數(shù)控套料零件跳板分析與實(shí)踐

摘 ? ?要：船舶建造中船體零件數(shù)控套料是船體生產(chǎn)設(shè)計(jì)中必不可少的工序之一，套料的正確與否直接影響著生產(chǎn)設(shè)計(jì)的質(zhì)量，套料的周期影響著船體生產(chǎn)設(shè)計(jì)進(jìn)度與船舶的建造進(jìn)度。目前用于船體零件數(shù)控套料的軟件很多，多數(shù)船廠使用Tribon系統(tǒng)來套料。然而，在應(yīng)用Tribon系統(tǒng)進(jìn)行船體零件數(shù)控套料時(shí)零件會產(chǎn)生跳板現(xiàn)象。本文闡述了何為零件跳板，并分析了零件跳板的原因，最后對零件跳板現(xiàn)象提出了解決方案。

關(guān)鍵詞：生產(chǎn)設(shè)計(jì)；Tribon系統(tǒng)；套料圖；零件跳板

中圖分類號：U671.2 ??? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

Analysis and Practice

of the Parts Break Away from the Nesting Plate

Zhou Yufei

（ China Merchants Jin Ling Shipyard （Yangzhou） Co.，Ltd.， ?Yangzhou 225200 ）

Abstract： In the process of shipbuilding， the numerical control （NC） nesting for hull parts is the indispensable process for the production design of the shipbuilding. Whether Nesting is correct or not would directly affect the quality of the production design. The cycle of nesting affects the progress of hull design and ship construction. At present， there is a wide range of software available for parts nesting， and most shipyards currently use Tribon systems for nesting. But the parts are able to break away from the nesting plate in the Tribon system when the parts are nesting. This paper expounds what is the phenomenon of the parts breaking away from the nesting plate， and analyzes the reason of it， finally brings out the solution for it.

Key words： Production design; ?Tribon system; ?Nesting plate; ?Parts break away from the nesting plate

1 ? ? 前言

Tribon是AVEVA公司開發(fā)的計(jì)算機(jī)輔助船舶設(shè)計(jì)和建造的集成系統(tǒng)，它集成了船體、管系、舾裝、電裝等各專業(yè)的系統(tǒng)。其強(qiáng)大的三維設(shè)計(jì)功能得到了造船界專業(yè)人士的認(rèn)可，該系統(tǒng)已廣泛應(yīng)用于船舶生產(chǎn)設(shè)計(jì)領(lǐng)域。

本文所闡述的套料是Tribon系統(tǒng)自帶的套料模塊Plate Nesting，通過該模塊可以進(jìn)行零件的套料出圖，并可生成切割程序用于車間的下料。套料的質(zhì)量與周期影響著船體生產(chǎn)設(shè)計(jì)進(jìn)度與船舶建造進(jìn)度，套料在船體生產(chǎn)設(shè)計(jì)中起著重要的作用。但由于設(shè)計(jì)或建造修改等原因，使得完工后的套料圖又發(fā)生了變化，增加了零件錯(cuò)誤切割的風(fēng)險(xiǎn)，必須找出使套料圖發(fā)生變化的根本原因，并在船體生產(chǎn)設(shè)計(jì)中加以注意，才能徹底解決套料圖發(fā)生變化這個(gè)問題，從而避免零件的下料錯(cuò)誤。

2 ? ? ?數(shù)控套料零件跳板現(xiàn)象

零件的套料就是將零件庫中相同板厚且相同材質(zhì)的零件，合理的排列在套料板上的過程，圖1所示為一個(gè)已經(jīng)完工的套料圖。

如果一張已經(jīng)完工的套料圖保存后，當(dāng)?shù)诙卧俅蜷_這個(gè)套料圖時(shí)，零件的位置發(fā)現(xiàn)了變化，或出現(xiàn)了錯(cuò)誤的信息提示框，或零件丟失了，我們稱這三種現(xiàn)象為零件的跳板現(xiàn)象，如圖2所示為出現(xiàn)零件跳板現(xiàn)象的套料圖：件號為1的零件的位置發(fā)生了變化，件號2的零件直接丟失了，件號3的零件出現(xiàn)了錯(cuò)誤的信息提示框。

3 ? ? 數(shù)控套料零件跳板原因

數(shù)控套料零件的跳板如不及時(shí)發(fā)現(xiàn)將引起下料錯(cuò)誤，如果出現(xiàn)大面積的零件跳板會增加套料人員的工作量。要避免零件出現(xiàn)跳板現(xiàn)象，則必須找出其產(chǎn)生的根本原因：

3.1 ? ?零件位置發(fā)生變化

在進(jìn)行船體數(shù)控套料圖的設(shè)計(jì)過程中，一塊零件被套料后在套料板上就有了固定位置。零件在套料后，其重心所在處的坐標(biāo)值（x，y）與套料時(shí)給予零件的旋轉(zhuǎn)角度被保存在套料數(shù)據(jù)庫SB_NPL中，零件重心處的坐標(biāo)值（x，y）與旋轉(zhuǎn)角度決定著零件在套料板上的位置。數(shù)控套料完成之后的零件，如果再作修改，將導(dǎo)致零件的形狀發(fā)生變化致使其重心也會發(fā)生變化，再打開套料圖時(shí)，套料程序按照新的重心位置與原有的旋轉(zhuǎn)角度排列零件，因此零件庫中零件的形狀發(fā)生變化是零件在套料板上的位置發(fā)生變化的根本原因之一。

3.2 ? 零件丟失

打開套料板后發(fā)現(xiàn)原來已經(jīng)套好的零件丟失了，出現(xiàn)此現(xiàn)象的原因有二個(gè)：一是零件的內(nèi)部名稱發(fā)生了變化，二是此零件在零件庫中已被刪除。

（1）零件內(nèi)部名稱發(fā)生改變

Tribon系統(tǒng)的三維模型數(shù)據(jù)庫名稱為SB_OGDB，零件庫名稱為SB_PLDB，套料板數(shù)據(jù)庫名稱為SB_NPL。三維模型數(shù)據(jù)庫SB_OGDB中存放著一個(gè)個(gè)板架信息，當(dāng)運(yùn)用Trbion系統(tǒng)的零件分離命令將板架分離后，一個(gè)完整的板架就被分離成了一個(gè)個(gè)的零件，每個(gè)零件信息被存儲在零件數(shù)據(jù)庫SB_PLDB中。當(dāng)一個(gè)零件被套料后，其內(nèi)部名稱就被存儲在套料板數(shù)據(jù)庫SB_NPL中，如果零件的內(nèi)部名稱發(fā)生了變化，當(dāng)再次打開套料板時(shí)，套料程序?qū)⒉荒芩阉鞯皆摿慵?，該零件在套料板上的原有位置將處于空白狀態(tài)，也就是零件在套料板上丟失了。

（2）零件被刪除

如前所述，零件被套料后，零件的內(nèi)部名稱將被存儲在套料板數(shù)據(jù)庫SB_NPL中，如果我們通過套料模塊Plate Nesting程序中的零件刪除命令刪除零件，或通過數(shù)據(jù)庫管理模塊 Tribon M3 DB Utility中的零件刪除命令刪除零件，零件將從零件數(shù)庫SB_PLDB中被清除，當(dāng)我們再次從套料板數(shù)據(jù)庫SB_NPL中打開套料板時(shí)，零件將會丟失。

3.3 ? 出現(xiàn)信息提示框

打開套料圖時(shí)出現(xiàn)了信息提示框表明零件的板厚或材質(zhì)與套料板的板厚與材質(zhì)不一致，即已發(fā)生了變化。出現(xiàn)此信息提示的原因，是零件庫SB_PLDB中零件的板厚或材質(zhì)發(fā)生了變化。

4 ? ?解決方案

前面分析了導(dǎo)致出現(xiàn)零件跳板現(xiàn)象的原因，如何才能避免出現(xiàn)跳板現(xiàn)象呢，必須從以下幾個(gè)方面著手：

4.1 ? 完善分段結(jié)構(gòu)圖紙，避免套料后再對模型作修改

在生產(chǎn)設(shè)計(jì)中要作好規(guī)劃，不要一邊更改模型一邊又在套料，應(yīng)在分段完整模型建出并完善確認(rèn)無修改后再作套料。因此要求船體結(jié)構(gòu)詳細(xì)設(shè)計(jì)圖紙與退審圖要到位，船體生產(chǎn)設(shè)計(jì)策劃及各種基座加強(qiáng)圖紙必須同時(shí)提供，各專業(yè)協(xié)調(diào)修改也要按時(shí)提供。在分段模型完成后尤其是分圖結(jié)構(gòu)圖完成后不再修改，其結(jié)構(gòu)修改勢必會引出套料圖的修改，增加套料的工作量。

4.2 ? 零件套料后不要隨意刪除零件

如果沒有特殊原因，盡量不要用套料程序或數(shù)據(jù)庫管理工具刪除零件庫中的零件，用這兩個(gè)工具刪除零件時(shí)，零件將不具有拓普關(guān)系，其相關(guān)數(shù)據(jù)庫得不到及時(shí)更新；如有特殊原因必須刪除零件的，要用平面建模中的板架刪除功能刪除板架，在刪除板架后零件庫中的零件會自動刪除，相關(guān)套料圖必須作相應(yīng)更新。

4.3 ? ?板架創(chuàng)建后不要隨意修改板架名稱

板架名稱改變后，零件的內(nèi)部名稱也隨即被修改，內(nèi)部名稱變了在套料圖上零件就會丟失。建模初期就要嚴(yán)格按照板架命名規(guī)則來命名板架，套料后不要對板架名稱進(jìn)行修改。如果必須修改，應(yīng)做好記錄及時(shí)通知套料人員。大部分船廠與設(shè)計(jì)公司都是采用內(nèi)部名稱套料，也有極個(gè)別的單位利用二次開發(fā)程序?qū)⒘慵?nèi)部名稱轉(zhuǎn)換為外部名稱，用外部名稱進(jìn)行套料時(shí)，如果板架名或組立名有修改，更要做好記錄并及時(shí)更新套料圖。

4.4 ? 保證數(shù)據(jù)的完整性

船舶的生產(chǎn)設(shè)計(jì)需要大家的共同協(xié)作，有時(shí)需要將船舶不同區(qū)域的數(shù)據(jù)合并在一起，形成全船完整的數(shù)據(jù)庫。在數(shù)據(jù)合并時(shí)，要將零件庫導(dǎo)入完整，不能有遺漏，一個(gè)完整的數(shù)據(jù)庫才能保證套料時(shí)不出問題。

4.5 ? 模型修改后及時(shí)更新套料圖

在船體三維建模時(shí)不可避免地會出現(xiàn)各種各樣的修改，比如圖紙退審、專業(yè)協(xié)調(diào)、船東船檢意見等。模型修改后，一定要分離零件，并及時(shí)更新這幾個(gè)零件所在的套料圖，板厚與材質(zhì)有修改的更要特別注意，做好圖紙修改的閉環(huán)管理，保證下料圖的正確性。

4.6 ? 套料圖校對

套料出圖時(shí)要將零件的切割順序、件號、零件名、流向、加工等信息標(biāo)識完整，這部分的工作每個(gè)廠都有自己的二次開發(fā)程序，用二次開發(fā)程序來輔助出圖將大大提高出圖效率；套料圖出圖后一定要作仔細(xì)的檢查，是否有零件重疊、零件信息標(biāo)識不完整等。大的平臺與艙壁的板厚、材質(zhì)、坡口與加工代碼要作重點(diǎn)檢查。生成切割程序后用軟件來模擬切割，是否有漏切、重復(fù)切割、明顯切割錯(cuò)誤等現(xiàn)象。

5 ? ?結(jié)論

數(shù)控套料零件的跳板現(xiàn)象，影響生產(chǎn)設(shè)計(jì)的進(jìn)度與質(zhì)量。我們只要找出導(dǎo)致產(chǎn)生該現(xiàn)象的根本原因，，制定切實(shí)可行的解決辦法，就能避免該現(xiàn)象的發(fā)生，消除對船體生產(chǎn)設(shè)計(jì)帶來的影響，從而提高生產(chǎn)設(shè)計(jì)的質(zhì)量與進(jìn)度，防止零件下料錯(cuò)誤，縮短施工周期。因此在進(jìn)行船體數(shù)控套料工作中，必須及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，采取措施解決問題，充分發(fā)揮工廠各種自動數(shù)控套料軟件的優(yōu)勢，揚(yáng)長避短，并加以結(jié)合，生產(chǎn)設(shè)計(jì)的進(jìn)度與質(zhì)量將會有大幅度地提高。

參考文獻(xiàn)

[1] 周玉飛，顧文捷. 船體初始化定義系統(tǒng)的開發(fā)與應(yīng)用[J]. 船舶標(biāo)準(zhǔn)化

工程師， 2011（2）.

[2] 顧文捷，周玉飛. 理論線優(yōu)化與坡口自動標(biāo)識的矛盾分析 [J]. 船海工

程， 2011（4）.