基于点云目标检测算法的船体分段合拢面构件识别方法

在船体分段合拢面精度检测方面,三维激光扫描仪相比全站仪具有高效、高精度和操作便捷等优势。但扫描点云往往数据量庞大且会包含大量与设计模型无关的周围空间点,不仅增加运算时间而且影响配准精度。基于显著构件的点云配准方法能解决该问题,但实现显著构件的智能识别,还需要一种针对船体分段合拢面构件的智能识别算法。采用深度学习方法,构建一种基于点的、无锚点单阶段目标检测神经网络模型,其适用于船体分段合拢面点云数据,基本实现了对船体分段合拢面上构件的智能识别。使用ADAM优化器对网络进行优化训练,在测试集上获得了平均精确度均值P_(A-m)为64.36%的效果。研究成果可用于改进点云粗配准方法,为实现船体分段合拢面精度的智能高效检测提供帮助。

半潜式平台船体分段快速就位工艺研究

在半潜式平台船体建造过程中,船体分段的快速精确就位处于建造关键路径上,如何快速解决船体分段总装快速精确就位显得尤为重要。本文分别从精度控制、快速就位导向装置的选取、分段总装前尺寸模拟搭载、间隙调整等方面进行研究,最终实现分段的快速合拢就位,缩短作业工期。结果显示该工艺满足项目要求,为项目的成功实施提供了技术支持,也为以后类似船体建造项目的船体分段快速定位提供了参考。

船体分段吊装眼板有限元细网格快速生成方法

提出一种船体分段吊装眼板有限元细网格快速生成方法,在粗网格基础上对吊装眼板几何模型进行网格细化。建立吊装眼板有限元网格细化流程,确定细化区域,划分细化区域,控制节点间距,生成细网格,并进行实例分析。结果表明,该方法可较大地提高船体分段吊装眼板的建模效率。

一种船体分段漆料全覆盖的喷涂路径规划方法

针对船体分段规则结构面喷涂不能够满足漆料全覆盖的现状,提出一种基于灰狼算法的船体分段结构面漆料全覆盖的喷涂路径规划方法。首先根据待喷涂结构面范围构建平面喷枪喷涂模型,确定区域全覆盖喷涂路径目标函数,通过灰狼算法求解目标函数获得喷涂间距、速度等关键参数进行仿真喷涂。结果表明,采用规划后的路径进行喷涂能够使漆膜覆盖且不超出整个结构面,同时保证了漆膜厚度平整性,从而有效提高了漆料利用率与喷涂效率,达到改善船体结构面喷涂的目标。

船体分段测试及数据处理技术

本文研究基于计算机的船舶数字化技术,重点分析船舶组合曲线设计方法,给出船舶基于计算机的数字化设计过程,探究船舶分段测试方法。着重介绍全站仪的结构及其在船舶分段测量中的应用,同时对船舶测量数据的配准算法进行研究。最后阐述船舶分段测试的数据处理方法,并结合PID神经网络对本文提出的船舶分段测试的数据处理方法进行分析。

船体分段智能车间产储配协同管控技术探讨

随着新一代信息技术的快速发展,数字化、网络化、智能化日益成为未来制造业发展的主要趋势。船舶建造随着互联网技术的进步逐渐向智能化转型,为了改变船舶制造业多品种小批量离散制造、作业环境恶劣、工艺流程复杂等特点,对船体分段智能车间产储配协同管控技术进行研究及应用,促进了船体分段数字化建造,提高了船体分段建造效率。本文对造船厂提升船舶建造技术,缩短船舶建造周期,降低造船成本提供了技术借鉴。

船体分段测量点数据与CAD模型自动匹配方法研究

为了能准确分析船体分段的建造误差,给出合理的建造精度评价,船体分段测量点数据与CAD模型的精准匹配是关键.针对目前船厂通常采用全站仪进行测量,提出一种以全站仪测得的船体分段测量点集为处理对象,自动进行测量点数据与CAD模型匹配的算法.该算法分粗匹配与精匹配两部分,粗匹配采用主元分析(PCA)法来缩小测量点集与CAD模型点集间的错位,通过搜索最近点法来确定对应点对;精匹配以粗匹配的结果作为初始位置,采用欧拉旋转理论对测量点集进行旋转和平移调整使匹配结果最优.实例表明,该算法不需要明确测量点与CAD模型点的对应关系,能自动匹配二者,准确地评价船体分段建造精度,为后续装配提供依据.

考虑工程约束的船体分段测量点集匹配方法

为了能准确分析船体分段的建造误差,给出合理的修改方案,船体分段测量点数据与CAD模型的最佳匹配是关键.传统的匹配算法不考虑船体分段测量点带有的船舶工程约束,得出的匹配结果往往不能满足工程实际要求.针对此问题,提出一种考虑船舶工程约束的船体分段测量点集自动匹配算法,该算法利用奇异值分解(SVD)法得到匹配初值,利用权值向量实现对不同方向上精度要求的误差分配,利用多目标优化法,把水平度、垂直度、平面度、直线度等工程约束引入到优化目标函数中,然后求解非线性多目标优化模型进而得出最佳匹配结果.实例表明,该算法能够在满足工程约束的前提下,获得最合理的匹配结果,为后续装配提供依据.

焊接顺序对船体分段的焊接变形影响

采用固有应变法仿真计算不同焊接顺序下船体分段的焊接变形。研究结果表明,在三种焊接顺序下,船体分段整体呈现外张趋势;同一焊接顺序下,纵骨越靠近舷侧,垂向变形越大;从横向和垂向焊接变形来看,先由船中向两舷对称地焊接横向构件,再由船中向两舷对称地焊接纵向构件,即焊接方案A为船体分段较优焊接顺序。

大型复杂船体分段焊接变形研究

为了预估大型复杂船体分段的焊接变形,运用热弹塑性法计算典型结构的焊接变形,得出典型船体分段的固有应变,采用固有应变法计算该船体分段焊接变形,并与实测结果进行对比验证。结果表明:采用固有应变法计算大型复杂船体分段的焊接变形是可行的;船体分段焊接变形呈现整体外张的趋势,且两舷侧边缘位置的焊接变形量最大。

船体分段三维数字化测量数据配准

船体分段测量数据与CAD模型的配准,直接影响船体分段的制造几何误差分析和制造精度评价.针对船体分段装配工艺以及测量数据点集的分布特点,提出了一种基于单位四元数的Levenberg-Marquardt非线性迭代的最优配准算法.首先用一定的基准(肋骨对齐)对测量的角点数据进行初始变换,然后用单位四元数算法对初始变换后的数据和CAD模型进行粗配准,使变换后的船体分段测量数据与CAD模型数据处于小误差状态,最后采用基于L-M非线性迭代法求全局最优配准参数.实验结果表明,该算法能很好地反映船体分段建造中的实际情况,为船体分段的后续装配提供指导性的依据.

船体分段位姿找正对接系统——一个多机器人协调操作系统的实现

该文研究多机器人协调理论在尺寸多变、重量庞大的船体分段对接中的应用 ,提出了基于多台 3自由度移动机器人协调操作的船体分段位姿找正对接系统的结构、组织和协调操作方法 .根据分段对接工艺特点 ,把位姿找正过程抽象成刚体小位移运动模型 ,建立了基准段、对接段和机器人个体坐标系转换关系 。

基于参数化方法的船体分段吊装快速有限元分析技术

为了提高分段吊装工艺结构强度的计算效率,将参数化思想应用于分段吊装方案的有限元分析中.首先采用结构参数化方法快速建立各种分段结构的有限元模型, 然后对眼板、吊绳、工况等3类吊装工艺信息进行参数化处理并提出了针对不同吊装工艺的快捷仿真方法. 最后实现了基于参数化分析方法的典型双层底分段的平吊和翻身的结构强度分析.经过实例验证该参数化方法避免了大量重复性工作,有效地提高了分段吊装有限元建模和强度计算的效率.

船体分段划分方法研究概述

本文介绍了国内外在船体分段划分方法上的研究状况 ,归纳了应遵循的分段划分原则 。

基于多机器人协调的船体分段对接系统的运动学及对接精度研究

本文研究了基于多机器人协调的船体分段对接系统的运动学和对接精度问题 .根据船体分段对接工艺特点 ,提出了机器人的轨迹规划算法和对接控制方案 .在此基础上 ,讨论了几种误差因素对系统对接精度的影响 .理论分析和仿真结果都表明 ,在对接平台结构尺寸存在显著误差的情况下 ,采用本文提出的方法仍可以保证船体分段对接精度 .

船体分段机器人角焊工艺研究

针对国内船体分段焊接效率和自动化程度低等问题,通过机器人焊接编程,进行了机器人横角焊与立向上角焊工艺试验,分析了机器人焊接主要工艺参数对角焊缝成形的影响。试验结果表明:机器人横角焊时,焊接电流和电弧电压增大,焊缝表面下垂程度增加;对于20 mm厚DH36钢板,在焊接电流280 A和电弧电压27.8 V时,横角焊缝成形良好;机器人立向上角焊时,通过增大电弧梯形摆动幅值有利于增加焊脚长度,但摆动幅值过高易引起咬边缺陷,同时过大的摆动长度使得焊缝表面中心易出现下挂凸起;当电弧摆动幅值5 mm、摆动长度1.5mm、焊接电流200 A、电弧电压24 V左右时,立向上角焊缝成形良好。

船体分段自动合拢液压工作系统设计

通过对国内外各种船台合拢设备的分析,结合模块化设计思想,设计一种大吨位船体分段自动合拢液压工作系统,自动完成船体分段的顶举、平移、位姿调整和高精度合拢对中。介绍该工作系统的构成、工作原理和控制方法。试验结果表明,该工作系统满足大推力、高定位精度及负荷均载的要求。

船体分段吊装吊码布置综合优化研究

以某船厂57000DWT散货船G901分段为研究对象,根据最小应变准则与吊装设备性能等约束条件,利用粒子群算法实现吊码位置的优化,结合基于二分法的吊码最小数量优化方法,解决吊码数量和位置的综合优化问题,使优化后分段结构的总体应变能和最大应力得到有效降低。该优化方法对船体分段吊装的吊码布置具有实用和借鉴意义。

带工程约束且可剔除错误点船体分段点集匹配方法

为了有效提高船体分段测量点集与理论点集的精准匹配技术,提出了一种自动剔除错误点且考虑工程约束的船体分段点集匹配方法.该方法分为粗匹配与精匹配两步,粗匹配采用改进的随机抽样一致性算法实现了快速剔除错误点,同时基于奇异值分解法确定了刚性变换矩阵,获得了较准确的匹配初值;精匹配利用层次分析法自动获得了工程约束权值,采用权值向量将工程约束引入多目标函数中,通过求解多目标模型获得匹配结果.实例表明,该方法可快速自动剔除错误点,在考虑工程约束的条件下获得较精确的合理结果,为船体分段后续的搭载提供了依据.

加工时间不确定的船体分段空间调度方法

针对调度过程中存在的不确定性因素及调度对象存在关联约束关系,提出了一种加工时间不确定的船体分段空间调度方法.以旁板这一类分段关联件的加工时间的变动作为不确定影响因子,建立了船体分段在不确定环境下的空间调度模型,目标为最小化由不确定因素造成分段提前、拖期的时空占用成本.该模型考虑了船厂实际生产过程中的随机加工时间以及分段和关联件的约束关系,结合某船厂的实际生产数据进行实例验证,结果表明,该模型能对加工时间不确定条件下的船体分段空间调度给出较优的调度解,而且在空间调度解的质量和模型应用范围等方面更贴近船厂现实生产情况.