應(yīng)用EFSPD系統(tǒng)展開船名、水尺等字體的方法

楊秀峰 于湃 劉澤旭 王同山 黃鎮(zhèn)雄

摘? ? 要：本文基于東欣船舶產(chǎn)品設(shè)計(jì)（EFSPD）系統(tǒng)，對原有的船名字體展開方法進(jìn)行改進(jìn)，提高工作效率及展開字體的精度。按此方法展開的船名與船體外板完美貼合，降低了現(xiàn)場安裝的難度。對于高度大于500mm的船名、公司名等字體的展開，操作簡單方便、精準(zhǔn)度高、通用性好，可以降低生產(chǎn)制作成本，提高工作效率。

關(guān)鍵詞：船名;展開;EFSPD

中圖分類號：U671? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

Abstract： This paper deals with a ship name unfolding method in shipbuilding technical field. Based on the EFSPD system， the original character font unfolding method is improved to improve the working efficiency and the accuracy of an unfolded character font. The ship name unfolded by the method is perfectly fitted with the shell plate， which reduces the difficulty of site installation. For the ship name and company name with a height of more than 500 mm， the unfolding operation by the method is simple， convenient， accurate and versatile， so it can reduce the production cost and improve the working efficiency.

Key words： Ship name;? Unfold;? EFSPD

1? ? ?前言

船舶的船名制作是根據(jù)設(shè)計(jì)單位提供的船名結(jié)構(gòu)圖紙，包括船名安裝的位置、船名的字體大字、式樣要求等。船舶作為一種復(fù)雜的水上建筑物，需要滿足各種規(guī)范及性能的要求，所以船舶的型線非常復(fù)雜。

船名安裝于船體外板處，需保證與船舶型線的走勢相同，保證安裝后的美觀性，所以船廠收到圖紙后由放樣人員手工展開字體，并提供安裝數(shù)據(jù)指導(dǎo)現(xiàn)場施工人員進(jìn)行安裝。

船名的安裝形式，大體分為焊接式和噴涂式兩種：焊接式需提供船名字體的實(shí)際零件、切割代碼，并依據(jù)結(jié)構(gòu)圖安裝;噴涂式需制作字體的實(shí)際形狀，并繪制膠膜紙，膠膜紙上需要定位數(shù)據(jù)，以便于現(xiàn)場施工人員噴涂。無論采用何種安裝方式，均需要對字體進(jìn)行展開，并需要繪制相關(guān)安裝、噴涂信息。

一直以來，船名等字體的放樣展開都非常復(fù)雜，要花費(fèi)大量人工和時間，工作效率極低。本文介紹應(yīng)用EFSPD系統(tǒng)展開船名、水尺等字體的方法，具有操作簡單、精準(zhǔn)度高、通用性好、提高工作效率等優(yōu)點(diǎn)。

2? ? ?船名字體展開的原理

以字體“2”為例，依據(jù)設(shè)計(jì)院提供的電子版的AUTOCAD文件（即船名圖紙），字體為AUTOCAD的1：1圖形，僅需要在此基礎(chǔ)上進(jìn)行字樣展開：

（1）實(shí)長及扭轉(zhuǎn)角度的求取。根據(jù)圖紙定位尺寸，在肋骨型線圖上求出字體“2”的實(shí)際長度;在水線上求出字體“2”沿船長方向的實(shí)際長度;求出字體“2”的安裝肋骨線與水線之間的展開夾角;求得展開字體的扭轉(zhuǎn)角度。扭轉(zhuǎn)角度是由船體的雙向曲度形成，船體型線變化越大，形成的角度越大，一般首尾處型線變化最劇烈;

（2）制作輔助圖形。將字體“2”以肋骨線及水線方向的實(shí)長拉伸（見圖1 a））;然后將字體“2”旋轉(zhuǎn)45°（見圖1 b））;以字體“2”肋骨線與水線的夾角為四邊形的其中一個角，作邊長為500 mm的平行四邊形;同時以500 mm為邊長做正方形;將兩個平行四邊形的對角線分別量出來，將正方形旋轉(zhuǎn)45°（圖1 c））;將拉伸后的字體“2”旋轉(zhuǎn)45°并以平行四邊形的對角線長與正方形的對角線長之比做X、Y向的拉伸比例，從而求得展開后的字體（圖1 d））。此時，需要注意字體“2”旋轉(zhuǎn)的角度方向及X、Y 的比例填寫，字體“2”旋轉(zhuǎn)正45°，X比例為859/707、Y比例為512/707。原來的正方形兩條對角線AD的長度壓縮了、而CB的長度拉長了;在AutoCAD軟件里面要拉伸或壓縮一個圖形，必須沿X、Y或Z軸坐標(biāo)方向來實(shí)現(xiàn)，因此要把正方形旋轉(zhuǎn)至兩條對角線分別沿X軸和Y軸坐標(biāo)上;利用正方形和菱形對角線的比值關(guān)系，把正方形拉伸成為菱形，菱形是應(yīng)用字樣展開夾角繪制的，把最初的字樣放在正方形里面一起拉伸達(dá)到菱形效果;

（3）字體的展開應(yīng)用了AutoCAD軟件里面拉伸的功能。把字體“2”的外形用直線沿高度和寬度連起來，可以得到一個正方形，而正方形對角線互相垂直。實(shí)踐表明，只有用正方形的對角線拉伸才能實(shí)現(xiàn)字體的展開，原因是長方形的對角線不互相垂直，兩條對角線無論如何旋轉(zhuǎn)也不能使AutoCAD里面的X、Y軸坐標(biāo)系方向一致，拉伸出來的圖形達(dá)不到想要的效果;而正方形的兩條對角線互相垂直，旋轉(zhuǎn)圖形后字體相當(dāng)于是正方形平面內(nèi)的一部分，圖形拉伸時字體也會同步進(jìn)行，達(dá)到最終的展開效果;在實(shí)際放樣過程中，只要求出扭轉(zhuǎn)角度，并把菱形與正方形對角線的值求出即可，單獨(dú)旋轉(zhuǎn)字樣45°拉伸就可以完成展開了（圖1 d））。

3? ? ?船名字體展開的基本方法

（1）根據(jù)設(shè)計(jì)院提供的船名結(jié)構(gòu)圖，確定船名字體的空間位置（見圖2），在圖2中，可以確定船名的上口為第4甲板下700，即Z=23 700;下口為第4甲板下1 900，即Z=21 800;在船名的CAD結(jié)構(gòu)圖中，可以量出船名尾口為FR169+10;首口為FR184+58。為簡化起見，尾口取FR169+10、首口取FR184+100。此時，需注意將船名全部囊括在或略大于船名首尾口、上下口的范圍內(nèi);

（2）根據(jù)上述得到的船名所在船體的位置，以該定位為外板板縫，制作縱縫線、端縫線;在EFSPD系統(tǒng)中，選擇外板的板縫功能并插入所需的縱縫線、端縫線。

船體縱縫線是從尾向首跨越多個肋位，在船的X向單值的板縫選擇縱縫單選項(xiàng)，準(zhǔn)備并新建縱縫描述數(shù)據(jù)，其中縱縫名、前一環(huán)縫名、當(dāng)前環(huán)縫名、定位坐標(biāo)、縱縫布置方式、柱縫名均需選擇;鑒于船名安裝沿船長布置在某一水線之上，因此縱縫布置方式懸著橫剖面上拉直線即可;定位坐標(biāo)選擇給定高度，縱縫添加完成后計(jì)算縱縫，作出外板的上下口縱縫線后，選擇端縫線、端縫肋位輸入肋位線，點(diǎn)擊插端縫線，完成各縱縫線、端縫線的插入;

（3）根據(jù)上面（1）、（2）中所得的信息，制作船名安裝處的外板。在EFSPD系統(tǒng)中選擇外板零件功能，新建外板零件，其中分段名、近中端縫、遠(yuǎn)中端縫、K行板、縱縫名、零件信息、柱縫信息、板厚、展開方法，、棄用肋位為必填項(xiàng);近中端縫、遠(yuǎn)中端縫為外板的近舯端縫線、遠(yuǎn)近舯端縫的肋位（當(dāng)零件無近舯端縫線或遠(yuǎn)舯端縫線，近舯或遠(yuǎn)舯的可能是柱縫線，此時近舯端縫或遠(yuǎn)舯端縫可填略超出外板近舯或遠(yuǎn)舯的肋位）;船名安裝位置在船舷附近K行板填0，一個外板最多可包含20個肋位。如果船名所在外板超過20個肋位，要舍棄部分字體中線不在的肋位，并不影響外板展開的精度;展開方法中，測地線法精度最高（系統(tǒng)依據(jù)外板所處的位置自行選擇最優(yōu)展開方法）。以上各數(shù)據(jù)要嚴(yán)格按照要求填寫，尤其是各數(shù)據(jù)后的標(biāo)點(diǎn)，如圖3所示。

（4）將（3）所新建的外板展開，并將圖2中各個字體沿船長方向的中線繪制在外板上，此時量字體的中線時可近似選取。鑒于外板展開零件只生成整檔肋骨線，當(dāng)中線位于其他位置時就需近似求得該線。以圖4 FR180+300為例：在展開的外板上量出FR182～FR184之間垂線距離，按比例求出實(shí)際偏移值，據(jù)此可量出字體高度及寬度方向的實(shí)長，以及與水線的夾角;

（5）以上步驟確定了字體展開的所有必要條件，利用二次開發(fā)的軟件展開字體。字體展開后，如果為焊接形式則直接切割下料現(xiàn)場安裝;如果為噴涂式，則需要制作1：1的膠膜紙，且膠膜紙上需要繪制安裝所需的定位。

3? ? 應(yīng)用EFSPD系統(tǒng)展開船名字體的優(yōu)點(diǎn)

應(yīng)用EFSPD系統(tǒng)展開船名字體有效的的降低了字體放樣的難度，將字體扭轉(zhuǎn)角度的求取轉(zhuǎn)化為一種可直接量取的準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，大大降低了字體的展開難度。船體是一種非常復(fù)雜的水上建筑物，其中很多結(jié)構(gòu)為不可展結(jié)構(gòu)，因此只能近似展開。字體就屬于此類結(jié)構(gòu)，字體的扭轉(zhuǎn)角度的求取也是以近似為基礎(chǔ)。

若采用常規(guī)的方法展開字體，需要求取字體展開所需的實(shí)際長度以及字體的扭轉(zhuǎn)角度：實(shí)際長度較容易求取，僅需知道字體安裝的位置即可直接求出對應(yīng)的實(shí)際高度及水線方向的實(shí)長;字體的扭轉(zhuǎn)角度需要充分理解船體線型的三向光順，且手工放樣求得的角度為近似角度，存在展開的字體與外板不貼合及字體之間相碰的情況。

利用EFSPD系統(tǒng)展開字體的優(yōu)點(diǎn)在于：（1）展開的外板精度更高。船名作為船體外板的附著物，為了便于安裝，要求船名盡可能的與外板貼合，使船名字體所在處的外板求得的扭轉(zhuǎn)角度與實(shí)際安裝的外板走勢最為接近，安裝也最為方便;（2）在船舶設(shè)計(jì)階段外板的展開由專人負(fù)責(zé)，放樣人員僅需提供展開外板必要的信息，如外板的定位、精度、厚度等，所以非常簡單快捷;（3）避免了對每個字體的實(shí)長和扭轉(zhuǎn)角度的反復(fù)求取，降低了因重復(fù)性操作帶來的誤差及錯誤;（4）在施工安裝方面，如果字體為噴涂式，可以將展開字體擺放于展開的外板上，此時外板的定位信息并不需要重新繪制，可以以外板的上口或下口、首口或尾為定位將膠膜紙固定為外板上即可。

4? ? 結(jié)束語

采用EFSPD系統(tǒng)不僅能正確的展開字體，同時還能簡化字體的展開過程，大大提高了工作效率，解決長期以來字樣展開煩瑣的難題;同時，解決了字樣在船體安裝時出現(xiàn)相碰及傾斜的問題。采用EFSPD系統(tǒng)展開船名字體，適用于各種船型的船名、船舶標(biāo)志、水尺等字體的展開。同時，EFSPD系統(tǒng)的平面板架建模功能非常強(qiáng)大，對于需要手工放樣的折角拼接零件等都可以運(yùn)用其解決。

參考文獻(xiàn)

[1] 李忠林，魏莉潔，張子睿.船舶建造工藝學(xué)[M]. 哈爾濱：哈爾濱工程大學(xué)出版社，2006.

[2] 王鴻斌.船體修造工藝[M].北京：人民交通出版社，2006.