和肘板厚度方向中面的平面C_i；

e3、用腹板和肘板厚度方向中面的平面C_i，對點云數據進行切片，切片厚度δ＝4p，可得到切片后的點云子集G_i’；

e4、將點云子集G_i’在切片平面上進行投影，得到曲線點集X_i；

e5、對曲線點集X_i進行三次B樣條曲線插值擬合，得到擬合曲線；該擬合曲線即為座腹板、肘板下沿的安裝余量線。