船舶毕业论文现代造船精度控制分析

1、毕业设计（论文）题 目:现代造船精度控制分析摘要船舶建造精度控制技术对提高船舶企业的经济效益和市场竞争力有重大推动作用。全 面分析我国造船形势以及发展状况，客观地阐述控制各方面内容。如果以精度控制为方 法，以“补偿值”取代“余量”，将最大限度地消除调整作业量，减少清理工作量，以 节省材料和能源。因此，分析造船精度控制技术具有重要意义。本文主要阐述了精度管 理体系的意义及组成的机构形式，船舶建造精度控制的一些标准和目的。给现实造船企 业以指导性作用。继而分析了船舶建造产生尺寸误差和变形的原因，并就出现的误差提 出一些补救措施。提出了在船舶建造过程中的一些对策，希望在今后的船舶建造工作中 能起到一

2、定的参考价值。关键词：造船分析、精度控制、精度管理、标准化、尺寸误差、补偿量。绪论经过改革开放三十年，特别是新世纪以来的发展，我国造船工业不仅在造船产量，能 力规模方面实现了跨越式发展。而且在产品结构，造船效率，技术研究等方面有了长足 进步，取得了令世人瞩目的历史成就。作为造船大国向造船强国的转变，精度控制则占 有十分重大意义。精度控制是现代造船中的一项关键技术，它与生产设计、高效焊接、 涂装等先进造船技术一样，在船舶建造中发挥着重要作用。通过近期的学习和实际的工 作现状，写下了本论文，希望在精度控制方面的全位分析能起到一定的作用。因水平有 限，难免有考虑不周之处，恳请得到各位的批评指正！谢谢

3、！屈绍峰2012年5月22日摘要I绪论111 .中国造船现状1.1 中国造船发展11.2 中国造船现状分析11.3 中国造船发展机遇22 .精度管理体系1. 1精度管理程序22. 2精度管理精度管理补偿量的测定23. 3精度管理实施步骤34. 4精度管理基准线的具体实施方案35. 5船舶建造精度管理控制重点33 .船舶建造主尺度精度控制3. 1船体建造精度控制技术的应用44. 2船舶建造精度控制标准55. 3影响建造精度因素76. 4控制船舶建造精度的办法77. 5提高测量船舶主尺度精度的措施84 .船舶建造尺寸精度控制及误差、变形原因1. 1船舶尺寸精度控制94. 2船舶建造产生尺寸误差95

4、. 3船体结构变形原因95.精度控制的对策及建议1. 1用补偿量代替余量，实现无余量造船105. 2船体建造精度控制所用的主要仪器一全站仪106. 3精度控制的测距原理117. 4精度补偿量计算和加放应遵循一定的原则126. 5精度目标完工测评及改进136.船舶下水前需注意的精度6.1 分段或总段对接处肋距超差 136.2 2船体外表变形超差 136.3 3外板上肋骨腹板与理论平面超差 136.4 船体结构节点构件连接尺寸超差136.5 横梁与肋骨相交处间隙过大146. 6纵骨穿过构件处割空超差 146.7龙骨与横舱壁相交处间隙过大 14致谢15结束语15参考文献16附171 中国造船现状1.

5、1 中国造船的发展改革开放以来，中国造船业发生了翻天覆地的变化。70年代，中国主要以造军船 和小船为主，1978年以前军品的产值占70%以上，年造船产量只有20万载重吨左右。改 革开放以后，我国进入了和平发展时期，国家几次调整军船生产能力和布局，军品的产 值比例逐年下降。80年代初期，邓小平同志号召中国造船要走向世界，在国家的支持下, 我国凭借劳动力成本低廉的优势，开始建造出口船舶，自此拉开了中国造船走向世界市 场的序幕。二十多年以来，中国造船迅速走向世界，有了突飞猛进的发展。中国正处在 造船高速增长期，要成为世界第一造船大国，中国必须利用好这一大好时机，做好发展 造船这篇大文章。1.2 中国

6、造船现状分析世界经济的复苏和贸易增长带来了海运需求和船舶需求的持续增长。2007年，中国 造船产量出现了惊人的增长，成为具有重要影响力的世界造船大国。中国船舶出口到包 括希腊、挪威、德国、美国、英国等世界前九个航运大国在内的60多个国家和地区， 满载着中国制造、世界制造，航行于全球的洋面上订单量晋身全球第一拟建四大造船基地从上世纪五六十年代开始，世界船舶制造中心已经历了多次从先行工业国家向后起工业 国家的转移，目前，日本、韩国虽仍为世界造船大国，但世界船舶工业向中国转移的趋 势已经确立。与日韩相比，中国既拥有素质高、成本低的丰富劳动力，乂拥有较其他发展中国家 更好的资金、技术条件，具有比较优势

7、，此外，对船舶出口实行17%的退税率，确保了 企业生产出口积极性，扩大了利润空间，为船舶行业发展造就良好环境。全球大规模买港口 “国货国运”保能源安全但是，目前我国技术能力远低于日、韩。为此，有关部门在船舶工业中长期规划中 要求，积极引导外资和社会资本的进入，通过引进技术、消化吸收和再创新，提高关键 船用设备国产化研制水平。近年来，中国造船业产品结构不断优化升级，油船、集装箱船、散货船三大主流船型占 主导地位，其中，油船、集装箱船手持订单占世界份额分别从不足10%提高到30%和21%, 散货船已达到28机 而且，中国已进入大型液化天然气船、万箱级集装箱船、30万吨海 上浮式生产储油船等高端产品

8、市场，大型船用柴油机曲轴实现了批量生产。此外，中国是全球最大的铝、钢、铜、煤进口国，而这些都需要经过船舶运输。自 2006年起，中国开始推进“国油国运”进程，要求到2010年，我国大型油轮船队的规 模至少要保证能承运50%以上进口石油，以保障能源安全。船运行业的专家透露说，中 国计划在未来5年新建造90艘超级巨型油轮，扩充中国远洋运输船队以提高原油运输 的能力。长期来看，中国需求，特别是“国货国运”的要求将为我国的船舶工业带来持 续增长的订单需求，成为中国船舶工业崛起的主要推动力。美日关注 中国造船能力未来5-10年成关键期据法新社报道，美国海军上将盖瑞去年12月在众议院的听证会上说，中国造船

9、实力的 快速增长应该引起美国关注。美国众议员汉特则在国会上指出，中国现在每年制造5000 艘商船，美国一年则制造300艘；中国平均一年制造3艘潜水艇，美国一年仅制造一艘。 他还煞有其事的说：“如果他们把制造商船的能力，转变为制造战舰的能力，这将提供 工业基础，让中国的海军实力能超越美国。”若是中国在船舶工业上超过美国，那么美 国在综合国力的竞争中就会输中国一着，这是美国所不愿意面对的。此外，日本也开始试图通过合并等扩大企业规模，与中韩进行较量。据日本经济 新闻报道，日本JFE控股公司与IHI公司计划今年内完成旗下造船厂的合并谈判，如 交涉成功，日本将诞生国内规模最大的造船企业，掌握全日本市场份

10、额的近20乐 销售 额也将随之挤入世界前六。船舶工业行业协会会长张广钦认为，我国要成为造船强国，必须加强自主创新，掌握自 己的“绝活儿”，加快推进船舶工业战略转型势在必行。具体的手段包括，以自主创新 为中心环节，构建中国船舶工业核心竞争优势。大力发展先进船舶配套业，促进中国船 舶工业持续、健康发展。加快建立现代造船模式，进一步提高生产和管理效率。发展先 进造船生产能力，确保发展的质量和效益。1.3 中国造船现状分析船舶工业是面向国防、航运和海洋开发的战略性产业，也是我国具有综合比较优势、 较早参与国际竞争并取得良好业绩的产业之一。当前，我国船舶工业正面临良好的发展 机遇，世界产业结构调整和造船

11、中心东移，为我们加快发展提供了良好时机。在经济全 球化和新科技革命的背景下，世界经济技术一体化进程明显加快，国际性的产业结构大 调整开始出现，我国具有广阔的市场、稳定的局面、开放的环境、快速发展的经济，已 成为吸引国际资本、国内市场潜力、产业配套能力和投资软硬件环境等多种因素综合比 较，我国是最有条件大规模承接新一轮国际造船产业转移的发展中国家。2.精度管理体系2.1 精度管理程序:1）分析图纸，按建造要求设定船体精度目标。主要包括：总长误差，型深型宽误差，甲 板面平直度，舱壁面平直度，结构错位公差，主要蒯装件公差等；2）将精度目标要求逐层分解落实到下料，加工，制作及合拢等工序;3）结合积累的

12、精度数据，测定本船的精度补偿量；4）结合公司生产实际确定建造阶段需要采用的建造工艺（含焊接工艺）;5）确定精度实施步骤。2.2 精度管理补偿量的测定:1）测算在船分大合拢阶段所需的补偿量；2）测算在区域总组阶段所需的补偿量；3）测算在船体分段制造阶段所需的补偿量;4）测算在船体拼装阶段所需的补偿量;5）测算在船体零件下料加工所需的补偿量。2.3 精度管理实施步骤:1）将初步测算的精度补偿值提交到精度管理小组讨论，调整，并最终定稿为本系列船 的精度补偿系统；2）将最终定稿的精度补偿系统提供给设计部门，在生产设计的结构图和下料加工早图 上明确体现各建造工艺阶段的精度管理信息；3）将精度管理信息纳入

13、详细建造计划书中，在计划书中明确在各个建造工艺阶段的精 度管理重点，要点；4）确定各阶段所需要检查记录的信息，制定各阶段检查记录表格，在各阶段精度记录 表格中详细记录精度数据；5）收集各阶段的实际精度记录数据，整理，比较，调整，完善精度补偿体系。2.4 精度管理基准线的具体实施方案1）为每个分段设定基准线，局部位置要求加上补偿值；2）在拼版和小组立时，要求以基准线为参照进行施工，并在划线时明确样铳标记;3）船台搭载时要求以分段基准线作为定位参考线；4）分段建造精度数据测定以该分段的基准线作为参考线；5）基准线要求全船统一，从零件到组件到分段再到船令合拢都要求一致。2.5 船舶建造精度管理控制重

14、点2.5.1 下料过程中建立零件精度控制过程:1）龙门切割;2）半自动切割；3）数控切割。具体做法是在切割后填写零件切割精度检测表，初期可涉及分段合拢缝的主要零件（如: 外板，内壳板，甲板，纵骨，横梁，纵桁，肋板等）进行检测。252小组立（部件装焊）重点要关注T型材精度1）焊前检查来料精度；2）焊后检查尺寸精度；3）检查形位精度并进行校正（对纵骨和奶板可采取在下料时划出检查线的方法）25 3平面拼板重点关注划线精度，其中包括1）焊前检查来料精度；2）采用的测量工具是否符合要求（年检，全船统一）；3）要划出切割检查线和分段装配检查线；4）要记录焊前和焊后尺寸变化，为同类型船积累数据。254对平面

15、分段划线后的精度控制1）采用全站仪检测十字中心基准线是否正确；2）检查基准线及四周的检查基准线是否正确并留有铳印；3）纵骨定位尺寸确认；4）各种加强划线尺寸确认；5）预合拢缝和大合拢缝的型材和板材的坡口方向是否符合图纸要求;6）边缘质量是否满足要求；7）平面各部件安装位置是否符合图纸要求；8）板材变形是否符合企业标准。255对分段建造过程的精度控制1）分段制作班组自行完成胎架，交由精度管理员检测，并签字认可，如胎架不符合标 准，板材不允许上胎；2）分段装配后要进行焊前和焊后精度检测，对超差部位要及时进行修理；3）向项目工程部提供符合建造精度要求的精度检测数据，供分段合拢使用。2.5. 6对分段

16、合拢过程的精度控制1）要依据基准线对分段合拢精度进行优化；2）尽量采用船体三维精度测量系统进行模拟搭载，以减少合拢过程的修割，并提高合 拢效率；3）要记录（或绘制合拢精度表）分段合拢过程中出现的修割和垫板部位，并提供给工 艺设计部门，便于后续船进行调整余量或补偿量；4）船舶下水后要进行总结，并在精度会议上进行讨论，制定出改进措施。3 .船舶建造主尺度精度控制船舶主尺度精度的控制，是对一个造船企业建造船舶的基本要求，也是广西船检质量管 理体系的要求，我们要以内河船舶吨位证书签发改革为契机，促使我区的造船质量 和检验技能全面提高。3.1 船体建造精度控制技术的应用：船体建造精度控制技术的核心内容是

17、精度控制，这种技术是“精度”的定量表示， 是一个量化的技术。也就是说，如果应用精度控制技术，那么从下料开始，直到船台合 拢的一系列加工过程中，只要按照正常的标准生产工艺，在每道工序完成后，其产品精 度就能够满足下道工序的要求，而不用进行两次修整。这种先进的造船技术，在国外一 些船厂中已经广泛应用，提高了企业的竞争力。成功的应用船体建造精度控制技术，也 就是说，从原来的定性地给下料板材.、型材预留余量，到定量的下料（精确地计算出补 偿量），是需要投入大量人力、物力，且需要较长的时间和循序渐进的过程。目前，部 分船厂已做到了从生产设计开始将精度控制信息反映到工作图上，进行精度设计，体现 精度管理和

18、控制的意图。将精度控制值、补偿值和各种信息反映到船舶放样的零件上， 实现所有零件、部件和分段的精度控制。国内精度控制水平已经基本达到内部构件无余 量下料，全船分段无余量上船台合拢。3.2 船舶建造精度控制标准3.3 12005年国防科学技术工业委员会发布了中国造船质量标准GB / T40002005中船体建造精度标准中的主尺度与变形量的要求按照这个标准，现在我区内河大部分民营船厂的建造技术都很难达到要求。船体主尺度偏差表单位mm项目标准范围允许极限备注总长或垂线长L+ L/1000一型宽B+ B/1000一型深D+ D/1000一船体总变形量表单位mm项目标准范围允许极限备注船体中心线挠 度艄

19、触尖舱之间全长范围±25±35相邻横舱壁之间±15±20艄艇上翘艄上翘±30±40艇上翘±20±30横向上翘或下垂士 15 （每 10m）士25 （每 10m）3.4 .2企业标准：江苏熔盛重工（集团）有限公司的一些标准要求胎架制造精度标准控制点标准值（mm）备注铺板与胎架紧密度三1.0拼板之间理论线一面高度低误差to. 5拼板对接缝自动焊间隙至1.0拼版对接缝手焊间隙&=3-12mm2.0超差重划中心线与胎架中心线W0. 5结构线与样板±1.0表3-2-4项目标准值（mm）备注安装位置±

20、;1. 0装配间隙三1.0对接构件平面度偏差±1.0t 且2. 0tt为板厚间断构件对准度：纵横向强力构 件，指总纵强度受力构件以及承受 集中力的构件（如减摇鳍、补偿吊 车等1) at /4fi3. 02) t /3三aWt/2时增强焊脚10%3) t/2Wa时重新装配分段构件安装精度要求a= t / 3, a>t / 2时其他（指受力构件）重新装配板材对接错位0. It (t<10)t为板厚板材对接平整度三2.0超差重装纵横构件腹板垂直度±1.5框架、舱壁垂直度±1.0/1000大接头处框架、舱壁垂直度±2. 5大接头处纵骨位置±

21、2. 53.3 影响建造精度因素（1）船体建造精度管理重视不够。船厂由于自身的经营机制，在企业发展中往往追求 中短期利益，没有考虑企业技术层面的长远发展，从而轻视，甚至忽视船舶精度管理工 作。另一方面，船厂的经营方式制约着船厂的管理，多数是采用来料加工的形式，船厂 只提供场地、电力等设施，其他事情一概不参予，从而削弱了相对的管理工作。在对部 分出厂船舶进行丈量时发现，工作人员在线型放样时的随意性是影响船舶主尺度精度的 一个重要原因之一。（2）生产工艺低下和生产设备的相对落后。船厂在整个船舶生产过程中，没有建立 完整的生产体系，生产工艺方面水平低下，船舶建造过程中出现超差（“超差”是指产 品外形

22、尺寸超出了产品标准规定的公差范围。）时，乂没有正确有效的对策，无法开展 精度控制工作。（3）船厂的作业人员素质的限制。船厂的装配工人，大多数是长期从事农业工作的 村民，他们没有系统的理论知识，都是凭经验，靠力气。另外，存在大量的外包工，造 成从事建造工作的人员技术能力和责任心普遍低下，这也是导致精度难以控制的一个因 素。（4）船厂基础投入不够。船厂船台基础差，胎架简陋，在造船过程中，支承胎架及 船体重量的墩座下陷。构件和外板安装、焊接时与胎架之间用“马”固定不足，焊接变 形不能有效控制。（5）安装施工工艺不当。由于甲板结构的安装、施焊的程序不当，导致甲板变形和 全船纵向变形大。（6）船厂由于对

23、控制焊接变形的认识不足，没有在日常工作中积累经验，没有掌握 焊接残余变形产生的原因，无法采取有效的措施进行控制。（7）测量工具和方法落后。3.4 控制船舶建造精度的办法（1）船厂的经营者应改变经营理念，重新认识到船舶建造精度控制技术的重要性。 站在整个企业发展的角度，加强管理，改善生产环境，提高船舶产品质量，增强企业竞 争力。（2）重视精度控制工作，建立船舶精度控制体系。从船舶线型放样到船舶下水等过 程，要建立起一套完整的精度管理体系，要督促各部门认真贯彻执行，实行明确的奖罚 制度，确保建造精度控制体系高效运转。（3）加强技术交流，在交流中进步。采取走出去、请进来的方式，多培养本厂的技 术骨干

24、，使技术工人相对稳定，同时要学习其他造船企业比较先进的施工工艺和技能， 使造船质量和产量都有明显的提高。（4）加大基础设施的投入。对船台基础差的，要进行整改，要将船台铺设为水泥 混凝土，要改变过早拆除胎架的习惯，减少船舶主尺度精度误差。（5）要认真总结经验，摸索一条控制焊接变形的方法：预留收缩余量。无论采 用何种措施，焊接结构的收缩变形总是要发生的。在生产中，为了弥补焊接后尺寸的缩 短，往往在备料中预先考虑加放收缩余量。收缩余量的大小根据船厂的建造工艺以及焊 接量的大小而定。反变形法。根据结构焊接变形情况，预先给出一个反方向、大小相 等的变形，用以抵消结构焊接后的变形。因而，反变形的数据也是根

25、据经验来确定。 刚性固定法。刚性固定的方法很多，薄板焊接时，在接缝两侧放置压铁，并在薄板四周 焊上临时点固焊缝，就可以减少焊接后产生的波浪变形。在钢板拼接时，可以采用“马 板”的方法控制焊接变形。合理的焊接次序。当结构装配后，焊接程序对焊接变形的 大小和焊接应力分布有很大影响。因此，在施工设计中，应按照建造方法、结构特点及 装配的主要顺序，预先制订出焊接程序。3.5 提高测量船舶主尺度精度的措施现在，船舶主尺度精度的检测器具主要为卷尺（钢卷尺、皮尺），由于它组成材 质的原因，会因天气、环境和操作等原因而影响了丈量精度，如何提高测量船舶 主尺度精度呢。（1）测量工具的认可。我们主要的检测工具是钢

26、卷尺，现在市面上钢卷尺品种很多， 虽然国家对使用钢卷尺有了国家标准（国标G B 1 0 6 3 3 8 9 ）,但为了行业的权威 性，我们必须使用船舶检验机关认可的产品，用于船舶主尺度精度的测量。（2）测量工作方案确定。在实际工作中，在使用钢卷尺测量长度时，常常由于尺的 纹线与被测长度的起点和终点对准（瞄准）条件不好，尺与被测长度倾斜以及视差等原 因引起的测量误差。为使船舶主尺度精度偏差控制在最小的范围内，就当前的工作条件 来说，水准测量是简单实用的。水准测量原理是利用水准仪（可使用简易的胶管代替）和水准标尺，根据水平视 线原理测定两点高差的测量方法。我们通过竖立在船台两侧的基准水准尺，宜接测

27、定地 面上各点间的高差，然而根据其中一点的已知高程，推算其他各点的高程。如果船台是 倾斜的，就要确定斜率，在建造船舶过程要反复核对，在最后的丈量时通过计算得出实 际数值。（3）测量结果的评估。通过事先确定的检测方案，当船舶主尺度精度发生效大的偏 差，即不符合国防科学技术委员会的中国造船质量标准（CB/T4000-2005）的要求时, 就要根据测量出来的船舶主尺度数据补交相关完工图纸。4.船舶建造尺寸精度控制及误差、变形原因4.1 船舶尺寸精度控制严格对加工、装配工序的要求减少和控制结构的焊接变形不仅焊接工序应注意，而且还 要求各工序都应按技术条件保证加工零、部件的尺寸和质量。加强船舶程序检验，

28、对结 构的预制件要焊接完毕复样后再装船定位安装，以增强结构的压缩稳定性，坡口的装配 间隙不可过大，否则会增加了熔敷金属量，加大变形。4. 1. 1预留收缩余量无论采取何种措施，焊接结构的收缩变形总是要发生的。在生产过程中，为了弥补焊 接后尺寸的缩短，往往在备料中预先考虑加放收缩余量。收缩余量的大小根据船厂的建 造工艺以及焊接量的大小而定。4. 1.2反变形法根据结构焊接变形情况，预先给出一个反方向、大小相等的变形，用以抵消结构焊接 后的变形。因而，反变形的数据也是根据经验来确定。4. 1.3刚性固定法刚性固定的方法很多，薄板焊接时，在接缝两侧放置压铁，并在薄板四周焊上临时点 固焊缝，就可以减少

29、焊接后产生的波浪变形。在钢板拼接时，可以采用“马板”的方法 控制焊接变形。4.1 . 4合理的焊接次序当结构装配后，焊接程序对焊接变形的大小和焊接应力分布有很大影响。因此，在施工 设计中，应按照建造方法、分段结构特点及装配的主要顺序，预先制订焊接程序。4.2 船舶建造产生尺寸误差造成船舶尺寸误差及船舶变形产生的原因有很多，但在正常按照要求施工的前提下，加 强建造过程中的程序控制，主要原因还是焊接应力产生的焊接变形。在船舶焊接进行过程中，焊接使钢材的温度从常温小迅速升高到金属蒸发的温度 （+3000C）,由于热传导，加热温度的数值和加热温度的集中程度使加热区产生收缩塑 变。这时，在板的横截面内（

30、沿宽度和厚度）的不均匀加热引起纵向的塑变，而在板的纵 截面内（沿长度和厚度）的不均匀加热引起横向的塑变。在热平衡过程中，物体每个点 的实际变形、弹性变形和塑变之间的相对比例逐渐不断发生变化。在冷却时首先是受热 纤维的压力被消除，然后近一步的冷却使塑变区的板片面内达到拉伸屈服点，而材料得 到反向的拉棒塑变，同时抵消一部分在加热时产生的收缩塑变。4.3 船体结构变形原因在船舶建造过程中，由于船体焊接以后引起的收缩变形，往往产生总长的缩短以及两端 上翘。因船底结构较强，船体中和轴偏于船底。大部分焊缝分布在中和轴上侧，且离中 和轴较远，故焊接以后发生船体两端上翘。船体重量沿船长分布不均匀，通常船肿较大

31、，艄艇较小，从而在船台建造中产生 中垂。上层建筑及蒯装件的焊接以及火工矫正等作业，也是造成脑触上翘的重要原因。5.精度控制的对策及建议5.1 用补偿量代替余量，实现无余量造船船舶建造精度建造管理从国外引进至今，目前已在国内造船上得到较广的应用和较快 的发展，精度管理最终要用补偿量来代替余量，因此，补偿量的确定是在船体精度控制 中的核心内容，补偿量的加放恰当与否，直接关系到船体精度控制的成败，熔盛重工将 此作为技术考核内容之一，但提出的是无余量制造和无余量下坞的指标。其实，无余量 这个概念比较广，包含了两层意思：一是分段有余量，通过切割余量后为无余量制造； 另一个是施工过程中本身就是无余量的，一

32、般称为精度分段，即从内部构件到分段完成 直接就是无余量的，显然，后者相对前者来讲，设计、工艺、施工难度要大多了，而关 键的难点就在补偿量的加放，船体建造是一个极其复杂的过程，引起船体工件收缩变形 的因素繁多，变形复杂。因此对工件尺寸的补偿也是一项十分艰巨和复杂的工作，它不 仅与船型的差异、分段结构程序有关，而且还与船厂的生产条件、管理水平、人员素质 等因素有着密切的关系。5. 2船体建造精度控制所用的主要仪器-全站仪提手瞄准器全站型电子速测仪简称全站仪，它是一种可以同时进行角度（水平角、竖直角）测量、 距离（斜距、平距、高差）测量和数据处理，由机械、光学、电子元件组合而成的测量 仪器由于只需一

33、次安置，仪器便可以完成测站上所有的测量。工作，故被称为“全站仪”。全站仪上半部分包含有测量的四大光电系统，即水平角测量系统、竖直角测量系统、 水平补偿系统和测距系统。通过键盘可以输入操作指令、数据和设置参数。以上各系统 通过I/O接口接入总线与微处理机联系起来。微处理机（CPU）是全站仪的核心部件，主要有寄存器系列（缓冲寄存器、数据寄 存器、指令寄存器）、运算器和控制器组成。微处理机的主要功能是根据键盘指令启动 仪器进行测量工作，执行测量过程中的检核和数据传输、处理、显示、储存等工作，保 证整个光电测量工作有条不紊地进行。输入输出设备是与外部设备连接的装置（接口）, 输入输出设备使全站仪能与磁

34、卡和微机等设备交互通讯、传输数据。目前，世界上许多著名的测绘仪器生产厂商均生产有各种型号的全站仪5. 3精度控制的测距原理欲测定A、B两点间的距离D,安置仪器于A点，安置反射镜于B点。仪器发射的 光束由A至B,经反射镜反射后乂返回到仪器。设光速c为己知，如果光束在待测距离 D上往返传播的时间。已知，则距离D可由下式求出式中c=c。/n, Co为真空中的光速值，其值为299792458m/s,n为大气折射率，它与 测距仪所用光源的波长，测线上的气温t,气压P和湿度e有关。测定距离的精度，主要取决于测定时间的精度，例如要求保证±lcm的测距精度，时间 测定要求准确到6. 7X10-11S

35、,这是难以做到的。因此，大多采用间接测定法来测定。 间接测定的方法有下列两种：5. 3.1脉冲式测距由测距仪的发射系统发出光脉冲，经被测目标反射后，再由测距仪的接收系统接收, 测出这一光脉冲往返所需时间间隔（）的钟脉冲的个数以求得距离Do由于计数器的频率 一殷为300MHz（300X 106Hz）,测距精度为O.5m,精度较低。5. 3. 2相位式测距由测距仪的发射系统发出一种连续的调制光波，测出该调制光波在测线上往返传播 所产生的相依移，以测定距离D。红外光电测距仪一般都采用相位测距法。在神化铭（GaAs）发光二极管上加了频率为f的交变电压（即注入交变电流）后，它发出的 光强就随注入的交变电

36、流呈正弦变化，这种光称为调制光。测距仪在A点发出的调制光 在待测距离上传播，经反射镜反射后被接收器所接收，然后用相位计将发射信号与接受 信号进行相位比较，由显示器显出调制光在待测距离往、返传播所引起的相位移6。6. 3. 3全站仪的操作与使用不同型号的全站仪，其具体操作方法会有较大的差异。下面简要介绍全站仪的基本 操作与使用方法。7. 3. 4全站仪的基本操作与使用方法1 .水平角测量（1）按角度测量键，使全站仪处于角度测量模式，照准第一个目标A。（2）设置A方向的水平度盘读数为0。00' 00 。（3）照准第二个目标B,此时显示的水平度盘读数即为两方向间的水平夹角。2 .距离测量（1

37、）设置棱镜常数测距前须将棱镜常数输入仪器中，仪器会自动对所测距离进行改正。（2）设置大气改正值或气温、气压值光在大气中的传播速度会随大气的温度和气压而变化，15和760mmHg是仪器设 置的一个标准值，此时的大气改正为Oppm。实测时，可输入温度和气压值，全站仪会 自动计算大气改正值（也可直接输入大气改正值），并对测距结果进行改正。（3）量仪器高、棱镜高并输入全站仪。（4）距离测量照准目标棱镜中心，按测距键，距离测量开始，测距完成时显示斜距、平距、高 差。全站仪的测距模式有精测模式、跟踪模式、粗测模式三种。精测模式是最常用的 测距模式，测量时间约2.5S,最小显示单位Inun；跟踪模式，常用于

38、跟踪移动目标或 放样时连续测距，最小显示一般为1cm,每次测距时间约0.3S；粗测模式，测量时间约 0.7S,最小显示单位1cm或1mm。在距离测量或坐标测量时，可按测距模式（MODE） 键选择不同的测距模式。应注意，有些型号的全站仪在距离测量时不能设定仪器高和棱 镜高，显示的高差值是全站仪横轴中心与棱镜中心的高差。3 .坐标测量（1）设定测站点度盘读数为其方位角。当设定后视点的坐标时，全站仪会自动计算 后视方向的方位角，并设定后视方向的水平度盘读数为其方位角。（3）设置棱镜常数。（4）设置大气改正值或气温、气压值。（5）量仪器高、棱镜高并输入全站仪。（6）照准目标棱镜，按坐标测量键，全站仪开

39、始测距并计算显示测点的三维坐标。5. 4精度补偿量计算和加放应遵循一定的原则5. 4.1稳定工艺原则指建造方法、装焊程序、焊接方法,以及人员、设备等工艺稳定不变，并以此作为精度补偿的前提5. 4. 2严格管理原则提高管理水平与精度控制直接相关，如果管理水平很高，各道工序能切实做到严格 控制，那么就有可能实行全过程的尺寸精度补偿，如果管理水平较高，则只能实行局部 的尺寸精度补偿。如果管理水平较差，只能进行非系统补偿，或以加放工艺余量为主， 要开展尺寸精度的系统补偿是不可能的。5. 4. 3对影响工件收缩变形因素考虑原则在确定补偿量值时，应全面考虑船体建造过程中各种因素对工件变形所起作用的大 小，

40、以及各种因素间的相互关系。但由于船体建造过程中影响因素实在太多，它们之间 关系错综复杂，纵横交叉，因此，一般以考虑焊接收缩变形为主，并加以补偿。5 . 5精度目标完工测评及改进1）在船体建造完工时，测定各项主要的精度指标，对该精度补偿系统作出评价。2）在完工测评基础上，对精度补偿系统提出创新建议和改进设想。3）对下一个精度目标的设定、实施、测评。4）对精度数据进行数理统计分析，并积累经验数据，完善精度管理体系。6 .船舶下水前需注意的精度船舶下水之前，造船厂检验部门将对船体结构（包括线型）进行全面的测量以及完 整性的验收，以便将可靠的数据及有关资料提供给船级社和验船机构备查审核。鉴于船 体是一

41、个复杂的结构体，尽管在各道工序中实施了严格的管理措施以及按照工艺规程操 作，由于工作量大，结构复杂，局部处施工条件差，因此仍免不了还会存在一定数量的 缺陷。在这种情况下，采取适当的补强乃是保证船体结构局部强度的一种有效手段。下 面就以实例来探讨缺陷的补强方法。6.1 分段或总段对接处肋距超差按照船体建造精度要求，对于已完成的分段或总段对接大接缝，心须测量其间 的沥骨间距，并规定了极限误差值。因为一旦超差，将在一定程度上影响船体强度。一 般可在大接缝区域适当位置增加中间助骨或在相邻两肋骨间增设数道纵桁予以补强，对 于局部偏差的，可在局部增设纵桁，但纵桁两端必须作必要延伸，以防止产生应力集中。6.

42、 2船体外表变形超差船体外板线型平顺与否是衡量一艘船舶船体建造质量的标志之一。根据船体建造精 度要求，规定了在一个帅距内或在一米长度范围内外板的不平度误差。船体外板的变形 超差，最常见于线型变化曲率较大的脑服部及相邻分段对接的大接缝区域。当然应首先 考虑尽量利用工装夹具及冷热加工等措施矫正外板超差处的不平度。对于不平顺面积较 小的外板进行补强。如采用扁钢补强，则扁钢尺寸可取比肋骨型号略小的型材进行补强。 对于相邻助骨间不平顺面积较大的外板，在不平顺处采用纵横向十字交叉结构的型材补 强，纵横向型材的两端应分别削斜过渡。6. 3外板上肋骨腹板与理论平面超差对于中小型船舶的脑触段，一般在胎架上以甲板

43、为基准面采用反造法进行建造。这 样在吊装肋骨框架定位时，如若肋骨框架稍有扭曲或定位时未与甲板上的中心线相垂 直，这样就会造成肋骨腹板与外板连接后所形成的角度不符要求，焊后就称为肋骨腹板 变形，对于由此形成的缺陷，由于结构空间狭窄，特别是在焊后很难矫正。所以选用肘 板进行补强就显得既方便又实际。6. 4船体结构节点构件连接尺寸超差船体是一个复杂的结构体，船体内部构架密集，各种型式的构件纵横相交，形成了 所谓结构节点。例如纵骨与肋板相交、龙骨与舱壁相交、横梁与纵桁相交等等。这些相 交的结构节点，若在施工中因技术不熟练或稍有疏忽大意，就会造成节点处相交构件连 接尺寸间隙过大，致使无法施焊，宜接影响结

44、构的刚度和强度。6.5横梁与肋骨相交处间隙过大对于中小型船舶，船体建造精度要求中间间隙应在1020mm之间，最大不得超过 20nmio针对缺陷，可以考虑用割换一段肋骨来处理。但由于肋骨与舷侧板焊接已结束, 动用割炬切割会使该区域舷侧板因受热而产生局部变形，同时由于肋骨多了一条对接 缝，将影响帅骨本身的强度。故可考虑适当加大肘板尺寸的办法予以补强,使肘板与肋骨 相交的焊缝长度能满足原有焊缝长度的要求。6. 6纵骨穿过构件处割空超差对于中小型船舶，纵骨架式结构的底部和甲板，当纵骨穿过实肋板或横梁时，规范 要求该节点处的纵骨腹板与实肋板或横梁应进行焊接。但往往因装配时划线有误，使切 割后间隙过大，难

45、于施焊，为了弥补缺陷，一般可采用与实肋板或横梁等厚度的补板予 以补强，补板尺寸可据该处纵骨大小而定。6.7龙骨与横舱壁相交处间隙过大龙骨包括中内龙骨与旁内龙骨。龙骨与横舱壁均属主船体的主要结构，它们对一艘 船舶的纵横向强度起着重要的作用，特别是中内龙骨，是纵向连续构件。在中内龙骨与 横舱壁相交的节点处，由于偶然操作不慎在装配时将中内龙骨多割了一部分，使该处腹 板及面板与横舱壁无法施焊，因此而将一段连续的中内龙骨割换，则不论对重新装焊还 是在外观乃至质量上都将留有不足，如果该处多割的间隙不超过1215mm，则采用加 装垫板的方式进行补强就显得既方便乂可行。垫板厚度可比间隙小35mm,其尺寸视 该处中内龙骨尺度具体选用。如若多割的间隙较大，那么就不能随意增加垫板厚度，否 则该节点将形成为“硬点”。此时应考虑采用割换或其它工艺措施来消除其缺陷。从论文选题到搜集资料，期间经历了许多。反复的修改，查资料有太多的感慨。接到 写作论文的通知时，喜悦之情难以言表。中间乂因工作繁忙，无法抽出更多的时间来完 成论文而感到十分彷徨。如今，伴随着论文的最终成稿，复杂的心情烟消云散。自己甚 至感到还有一些小小的成就感。在此，我衷心地感谢在我学习期间给我极大关心和支持 的各位老师以及关心我的同学朋友们。首先，非常感谢我的指导老师王凤琴老师，她为人随和和热情，治学严谨细心