[发明专利]一种船舶分段建造曲面变形动态补偿方法

说明书

本发明公开了一种船舶分段建造曲面变形动态补偿方法，包括：基于采集的船舶实际分段情况拟合曲面构建分段变形补偿模型，得到胎架的理论高度；基于船舶的分段变形范围和受压载荷建立胎架间的关联关系；采用预先设定的胎架高度自适应调控算法，根据胎架的实际高度和理论高度进行分段变形补偿。本申请的船舶分段建造曲面变形补偿方法构建了基准胎架与各阶层从属胎架之间的关联关系，使得补偿的时候能够根据基准胎架的变动对其他各个从属胎架自行调整，解决人工修配效率低以及修配精度差的问题，不需要人工校核胎架型值是否符分段型值，提高了变形补偿的精度、效率以及分段建造的质量。

技术领域

本发明涉及船舶建造，具体涉及一船舶分段建造曲面变形动态补偿方法。

背景技术

船舶分段建造用胎架从早期的模板式、支柱式、支点式发展到现在的数控胎架、柔性胎架以及智能胎架，功能性逐步提高，但上述各式胎架均为单独的个体，胎架间没有建立相互的联系。在船舶分段建造过程中，各个胎架需要依次进行调节控制，不能较好的保持分段外型，且胎架对于分段变形的补偿存在具有主观意志性，补偿变量精确度差等问题。

公开号为CN109050789A，公开日为2018.12.21的中国发明专利申请公开了一种智能胎架及智能胎架支撑船体方法，各机械式推杆装置之间独立工作，虽然其通过单片机连接电机和工作单元顶部的压力传感器，但是不能较好保证分段曲面的外部线型。

公开号为CN108725691A，公开日为2018.11.02的中国发明专利申请公开了可移动式船用胎架、船用胎架控制系统及其控制方法，但是该方法需要对各胎架进行单独控制，导致各个胎架间没有关联关系，造成控制步骤比较繁琐，效率较低的问题。

公开号为CN108438141A，公开日为2018.02.06的中国发明专利申请公开了一种造船用胎架支撑高度自动调节方法和可调节式胎架，但是该发明申请的方法只完成了支撑高度的初调，不能进行反复调整。

发明内容

发明目的：本申请的目的在于提供一种一种船舶分段建造曲面变形动态补偿方法，解决现有控制方法中各个胎架间没有关联关系无法进行系统性的反复调整的问题。

技术方案：本发明提供了一种船舶分段建造曲面变形动态补偿方法，包括：

(1)基于采集的船舶实际分段情况拟合曲面构建分段变形补偿模型，得到胎架的理论高度；

(2)基于船舶的分段变形范围和受压载荷建立胎架间的关联关系；

(3)采用预先设定的胎架高度自适应调控算法，根据胎架的实际高度和理论高度进行分段变形补偿。

进一步地，基于采集的船舶实际分段情况拟合曲面构建分段变形补偿模型包括：

(11)根据采集获取的船舶分段外板的离散点反算三次曲面控制点；

(12)基于三次曲面控制点计算得到曲面拟合方程；曲面拟合方程表示为：

其中，取k＝3，即三次NURBS曲面；u，v为形式化参数；m，n为在u和v方向上的控制点的个数，u、v分别表示曲面的水平和竖直方向；V_ε,j(ε＝0,1,…,m；j＝0,1,…,n)为控制网格顶点，N_ε,k(u),N_j，k(v)为非有理B样条基函数；

(13)基于曲面拟合方程、活络头与分段外板接触点坐标、活络头的最低倾斜角、活络头的厚度，利用节点插入法对曲面拟合方程进行坐标变换，得到分段变形补偿模型Z_l，具体表示为：