基于精度控制技術(shù)的相關(guān)基準(zhǔn)線的確定

， ，，

( 1.江蘇省無錫船廠有限公司，江蘇 無錫 214000;2.江蘇無錫交通高等職業(yè)技術(shù)學(xué)校，江蘇 無錫 214151;3.大連船舶重工集團(tuán)有限公司，遼寧 大連 116005 )

區(qū)域造船擴(kuò)大了分段預(yù)舾裝的工作量,由于加工裝配過程中的積累誤差和焊接熱應(yīng)力引起的構(gòu)件變形誤差，使得預(yù)舾裝后分段的合攏精度更加難以保證，而且增加了許多比系統(tǒng)造船更加麻煩的現(xiàn)場(chǎng)修整工作，嚴(yán)重影響船舶的建造進(jìn)度和質(zhì)量[1]。為了減少船體建造中的各種誤差，提高平面裝配、分段組立、分段定位合攏的精度，考慮在原有基準(zhǔn)線(檢查線)的基礎(chǔ)上進(jìn)行優(yōu)化，使整個(gè)建造過程依據(jù)基準(zhǔn)線系統(tǒng)進(jìn)行定位，確保建造過程的精度可控，以降低各個(gè)階段的切修工作量，從而達(dá)到降低成本，提高生產(chǎn)效率的目的[2]。

1 造船精度控制技術(shù)

建造過程中的精度控制技術(shù)，是指從制造開始后，在加工、裝配、分段合攏和總段合攏等各工序中按相應(yīng)的技術(shù)規(guī)范實(shí)施精度控制的技術(shù)，主要有兩方面：①各工序中的精度檢測(cè)與評(píng)估；②出現(xiàn)超差問題時(shí)的對(duì)策。具體包括以下內(nèi)容。

1)加工工序的精度控制技術(shù)。對(duì)各類機(jī)器的檢測(cè)、修整及補(bǔ)充機(jī)器用消耗品，定期抽樣檢查零件的切割精度等是這段工序精度控制的主要內(nèi)容。

2)裝配工序的精度控制技術(shù)。小組立中的精度控制技術(shù)，主要有在橫向構(gòu)件上安裝小骨材的尺寸精度檢測(cè)以及對(duì)前期工序是否出錯(cuò)的檢驗(yàn)等。大組立的精度控制技術(shù)主要有檢驗(yàn)縱骨定位、精度檢驗(yàn)、橫向構(gòu)件的裝配精度檢查和焊接坡口的寬度檢測(cè)等。

3)合攏過程的精度控制技術(shù)。分段生產(chǎn)制造的周期長，制造過程中焊接工藝實(shí)施不當(dāng)，吊運(yùn)過程產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)變形等原因，使得分段與設(shè)計(jì)尺寸存在偏差，導(dǎo)致合攏出現(xiàn)問題，常見的問題是端部的錯(cuò)位現(xiàn)象。對(duì)策是設(shè)置基準(zhǔn)點(diǎn)和基準(zhǔn)線，按定位要領(lǐng)指導(dǎo)書進(jìn)行作業(yè)調(diào)整局部變形[3]。

2 基準(zhǔn)線系統(tǒng)的優(yōu)化研究

2.1 優(yōu)化平面分段的基準(zhǔn)線(檢查線)

2.1.1 縱骨、縱桁、水平桁端部基準(zhǔn)線

過去，縱骨、縱桁、水平桁的端部未設(shè)置基準(zhǔn)線，導(dǎo)致部分縱骨、縱桁、水平桁定位后端部“參差不齊”，需要重新劃線切割。經(jīng)優(yōu)化研究，在其端部增設(shè)200 mm檢查線(見圖1)，從而降低了切修工作量。某廠實(shí)踐表明，其修割率由原來的40%降低到5%左右。

圖1 縱桁端部檢查線示意

2.1.2 與橫壁對(duì)位的底部分段肋板定位檢查線

橫壁分段定位合攏后，經(jīng)常出現(xiàn)橫壁板與底部分段肋板不對(duì)位而造成切修現(xiàn)象。究其原因之一是肋板裝配垂直度不好。為了提高肋板的裝配精度，可在內(nèi)底板劃線時(shí)劃出與橫壁分段對(duì)位的肋板定位檢查線(見圖2)，從而避免了因此原因而造成的切修現(xiàn)象。實(shí)踐證明，修割率由原來的70%降低到30%。

圖2 肋板定位檢查線示意

2.1.3 甲板強(qiáng)橫梁與S形肋骨的裝焊檢測(cè)基準(zhǔn)線

甲板強(qiáng)橫梁末端與S形肋骨在裝焊完成后容易變形而且不易檢測(cè)，為保證其線型精度，在甲板強(qiáng)橫梁末端劃出十字基準(zhǔn)線(見圖3)，在S形肋骨上劃出基準(zhǔn)線(見圖4)，供裝焊過程中檢測(cè)使用，這樣可有效阻止不合格品進(jìn)入下道工序。

圖3 甲板橫梁檢測(cè)基準(zhǔn)線示意

圖4 S形肋骨檢測(cè)基準(zhǔn)線示意

2.2 分段無余量劃線階段增設(shè)的基準(zhǔn)線

2.2.1 橫壁分段、縱壁分段定位基準(zhǔn)線

橫壁和縱壁分段定位合攏后，經(jīng)常出現(xiàn)橫壁墩內(nèi)和縱壁墩內(nèi)結(jié)構(gòu)與底部分段的縱骨、縱桁、肋板不對(duì)位的情況，造成合攏時(shí)大量切修。經(jīng)過分析發(fā)現(xiàn)在縱橫壁分段定位時(shí)缺少分段定位基準(zhǔn)線作為定位依據(jù)。為此，可在分段無余量劃線階段增設(shè)4道基準(zhǔn)線。①內(nèi)底板上寬度基準(zhǔn)線;②橫壁分段定位寬度基準(zhǔn)線;③縱壁分段定位前后基準(zhǔn)線;④縱壁分段下墩左右定位基準(zhǔn)線。見圖5。

蘇南自創(chuàng)區(qū)獨(dú)角獸企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)為：（1）在蘇南國家、省級(jí)高新區(qū)范圍內(nèi)注冊(cè)的且具有法人資格，無不良信用記錄的企業(yè)。（2）成立時(shí)間不超過10年。（3）獲得過私募投資且尚未上市。（4）符合以上3條，估值超過10億美元。按照市場(chǎng)估值分為2類［1］，一是潛在獨(dú)角獸企業(yè)，是指市場(chǎng)估值雖沒超過10億美元，但是發(fā)展前景好、成長性高，融資估值可實(shí)現(xiàn)大幅提升；二是獨(dú)角獸企業(yè)，市場(chǎng)估值達(dá)到10億美元。

經(jīng)過實(shí)踐驗(yàn)證，縱、橫壁每個(gè)分段的吊裝時(shí)間節(jié)省了約0.5 h；修割率由原來的60%降低為20%。

2.2.2 艏尖艙橫壁艉向和泵艙前壁艏向的檢查線

艏尖艙及泵艙分段定位合攏后會(huì)出現(xiàn)其內(nèi)部結(jié)構(gòu)與縱壁分段對(duì)位困難的情況。為此，可在艏尖艙分段和泵艙分段制作時(shí)，要求在其橫壁上劃出100 mm檢查線，節(jié)省裝配時(shí)間。見圖6。

圖6 艏尖艙橫壁艉向和泵艙前壁艏向的檢查線示意

2.2.3 舷側(cè)分段下端合攏縫處增設(shè)縱向檢查線

在舷側(cè)分段下端沒設(shè)檢查線時(shí)，經(jīng)常出現(xiàn)在舷側(cè)分段定位時(shí)進(jìn)行局部切修的情況。優(yōu)化的做法是在舷側(cè)分段下端合攏縫處增設(shè)縱向200 mm檢查線，見圖7。經(jīng)過實(shí)踐，每個(gè)分段定位合攏時(shí)間縮短了約1 h。

2.2.4 底部分段增設(shè)水平基準(zhǔn)線

在集裝箱船內(nèi)底板上設(shè)置分段定位合攏標(biāo)桿，在標(biāo)桿上設(shè)置優(yōu)化后的水平基準(zhǔn)點(diǎn)，見圖8。

圖7 舷側(cè)分段下端合攏縫處增設(shè)縱向檢查線示意

圖8 底部分段增設(shè)水平基準(zhǔn)線示意

2.2.5 集裝箱船貨艙橫壁及內(nèi)殼縱壁上的基準(zhǔn)線

集裝箱船分段定位重點(diǎn)是控制貨艙內(nèi)部形位尺寸。以前定位方法完全依靠在甲板或平臺(tái)上反水平、拉高度，精確度不高。為此在集裝箱船貨艙橫壁及內(nèi)殼縱壁上劃出1 000 mm基準(zhǔn)線，見圖9。

以此來控制分段的高度和水平，有利于提高分段定位精度和速度。從實(shí)船實(shí)施效果來看每個(gè)分段定位可節(jié)省時(shí)間約0.5 h。

2.2.6 確定集裝箱箱角墊板定位安裝基準(zhǔn)線，設(shè)計(jì)墊板定位安裝檢測(cè)圖

有些集裝箱船的箱角墊板在分段制作階段安裝，某廠在船塢合攏劃線時(shí)發(fā)現(xiàn)約有35%的墊板安裝位置有誤。其中原因之一是沒有明確的墊板定位安裝基準(zhǔn)線。為此，要求在分段合攏縫端部設(shè)置200 mm基準(zhǔn)線，并且由工藝室設(shè)計(jì)墊板定位安裝檢測(cè)圖。分段制作時(shí)以此基準(zhǔn)進(jìn)行墊板定位。從實(shí)施效果來看，墊板切修降低率為5%。

圖9 集裝箱船貨艙橫壁及內(nèi)殼縱壁上的基準(zhǔn)線示意

2.2.7 機(jī)艙區(qū)甲板、平臺(tái)、橫壁上增設(shè)寬度基準(zhǔn)線

機(jī)艙區(qū)分段寬度原定位方法是依據(jù)分段結(jié)構(gòu)的安裝位置現(xiàn)場(chǎng)臨時(shí)找一條準(zhǔn)線，由于結(jié)構(gòu)安裝位置有誤差，所以分段定位不精確。為了控制機(jī)艙分段的定位精度，可在機(jī)艙區(qū)甲板、各層平臺(tái)、橫壁上增設(shè)寬度基準(zhǔn)線(見圖10)，以提高分段的定位精度和速度。實(shí)船實(shí)施效果為平均每個(gè)分段定位時(shí)間節(jié)省約0.5 h，修割率比原來下降約40%。

圖10 機(jī)艙區(qū)甲板、各層平臺(tái)、橫壁上寬度基準(zhǔn)線示意

3 結(jié)論

船體建造推行精度控制技術(shù)是確保船體建造質(zhì)量、實(shí)施科學(xué)生產(chǎn)管理、縮短造船周期、提高生產(chǎn)技術(shù)的重要手段，而且還有利于降低成本、提高經(jīng)濟(jì)效益?？傊?，通過基準(zhǔn)線(檢查線)系統(tǒng)的優(yōu)化研究，不僅提高了分段制作與定位合攏的精度和速度，減少了現(xiàn)場(chǎng)修整工作量，而且達(dá)到了提高產(chǎn)品質(zhì)量和工作效率，降低建造成本的目的。

文中的研究工作只是精度控制技術(shù)中的一小部分，要做到精度造船還需在船體精度補(bǔ)償量、坡口切割技術(shù)、雙曲度板的加工精度控制、管系安裝精度控制、船臺(tái)搭載精度控制方面作相關(guān)的進(jìn)一步研究。同時(shí)需將精度控制系統(tǒng)集成化，包括精度控制在船廠的組織體系、生產(chǎn)流程、生產(chǎn)設(shè)計(jì)、質(zhì)量保證等各方面的集成統(tǒng)一，其次對(duì)于精度系統(tǒng)的研究及數(shù)據(jù)積累與分析的成果，應(yīng)開發(fā)出相應(yīng)的軟件，如補(bǔ)償量的計(jì)算機(jī)輔助確定軟件、數(shù)據(jù)采集分析軟件、精度監(jiān)控軟件及船廠精度控制系統(tǒng)等。

[1] 周秀琴,馬曉平.船體建造精度控制方法研究[J].造船技術(shù)，2011(1)：28-31.

[2] 饒洪華.船體建造精度控制研究[D].大連：大連理工大學(xué)，2009.

[3] 傅曉斌.中小型船廠船體建造精度控制研究[J].南通航運(yùn)職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2009，8(4)：57-60.