一种用于船舶线型区域底板焊接短管开孔的装置及方法与流程

本发明属于船舶建造，尤其涉及一种用于船舶线型区域底板焊接短管开孔的装置及方法。

背景技术：

1、在传统的船舶建造过程中，管子系统的制作、开孔和安装是一项复杂且工作量巨大的工程。管子的制作通常分为两个步骤：一是提前在内场生产车间根据布置图的分布和走向放样成零件图制作完成，这种放样管方式适用于大部分管子，尤其是直径较大的管子，因为它们可以提前制作，减少现场施工的复杂性。二是现场放样，这通常适用于由于船体变形大、设备定位误差大等不可确定因素导致的小部分管子制作。管子材质多样，包括钢管、不锈钢管、铜管、铜镍合金管、紫铜管、涂塑管等。

2、以海上的海水管为例，海水管作为一般为直径200mm左右的大口径管子，由于需要直接与海水接触，若采用普通材质会产生大量腐蚀，所以出于使用寿命的考虑，海水管一般采用合金管或涂塑管这些价格昂贵的材质，但也因此一旦海水管的管子报废无法使用，会造成高昂的成本。因此，海水管管子的制作和安装的精度要求高，尤其是海水管首端吸口处的焊接短管在船舶线型区域的内底板上的开孔定位精度要求严格，一旦开孔定位错误，将导致海水管无法安装，从而引起整根海水管甚至数根海水管的报废。

3、传统的开孔定位方法主要依赖工人使用卷尺进行测量定位，但这种方法存在明显缺陷。例如，施工布置图和安装图上提供的开孔数据通常是以船中的水平尺寸y轴宽度方向为基准，而现场施工测量时，由于内底板具有线型曲面，导致实际划线开孔距离船中心线的水平距离往往小于施工图要求的水平线距离，从而导致海水管在安装时无法安装到位。同时，施工人员通过目测或卷尺定位会导致在z轴高低方向上对首根焊接吸入短管的法兰距离内底板的高度定位不准确，而在z轴高低方向定位不准的情况下，若直接焊接吸入短管也会引起海水管安装出错。因此，在不借用任何仪器和工装的情况下，施工人员仅依靠传统的卷尺和目测经验进行开孔的定位和定位安装时，极易导致y轴坐标船宽方向上的开孔定位错误和吸入短管z轴坐标船高方向上的高度定位错误，从而增加海水管报废的风险。

4、在现有技术中，虽然能利用全站仪来辅助进行焊接短管的开孔定位划线，但是，全站仪对于使用环境要求非常高，需要在整个分段静态无施工振动条件下，一般船厂施工环境比较恶劣，交叉作业比较多，无法满足所需求的静态环境。

5、因此，亟需发明一种新的开孔定位划线方法，以提高船舶线型区域底板焊接短管的开孔精度和效率，减少材料浪费。

技术实现思路

1、为解决以上所述现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种用于船舶线型区域底板焊接短管开孔的装置及方法，通过本发明中所设计的简易的专门装置配合方法，能够方便有效的提高划线开孔定位y轴距舯尺寸的效率，同时也可以在划线时利用水平仪测量该装置的水平度提高划线精度；并且，本发明除了可以运用于船舶线型区域底板和外板处的开孔划线定位，也可以运用在海水管吸入口定位，还可以用于海底阀箱的吹洗管、透气管等划线定位和安装。

2、为实现上述目的及其他相关目的，本发明采用以下技术方案：

3、本发明的第一方面，提供一种用于船舶线型区域底板焊接短管开孔的装置，包括本体和开孔定位组件；

4、所述本体包括可控磁铁底座、垂直管、水平管、水平调节管和定位座板；所述可控磁铁底座的上端面正中位置处固定有垂直管；所述水平管一端套设有所述水平调节管，所述水平调节管沿所述水平管的中轴线左右水平移动并通过紧固件锁紧固定于所述水平管上；所述水平管的另一端的管壁上垂直贯穿有所述垂直管，所述水平管沿所述垂直管的中轴线上下垂直移动并通过紧固件锁紧固定于所述垂直管上；所述水平调节管远离水平管的一端固定有所述定位座板，所述水平调节管上设有水平方向的长度刻度，所述长度刻度显示所述定位座板的中心到所述竖直管的中轴线的距离；

5、所述开孔定位组件包括取芯板和取芯样冲；所述取芯板上开设有取芯孔，所述取芯板卡嵌固定于所述定位座板上，所述取芯孔的圆心与所述定位座板的中心重合；所述取芯样冲可套设于取芯孔内并沿所述取芯孔的中轴线进行上下垂直活动，所述取芯样冲的尖端始终落于所述所述取芯孔的中轴线上。

6、作为进一步优选的技术方案，还包括开孔划线组件，所述开孔划线组件通过取芯孔套设于所述取芯板上；所述开孔划线组件包括定位杆、水平伸缩杆和用于套设划线笔的限位笔套；

7、所述定位杆的上端可套设于取芯孔内并沿所述取芯孔的中轴线进行上下垂直活动，所述定位杆的下端中心为尖头，所述尖头始终落于所述所述取芯孔的中轴线上；

8、所述水平伸缩杆的一端垂直固定于所述定位杆上，所述水平伸缩杆的另一端固定有限位笔套，所述限位笔套的中轴线与所述取芯孔的中轴线互相平行，所述水平伸缩杆上设有水平方向的半径刻度并通过紧固件锁定伸缩长度，所述半径刻度显示所述限位笔套的中轴线到所述取芯孔的中轴线的距离；

9、所述划线笔可套设于限位笔套内并沿限位笔套的中轴线进行上下垂直活动。

10、本发明的第二方面，提供一种用于船舶线型区域底板焊接短管开孔的方法，包括以下步骤：

11、s1、准备上述任意一种所述的装置；

12、s2、根据图纸上开孔中心的坐标，在船中心线处的底板上安装所述可控磁铁底座，同时调整所述水平管的朝向和水平调节管的长度，使所述定位座板中心的投影落于所述开孔中心上；

13、s3、在定位座板上安装开孔定位组件，并将取芯样冲放置于取芯孔内，通过敲击取芯样冲，在底板上形成开孔中心处的定位凹，移除取芯样冲，完成开孔中心的定位；

14、s4、根据图纸上开孔中心的直径，以所述定位凹为圆心，绘制完成开孔线。

15、作为优选的技术方案，所述步骤s2中的具体步骤包括：

16、s2-1、根据图纸上开孔中心的坐标(x，y)，x为所述开孔中心所在肋位编号，y为所述开孔中心到船中心线的距离，将所述可控磁铁底座通过磁吸吸附固定于底板上，可控磁铁底座的中心位于底板的船中心线与对应编号为x的肋位的交点上；

17、s2-2、同时，调整水平管的朝向，使所述水平管朝向与所述开孔中心所在肋位方向重合；

18、s2-3、调整水平调节管的长度，在长度刻度显示为y后锁紧固定。

19、作为优选的技术方案，所述步骤s1中的装置还包括水平仪，所述水平仪设置于所述水平管上，在所述步骤s2中，通过所述水平仪监测水平度。

20、作为优选的技术方案，所述定位座板上设有定位槽，所述取芯板的下端面上具有与所述定位槽相配的定位凸，所述步骤s3的具体步骤包括：将所述取芯板通过定位凸卡嵌固定于所述定位座板的定位槽内，在取芯板的取芯孔内放置取芯样冲，调节水平管的高度，使取芯样冲上端端面高于取芯板上端面，敲击取芯样冲在底板上形成定位凹后取出取芯样冲。

21、作为优选的技术方案，当步骤s1中准备的装置为上述前者所述的装置，所述步骤s4包括以下步骤：根据图纸上开孔中心的直径，以所述定位凹为圆心，采用圆规进行初步划线并通过修正完成开孔线的绘制；

22、当步骤s1中准备的装置为上述后者所述的装置，所述步骤s4包括以下步骤：根据图纸上开孔中心的直径，将水平伸缩杆的伸缩长度调整至开孔直径的一半并锁紧固定后，将定位杆上端套于取芯孔内，定位杆的下端置于所述定位凹上，然后通过套设于限位笔套中的划线笔完成开孔线的绘制。

23、进一步地，当步骤s1中准备的装置为上述后者所述的装置，所述步骤s4中的通过套设于限位笔套中的划线笔完成开孔线的绘制的步骤包括：在所述限位笔套内放入划线笔，用手指轻抵在划线笔上端进行划线，使划线笔随底板线型上下移动贴合底板曲面，进行开孔线的划线绘制。

24、更进一步地，所述通过套设于限位笔套中的划线笔完成开孔线的绘制的步骤还包括：选择合适的划线笔长度，保证当划线笔贴合与底板曲面最低点时，所述划线笔的上端端面高于所述限位笔套上端面。

25、如上所述，本发明具有以下有益效果：

26、(1)本发明的一种用于船舶线型区域底板焊接短管开孔的装置及方法，通过装置的高效使用，大大提高了海水焊接吸入短管的开孔定位精度，并实现了多个功能集成，可以通过同一装置完成开孔定位和开孔划线的操作，简化了操作流程

27、(2)本发明的一种用于船舶线型区域底板焊接短管开孔的装置及方法，通过装置的水平伸缩调节并读取长度刻度，可以在y轴船宽方向上调整，适用于不同坐标距舯尺寸下的船上内底板处和外板处的开孔定位精度及划线精度，提高了船舶制造过程中的定位准确性和定位效率，同时增强了装置的灵活性和实用性；

28、(3)本发明的一种用于船舶线型区域底板焊接短管开孔的装置及方法，装置的通用性使其可以运用于海水管吸入口定位，以及海底阀箱的吹洗管、透气管等的划线定位和安装，增加了应用范围，具有广泛的适用性。

29、(4)本发明的一种用于船舶线型区域底板焊接短管开孔的装置及方法，利用水平管上的水平仪测量水平度，可以确保测量的y轴尺寸为水平尺寸，且与图纸标识的水平尺寸一致，避免了传统的卷尺测量水平偏差带来的误差，提高了划线精度。

30、(5)本发明的一种用于船舶线型区域底板焊接短管开孔的装置及方法，利用开孔定位组件中的取芯板可以准确找到底板焊接短管开孔中心，并且，通过开孔划线组件中的水平伸缩杆的半径刻度可以准确调整至符合开孔直径要求并进行划线，确保了开孔定位及开孔划线的精确性。

31、(6)本发明的一种用于船舶线型区域底板焊接短管开孔的装置及方法，利用可控式磁铁底座能够实现自由吸放，并利用自由吸放磁性紧紧吸附固定整套装置，从而提高了装置的稳定性和操作的便捷性。