精度控制和精度管理

1、一.精度管理的内容 1.1.精度管理的基本概念精度管理的基本概念: : 我们先要搞清几个基本概念：什么是精度管理、我们先要搞清几个基本概念：什么是精度管理、什么是精度控制、什么是精度测量？三者关系如什么是精度控制、什么是精度测量？三者关系如何？如何统一起来？何？如何统一起来？ 一般厂家把精度管理等同于精度测量，这是错误一般厂家把精度管理等同于精度测量，这是错误的观点。的观点。 其实，精度管理应着重管理内容；精度控制应该其实，精度管理应着重管理内容；精度控制应该着重控制技术研究和控制方法的实现；精度测量着重控制技术研究和控制方法的实现；精度测量着重尺寸测量；三者既有区别，又密不可分，三着重尺寸测

2、量；三者既有区别，又密不可分，三者应统一在精度管理的内容中。者应统一在精度管理的内容中。 精度管理的重要内容之一是尺寸管理。精度管理的重要内容之一是尺寸管理。 船体建造精度指船体建造的尺寸准确度，也就是船体建造精度指船体建造的尺寸准确度，也就是船体建造后的实际尺寸相对于图样尺寸的符合程船体建造后的实际尺寸相对于图样尺寸的符合程度。船体建造精度涉及自船体放样至船体建造完度。船体建造精度涉及自船体放样至船体建造完工过程中各工序的零件、部件、半成品精度与施工过程中各工序的零件、部件、半成品精度与施工操作精度。船体建造精度取决于设备的精度、工操作精度。船体建造精度取决于设备的精度、工装的质量、作业者的

3、技术水平、作业工具与检工装的质量、作业者的技术水平、作业工具与检测方法、施工工艺及管理水平等。因此，船体建测方法、施工工艺及管理水平等。因此，船体建成后的精度体现建造厂的工艺、技术与管理水平，成后的精度体现建造厂的工艺、技术与管理水平，也是评价船体建造质量的重要标志之一。也是评价船体建造质量的重要标志之一。3 通通过过卷尺卷尺. .三角三角缀缀等工具等工具来计来计算分段算分段变变形形 依靠依靠个个人的人的计计算能力以及算能力以及计计算器算器 对对高高级级精度管理人精度管理人员员的能力的能力有有极极大要求大要求第3代(2006年后)使用3维CAD系统使用全站仪及使用全站仪及, , 和和PDAPD

4、A上的软件上的软件测量是通过全站仪和测量是通过全站仪和PDAPDA来进行来进行, ,但精但精密分析还是通过使用计算器来计算密分析还是通过使用计算器来计算测量数据和设计数据通过文本来查看测量数据和设计数据通过文本来查看确认比较确认比较, ,错误和失误经常发生错误和失误经常发生 校对表格和报告书要另外通过校对表格和报告书要另外通过Auto CAAuto CAD D或者或者WORD EXCELWORD EXCEL来编辑制作来编辑制作大部分韩国船厂正处于从第大部分韩国船厂正处于从第2 2代到第代到第3 3代的转换过程中代的转换过程中 与与造船造船3 3维维CADCAD软软件相件相连连接接(Tribon

5、(Tribon 等等) ) 测测量方式量方式与与第第2 2代代类类似似, ,但分段但分段变变形分形分析和模析和模拟拟搭搭载载等比以前更便于等比以前更便于计计算算 大幅度大幅度缩缩短短计计算算时间时间 缩缩短新手的培短新手的培训时间训时间 自自动动生成校生成校对对表格和表格和报报告告书书 新一代的新一代的韩国韩国造船精度管理系造船精度管理系统统第1代( 1990年中期)人工手动计算第2代(1990年后期 2005年)使用PDA 造船生产精度测量配件造船生产精度测量配件PDA 固定架反射片标靶磁铁块 与 半圆标靶150mm 钢尺2点标靶(间距150mm)旋转标靶破口转角标靶序号序号名称名称测量内容

6、测量内容1数控切割数控切割抽查长、宽尺寸（矩形板需测对角线）和坡口方向抽查长、宽尺寸（矩形板需测对角线）和坡口方向2T型流水线纵骨型流水线纵骨抽检长度和直线度及面板与腹板对齐情况、坡口方抽检长度和直线度及面板与腹板对齐情况、坡口方向向拼板拼板检查长、宽、对角线尺寸（构件安装需测间距尺寸）检查长、宽、对角线尺寸（构件安装需测间距尺寸）FCB焊焊检查拼板缝焊接后的收缩量（用游标卡尺测量）检查拼板缝焊接后的收缩量（用游标卡尺测量）分段制造分段制造检查长、宽、高、水平度和垂直度及线型分段外板检查长、宽、高、水平度和垂直度及线型分段外板定位半宽尺寸、端面同面性等（中心线、肋骨检验定位半宽尺寸、端面同面性

7、等（中心线、肋骨检验线、水线等需标注）线、水线等需标注）总组总组半宽尺寸、高度、拱高、水平和垂直度、端面半宽尺寸、高度、拱高、水平和垂直度、端面船坞搭载船坞搭载检查定位半宽、高度及前后的大接头端面对齐和上检查定位半宽、高度及前后的大接头端面对齐和上下接头位置，中心线位置、肋骨检验线位置等下接头位置，中心线位置、肋骨检验线位置等舾装、船装舾装、船装舱口围尺寸和水平检查舱口围尺寸和水平检查组立顺序图组立顺序图MS31S分段组立顺序图组立大立组重量：129.78 吨MS31S中立组小MS31S-46BT2重量：9吨线进行焊接工面积:area= 0.12 m跟踪补漆曲面中心2缝密性。5）跟踪补漆。变形

8、。3）水密部件角焊4）装焊吊马。参见相应托盘2）预舾装件安装作，防止焊接表。曲面中心工艺规定的路1）严格按照焊接跟踪补漆火工矫正曲面中心注意事项场地重量：34.28 吨MS31S-18600PF重量：11.6吨MS31S-PT2MS31S-SH重量：25.75吨以二甲板为基面在胎架上建造以舱壁板为基面在胎架上建造以外板为基面在胎架上建造以甲板为基面在胎架上建造，分段完工后标注肋骨检验线、分段中心线。外场翻身第 页共 页H1001工程号图 号H6-MS31-10送大组立场地(先行小组件)送PT1中组立场地送17400PF2中组立场地送17400PF1中组立场地31V311920V31V131V2

9、,35V1,35V2,35V339V1,39V2 相似9050L36T31T送PT2中组立场地13800H44V41VMS31S-PT1重量：4.63吨以舱壁板为基面在胎架上建造重量：8.46 吨MS31S-46BT1送46BT2中组立场地送46BT1中组立场地0V5VS,6VS,7VS 相似2VP,2VS,3VP,3VS1VP4VS 相似8V11V,12V,13V相似9V以17400平台板为基面在胎架上建造MS31S-17400PF1重量：15.62 吨36T2,37T2,38T2,40T230T2,32T2,33T2,34T245T241T2,42T2,44T2 相似45T1,32T1,3

10、3T1,34T136T1,37T1,38T1,40T141T1,42T1,44T1 相似30T135T,39T,43T 相似31T35T,39T 相似5365L相似40T31T送16800PF中组立场地43T2 相似3240L2,6480L50L243T13240L1,6480L10L1相似以17400平台板为基面在胎架上建造MS31S-17400PF2重量：4.79 吨41T1,41T242T 相似40T43T,44T 相似39T38T15000H215000H3,15000H4 相似32B38B,40B,41B,42B,44B30B,33B,34B,36B,37B31X2,35X1,35X

11、243X2 相似39X1,39X2,43X131X131B45B 相似15000H5送SH中组场地39B35B43B 名名 称称 项项 目目 控控 制制 措措 施施 与与 方方 法法精度计划值精度计划值(mm)零件加工零件加工切割精度切割精度半自动与手割半自动与手割门切、数控切割门切、数控切割板的焊接方向与板边切割方向板的焊接方向与板边切割方向相反相反提高门切切割精度提高门切切割精度22部件组装部件组装型材精度型材精度组装精度组装精度焊接收缩变形焊接收缩变形门切划线号料门切划线号料数控精度要求数控精度要求焊接规范、程序焊接规范、程序加放切割和焊接余量加放切割和焊接余量1.522分段形成分段形成

12、组件精度组件精度组件顺序组件顺序构件与盖板的精构件与盖板的精度度FCB焊接收缩焊接收缩构件焊接收缩构件焊接收缩组装顺序确定组装顺序确定焊接顺序焊接顺序盖板与内构件用基准线结合盖板与内构件用基准线结合2平直分段平直分段4极限极限6曲面分段曲面分段4极限极限810.5总段合成总段合成分段精度分段精度组件精度组件精度中心线中心线 对合线对合线装配顺序、焊接规范装配顺序、焊接规范 1间隙间隙16以内以内船坞划线船坞划线分段定位精度分段定位精度合拢精度合拢精度全船全船坞内中心线偏差度坞内中心线偏差度坞内肋检线与分段对接误差坞内肋检线与分段对接误差主尺寸主尺寸125 0.05%各阶段精度控制标准各阶段精度

13、控制标准 研究精度管理的三大技术问题 1.对合基准线 控制是精度控制的关键内容之一，目前国内外都比较重视。从日、韩等先进造船国家看，在各个装配阶段，如零部件、分段、总段及型位尺寸所依据的点、线、面，都用对合线基准方法来控制装配精度。因此，对合基准线的应用是精度控制的基本技术之一。 如以中心线或直剖线、肋骨检验线、水线三维模式，来判断分段的正方度和扭曲度。 对合基准线最大的作用是使操作简单化，大量减少需要高技术工人的数量，可以节约企业成本。目前国内与国外最大的技术差距，我认为就是对合基准线的设置；我们通常讲的快乐造船、傻瓜造船，其实基础就是对合基准线。对合基准线设置要重视人性化，如日本对水线的高

14、度，以人可以划线或拉线定位高度来设置。 对合基准线要解决的系统问题。日本认为，精度管理=效率，如何才能体现效率？对合基准线设置的合理性就能体现效率，我们说，设计是精度的源头，从这个意义上讲，设计应重视对合基准线的设置。 划线工一般均使用钢带，而不使用钢卷尺，减少了卷尺松紧不一的偏差。 通过大量对合基准线的设置，使操作变得简单化，一般三个月即能成为熟练工即是明证。问题问题:目前国内船厂在施工中大部分仅重视做目前国内船厂在施工中大部分仅重视做到主船体对合基准线到主船体对合基准线对合基准线的优点和作用对合基准线的优点和作用对合基准线的应用有利于提高精度控制手段；对合基准线的应用是提高船坞搭载速度的主

15、要方法对合基准线的优点：一是作为分段划线、定位依据；二是方便搭载定位；三是方便查找问题。因此，对合基准线一定要强制推行。对合基准线的应用水平高低是衡量一个企业的造船技术水平标志之一，也是国内造船与国外造船技术的差距之一 对合基准线的设置系统对合基准线的设置系统 主船体对合基准线所设定的定位基准线，是船体分段搭载所需要控制的基本设置。 定位基准线的设置： 按照搭载用船坞格子线，设计应在每只分段上标有中心线或直剖线、肋骨检验线、水线、100mm MARK线等。 其他基准线：一般在施工过程中还应有拼板对合线、线型肋骨校直线(逆直线)、线型外板四角定位线等。分段完工后必须划出中心线、肋骨检验线、水线等

16、相应位置并用洋冲敲出标记。 主船体基准线应移开结构100mm（向艏或向艉可以根据各场习惯内定）。对合基准线的表示 对合基准线在分段、搭载定位的表示： 按照搭载用船坞格子线，一般在每只分段上均标有中心线、直剖线、肋骨检验线、水线、100mm MARK线等。 分段完工后必须划出中心线、肋骨检验线、水线、 100mm MARK线等相应位置，并用洋冲敲出标记。基准线设置的基本做法基准线设置的基本做法 距纵边沿口50mm或100mm肋骨检验线向艏移100mm肋 骨 检 验 线艉艏肋骨检验线向艏移100mm用专用样板铁封盖已标注的检验线13500水线 4000水线 13500水线 CL4000水线 CL直

17、 剖 线直 剖 线肋 骨 检 验 线COVS COVNCOVS COVN拼板对合线设置H1001H6-AE11-10)1 L=4(对应序号焊接工艺中32382=10b=4 局部允许4CV-51+1-1坡口代号规格坡口型式共 页第 页Lb1a1a2-0+51=35-0+31=35+3-0+6-1CV-1 21 22 24 17 18 19 21 22 24 29 31CV-2+6+2b=6 局部允许6+5-1-2b=6 局部允许6) -3 L=4(811+2-1=40+5-0-2+6 17 18 19 -3811aLbb1=40-0777=1925b=0P=101=50+5-04-01+1b0b

18、=16b= L=4(4b=01=1318=50P=71AY-1AI-21-0+54-0+1)10-0+1116AI-14+1-0bPbL111焊接工艺中对应序号坡口代号规格坡口型式H1001H6-AE11-10第 页共 页b=41局部允许4CV-420 22-3=30=10211-0+5-0+58-1+6121b)P=101=50-0+59AY-3P=71=19254L=4(b=0=501+1-01+5-0=13184b=0L=4(1-0+11bPL12 6 8 10 2 6 8 10 29焊接剖口150150150 MARK-245/212切割剖口对合线的标注对合线的标注 4 3 4 31围

19、 宽围 长备 注允 许 极 限管 理 基 准项 目序 号 3 4 4 55342798 4 5 4 4 3 36安 装 角 度定 位 高 度倾 斜 度端 部 对 齐安 装 间 隙（ 3 ） 曲 面 中 组 立 分 段 （ 外 板 标 准 作 业 ） 精 度 基 准构 件 间 距坐 标3 m m 以 内4 m m 以 内5 m m 1 0 m m （ 最 多 ） 3 ） 曲 型 中 组DC1 2 4 3 6 5 水 平 检 查 标 准 检 查 要 领 长 、 宽 、 间 隔 ： 用 曲 板 材 检 查 要 领 测量 。 坐 标 ： 切 割 面 与 切 割 面 顶 点 挂 个 锤 ，测 量 锤 艉

20、 部 四 个 角 垂 点 与 地 面 的 坐 标 方 向 及偏 移 量 。 胎 架 高 ： 测 量 管 子 胎 架 柱 子 的 水 平 样 冲印 基 准 到 柱 子 锥 体 顶 点 的 距 离 或 者 到 外 板 面的 垂 直 距 离 。 胎 架 与 外 板 缝 隙 ： 在 顶 点 位 置 用 G A P R 测量 外 板 与 胎 架 锥 体 间 隙 。 角 度 ： 在 主 要 板 材 上 挂 个 锤 ， 测 量 到底 面 的 距 离 。 利 用 三 角 函 数 的 方 法 或 利 用 分度 尺 、 量 角 规 、 仪 器 等 测 量 主 要 板 材 （ 零 件） 误 差 量 。 水 平 ：

21、是 测 量 胎 架 上 的 高 。 参 考 2 项 水平 检 查 ， 测 量 主 要 板 材 的 各 点 高 低 。 端 差 ： 把 直 角 尺 紧 贴 纵 骨 及 肋 板 ， 测 量直 角 尺 与 垂 直 线 ， 外 板 （ 甲 板 理 论 线 、 肋 骨检 验 线 、 分 段 端 缝 线 ） 的 差 距 。 2.2.补偿量系统补偿量系统 精度管理的目的就是以加放补偿量逐步取代各组立阶段零部件的余量，因此从设计、放样开始，零件加工应尽量无余量、少余量。 补偿量加放技术的应用，也是精度管理三大控制技术之一。补偿量加放的成功与否，将直接关系到精度管理的成败！而补偿量加放需要有大量数据支持，因此，

22、对数据积累务必要引起重视。 补偿量加放技术的应用需要设计在切割、加工版图上明确加放补偿的具体数值。 3. 变形和反变形控制技术 变形和反变形控制技术也是精度管理三大控制技术之一；变形和反变形技术目前在国内比较难。反变形在胎架上预放，设计就无法做到。 从施工实际看，变形在各施工阶段中都会产生。 吊装、翻身、运输等因素也会造成变形； 结构因素，如只有横向结构无纵向结构的构件，如没有支撑、加强等工艺考虑，则变形的可能性就很大。 变形产生的后果就是现场开刀多、顶压拉对位置难，花费劳动时间长，有时劳动强度也大，使成本上升。 反变形控制 反变形可以通过补偿值加放，如横向收缩大于纵向收缩；也可通过预放反变形

23、值，如按1比例加放等措施。 反变形需要从工艺上加以研究，如支撑、加强、保距横担、水平搁凳等。现场生产过程中的精度控制 1.船体建造特点及装配施工要求我们知道，船体建造有如下特点： 1.船体建造周期长，工序多，建造过程中的累积误差比较大。 2.工件（零部件、结构）大，形状尺寸所允许的误差，绝对值虽比机械制造中工件的误差大，但其相对值却很小。 3.船体建造过程中的变形情况，要比机械制造复杂，要掌握由切割、冷热加工、焊接、火工矫正以及吊装运输等所引起的弹性与塑性变形的规律较困难。4.工件在制造过程中的手工作业量比例较大，且有相当一部分工件是在高空、室外相互交叉、冷热加工相互交叉、各种工序相互交叉的施

24、工环境中进行的，因此工件误差较难控制。 以上特点说明，船体建造中要使工件的几何形状、尺寸和位置都处于可控状态，具有高度的复杂性。 因此在装配、焊接施工、管理上，应不断研究新技术、新工艺、新课题，使船体施工处于可控状态。施工控制 精度控制其实是生产施工过程中的控制。 精度是生产出来的，不是检查出来的，因此要重视施工过程控制，特别是装配、划线、切割，标准偏差中的三个关键因素，建立上述三个工种的档案，实行施工实名制制度，施工人员应在工件、分段、总段、搭载上写明施工定位人员姓名或工号；焊接质量控制同样用实名制。中十四左艉右艏中十四艉端肋位艏端肋位左右分段合拢安装对合线此对合线距离顶板边缘100mm此对

25、合线划在座凳顶板上（前后端）3000水线6800水线此对合线距离座凳顶板边缘100mm此对合线划在顶板上（前后端）对合线左右分段合拢100100100100沪东厂74000吨散货船分段定位线和对合线例子。型材、组件装配型材、组件装配检查型材装配的中腹板与面板的垂直度及型材端部坡口方向的正确性；组件装配应按照图纸和工艺的要求确保构件安装位置正确，构件间距位置误差为3mm；构件与板位置应对齐，对齐误差为3mm；用角尺样板校对组合件的安装角度，应与样板重合。（图）检查型材、组件的直线度和平整度（以目测或用拉线测量），应无明显变形或弯曲，如有变形或弯曲，须进行火工矫正，对特殊构件或应力集中的构件在进行

26、火工矫正前应得到船级社及船东的认可；型材、组合件完工后，应测量其尺寸是否符合设计要求，并记录备查。 切割尺寸时大时小，平直门切板与数孔切割板不一致，切割尺寸时大时小，平直门切板与数孔切割板不一致，造成板边缘有高低；造成板边缘有高低； 切割直线呈弧型，使板边缘无法对接；切割直线呈弧型，使板边缘无法对接； 小合拢拼板不拉尺寸，使分段尺寸不符合要求；小合拢拼板不拉尺寸，使分段尺寸不符合要求； 分段拼板对角线差，造成分段上下端面不齐；分段拼板对角线差，造成分段上下端面不齐； 小合拢施工不规范，碰坏构件时有发生。小合拢施工不规范，碰坏构件时有发生。板边差严重板边差严重分段板边上下呈相反弧形分段板边上下呈

27、相反弧形构件弯构件弯分段尺寸控制项目和标准：分段尺寸控制项目和标准：分段分段项目项目标准标准允许允许超差处理超差处理分段完工尺寸分段完工尺寸平直平直46调整调整曲型曲型4 8分段水平度分段水平度812分段对角线分段对角线48分段正方度分段正方度平直平直1015曲型曲型1015分段扭曲度分段扭曲度816机座分段标准：机座分段标准：项目项目标准标准允许允许机座面板平面度机座面板平面度510机座面板长度及宽度机座面板长度及宽度46同一水平结构的高度偏差同一水平结构的高度偏差46两个水平结构间的高度偏差两个水平结构间的高度偏差510机座纵桁与中心线的偏差机座纵桁与中心线的偏差46 偏差要求：偏差要求：

28、项目项目标准标准允许允许分段歪斜分段歪斜510舵柱中心线舵柱中心线48分段施工中经常性的问题例子分段施工中经常性的问题例子转圆板凸出明显转圆板凸出明显折角分段角度会有问题折角分段角度会有问题标准胎架不标准标准胎架不标准板边差不希奇板边差不希奇端面不齐也蛮多端面不齐也蛮多1肋 骨 开 口 尺 寸 控 制 测 量 表 B1下 口 板 缝型值尺寸控制差型值尺寸控制差分段与总组的测量步骤通过全站仪可直接测量单个分段的接口宽度、高度与长度，从而组成总段的长、宽、高。101 BLOCK1 0 2 B L O C K10A BLOCK P.E: 102*101102101总段和搭载的测量定位要求LCFr64

29、THIS DWG通过全站仪可直接测量单个分段的左右对接尺寸，上下对接口的尺寸与肋距；从而组成总段和搭载的长、宽、高及型值、拱高等所需尺寸。方法：左右按中心线；前后按肋骨检验线；上下按水线。 无余量测量mm 0.0mm 0.5mm 0.01mm 0.51mm 0.02mm 0.52mm 0.035.69.7-2.66.5-7.93.56.3-5.40.61.6- 2.11.11.89.010.4-9.019.114.1-4.01-5.11-0.7-5.66.114.4-0.31-9.21-3.2-6.1 5.07.41-3.4 5.22.8-5.8-4.6-1.8-0.3-3.4-8.0-5.3

30、7.112.23.27.414.214.3-2.1-2.47.69.25.3-6.90.012.01.5-8.0 9.00.51-0.6-4.6-9.0-5.1-2.57.3-9.32-4.11-2.3-2.7- 0.81-4.4-1.81- 1.22-1.2-9.4-9.0-4.42.02-9.22-0.71-7.31-1.7-6.71- 6.41-6.74.3 8.01-0.71-7.21-8.21-1.5-3.7-8.31-1.36.0-3.31-6.72-6.22-5.51-2.24.67.12-8.5-7.4-5.81-8.412.215.31-5.714.316.41-8.01 0

31、.80.01-0.224.712.8-6.32.2-0.5-4.2-4.4-2.3-2.7-0.81-搭载图搭 载 图测整体水平度测整体水平度定肋检线位置定肋检线位置测中心线或直剖线测中心线或直剖线搭载定位的正确性直接关系到相邻分段连续搭载的顺利进行定位分段或关键分段要测量后搭载搭载的基本要求搭载的基本要求大 舱 内 临 时 支 撑肋 骨 检 验 线水线水线冲 势水 线均 匀 分 布 ， 具 体 要 求 见 附 图 一搁 排共 三 只1 3 5 0 013500冲势大舱内临时支撑40150262D62C62B50340263B63C63D272FR66+760FR87+61020D20EFR148+710FR126+760FR106+600环型分段搭载图 环型分段搭载要领： 尺寸控制 总段按双层底中心线驳出两端宽度；测量艏艉方向长度；距基线高度尺寸。 保持舱口开口尺寸。 甲板