专利名称：外板展开方法及外板制造方法
技术领域：
本发明涉及将规定形状的外板展开成平板的方法、及由该平板来制造规定形状的外板的方法。
背景技术：
构成船舶的一部分的规定形状的金属外板，是通过在被展开成金属平板后，再将该平板加工制造成该规定形状来制成的。为了将平板正确地加工成规定形状的外板，需要将该外板适当地展开成平板。
然而，在将按照以往的测地线展开法等而展开的平板加工成外板的情况下，很难说适合于尤其是曲率较大的船头·船尾部分的外板的加工。即，无法说最适用于由外板展开成平板，由该展开平板加工成外板的加工量不必要地增大，加工效率有时也不一定好。这是因为以往的展开法过于依赖于经验的原因。
发明内容
因此，本发明的课题在于提供一种可以降低加工量并提高外板制造效率的外板展开方法及外板制造方法。
为解决所述课题，本发明第1技术方案提供一种外板展开方法，其特征在于，执行第1处理、第2处理、第3处理、及第4处理，所述第1处理是，在外板上决定第1暂定被仿形线及第2暂定被仿形线的处理，所述第2处理是，以由第1处理决定的第2暂定被仿形线为基准而在外板上来决定第1暂定被仿形线，并且以由第1处理决定的第1暂定被仿形线为基准而在外板上来决定第2暂定被仿形线的处理，所述第3处理是，将由第1及第2处理决定的第1暂定被仿形线群及第2被仿形线群中的一方决定为第1被仿形线群，并且将另一方决定为第2被仿形线群的处理，所述第4处理是，将第1被仿形线群作为第1仿形线群而从外板仿形到平板上，并且将第2被仿形线群作为第2仿形线群而从外板仿形到平板上的处理；在第1处理中，将以起始点处的外板的曲率为最大时的方向为切线方向，并且以除了起始点外的任意点处的外板的曲率为最大或最小时的方向为切线方向的曲线在外板上平滑地延伸，并将该曲线决定为第1暂定被仿形线，将以与第1暂定被仿形线共用的起始点处的外板的曲率为最小时的方向为切线方向，并且以除了起始点外的任意点处的外板的曲率为最小或最大时的方向为切线方向的曲线在外板上平滑地延伸，并将该曲线决定为第2暂定被仿形线，在第2处理中，以由第1处理决定的第2暂定被仿形线上的点为起始点，并且还决定出在该起始点处与第2暂定被仿形线正交的第1暂定被仿形线，以由第1处理决定的第1暂定被仿形线上的点为起始点，并且还决定出在该起始点处与第1暂定被仿形线正交的第2暂定被仿形线，在第3处理中，计算出由第1及第2处理决定的第1暂定被仿形线群的法曲率绝对值的平均值，计算出由第1及第2处理决定的第2暂定被仿形线群的法曲率绝对值的平均值，并将第1暂定被仿形线群及第2暂定被仿形线群中的法曲率绝对值的平均值大的线群所包含的线决定为第1被仿形线群，将第1暂定被仿形线群及第2暂定被仿形线群中的法曲率绝对值的平均值小的线群所包含的线决定为第2被仿形线群，在第4处理中，使第1被仿形线的实长坐标及作为该实长坐标的函数的测地曲率同第1仿形线的实长坐标及作为该实长坐标的函数的曲率相一致，决定出相邻的第1仿形线的配置，使得包含在由该相邻的第1仿形线夹着的仿形区域中的第2仿形线的长度达到包含在被仿形区域中且与该第2仿形线相对应的第2被仿形线的长度以上，所述该被仿形区域处于与该相邻的第1仿形线相对应的相邻的第1被仿形线之间，且使得该仿形区域的面积为最小，并且决定出该仿形区域中的第2仿形线的配置。
根据本发明第1技术方案的外板展开方法，外板上的第1被仿形线群及第2被仿形线群作为第1仿形线群及第2仿形线群而被仿形在平板上。此时，使第1被仿形线的实长坐标及作为其函数的测地曲率同第1仿形线的实长坐标及作为其函数的测地曲率相一致。
据此，如果弯曲加工平板使得第1仿形线的法曲率同第1被仿形线的法曲率相一致，则能够以不必在沿着第1仿形线的方向上伸长加工或缩短加工平板的方式形成中间曲板。由此，降低了外板制造时的加工量。
另外，决定出第1仿形线的相对位置，使得由相邻的第1仿形线夹着的仿形区域中的第2仿形线的长度达到与该仿形区域相对应的被仿形区域中的、与该第2仿形线相对应的第2被仿形线的长度‘以上’。而且，决定出仿形区域中的第2仿形线。
据此，只要缩短加工中间曲板使得每一仿形区域的第2仿形线的实长坐标同与该仿形区域相对应的每一被仿形区域中的与该第2仿形线相对应的第2被仿形线的实长坐标相一致就足以，从而避免了缩短加工的部位和伸长加工的部位并存的问题。因此，即使不是熟练工，也可以容易地制造外板。
此外，决定第1仿形线的相对位置使得相邻的第1仿形线之间的面积为‘最小’，而且，决定出由第1仿形线夹着的区域中的第2仿形线。
据此，外板制造时的平板的缩短加工量被抑制在最低限度。因此，通过弯曲加工平板形成中间曲板使得第1仿形线的法曲率同第1被仿形线的法曲率相一致，并缩短加工中间曲板使得第2仿形线的实长坐标同第2被仿形线的实长坐标相一致，可以在将加工量抑制到必要最小限度的同时制造外板。
为解决所述课题，本发明第2技术方案提供一种外板展开方法，其特征在于，执行第1处理、第2处理、第3处理、及第4处理，所述第1处理是，在外板上决定第1暂定被仿形线及第2暂定被仿形线的处理，所述第2处理是，以由第1处理决定的第2暂定被仿形线为基准而在外板上来决定第1暂定被仿形线，并且以由第1处理决定的第1暂定被仿形线为基准而在外板上来决定第2暂定被仿形线的处理，所述第3处理是，将由第1及第2处理决定的第1暂定被仿形线群及第2被仿形线群中的一方决定为第1被仿形线群，并且将另一方决定为第2被仿形线群的处理，所述第4处理是，将第1被仿形线群作为第1仿形线群而从外板仿形到平板上，并且将第2被仿形线群作为第2仿形线群而从外板仿形到平板上的处理；在第1处理中，将以起始点处的外板的曲率为最大时的方向为切线方向，并且以除了起始点外的任意点处的外板的曲率为最大或最小时的方向为切线方向的曲线在外板上平滑地延伸，并将该曲线决定为第1暂定被仿形线，将以与第1暂定被仿形线共用的起始点处的外板的曲率为最小时的方向为切线方向，并且以除了起始点外的任意点处的外板的曲率为最小或最大时的方向为切线方向的曲线在外板上平滑地延伸，并将该曲线决定为第2暂定被仿形线，在第2处理中，以由第1处理决定的第2暂定被仿形线上的点为起始点，并且还决定出在该起始点处与第2暂定被仿形线正交的第1暂定被仿形线，以由第1处理决定的第1暂定被仿形线上的点为起始点，并且还决定出在该起始点处与第1暂定被仿形线正交的第2暂定被仿形线，在第3处理中，计算出由第1及第2处理决定的第1暂定被仿形线群的法曲率绝对值的平均值，计算出由第1及第2处理决定的第2暂定被仿形线群的法曲率绝对值的平均值，并将第1暂定被仿形线群及第2暂定被仿形线群中的法曲率绝对值的平均值大的线群所包含的线决定为第1被仿形线群，将第1暂定被仿形线群及第2暂定被仿形线群中的法曲率绝对值的平均值小的线群所包含的线决定为第2被仿形线群，在第4处理中，使第1被仿形线的实长坐标及作为该实长坐标的函数的测地曲率同第1仿形线的实长坐标及作为该实长坐标的函数的曲率相一致，决定出相邻的第1仿形线的配置，使得包含在由该相邻的第1仿形线夹着的仿形区域中的第2仿形线的长度达到包含在被仿形区域中且与该第2仿形线相对应的第2被仿形线的长度以上，所述该被仿形区域处于与该相邻的第1仿形线相对应的相邻的第1被仿形线之间，且使得该仿形区域的面积为最大，并且决定出该仿形区域中的第2仿形线的配置。
根据本发明第2技术方案的外板展开方法，与本发明第1技术方案的外板展开方法同样，外板上的第1被仿形线群及第2被仿形线群作为第1仿形线群及第2仿形线群而被仿形在平板上。此时，使第1被仿形线的实长坐标及作为其函数的测地曲率同第1仿形线的实长坐标及作为其函数的曲率相一致。
据此，如果弯曲加工平板使得第1仿形线的法曲率同第1被仿形线的法曲率相一致，则能够以不必在沿着第1仿形线的方向上伸长加工或缩短加工平板的方式形成中间曲板。由此，降低了外板制造时的加工量。
另外，决定出第1仿形线的相对位置，使得由相邻的第1仿形线夹着的仿形区域中的第2仿形线的长度达到与该仿形区域相对应的被仿形区域中的、与该第2仿形线相对应的第2被仿形线的长度‘以下’。而且，决定出仿形区域中的第2仿形线。
据此，只要伸长加工中间曲板使得每一仿形区域的第2仿形线的实长坐标同与该仿形区域相对应的每一被仿形区域中的与该第2仿形线相对应的第2被仿形线的实长坐标相一致就足以，从而避免了缩短加工的部位和伸长加工的部位并存的问题。因此，即使不是熟练工，也可以容易地制造外板。
此外，决定第1仿形线的相对位置使得相邻的第1仿形线之间的面积为‘最大’，而且，决定出由第1仿形线夹着的区域中的第2仿形线。
据此，外板制造时的平板的伸长加工量被抑制在最低限度。因此，通过弯曲加工平板形成中间曲板使得第1仿形线的法曲率同第1被仿形线的法曲率相一致，并伸长加工中间曲板使得第2仿形线的实长坐标同第2被仿形线的实长坐标相一致，可以在将加工量抑制到必要最小限度的同时制造外板。
为解决所述课题，本发明第1技术方案提供一种外板制造方法，其由按照所述第一技术方案的方法将所述规定形状的外板展开而得到的平板，来制造该规定形状的外板，该外板制造方法的特征在于，弯曲所述平板形成中间曲板，使得所述第1仿形线的法曲率同所述第1被仿形线的法曲率相一致，缩短加工该中间曲板，使得每一所述仿形区域中的第2仿形线的实长坐标同与各仿形区域相对应的每一所述被仿形区域中的与该第2仿形线相对应的第2被仿形线的实长坐标相等。
根据本发明第1技术方案的外板制造方法，弯曲加工平板形成中间曲板使得第1仿形线的法曲率同第1被仿形线的法曲率相一致。另外，通过缩短加工中间曲板使得每一仿形区域中的第2仿形线的实长坐标同与该仿形区域相对应的每一被仿形区域中的与该第2仿形线相对应的第2被仿形线的实长坐标相一致，可以在将加工量抑制到必要最小限度的同时制造外板。
为解决所述课题，本发明第2技术方案提供一种外板制造方法，其由按照所述第二技术方案的外板展开方法将所述规定形状的外板展开而得到的平板，来制造该规定形状的外板，该外板制造方法的特征在于，弯曲所述平板形成中间曲板，使得所述第1仿形线的法曲率同所述第1被仿形线的法曲率相一致，伸长加工该中间曲板，使得每一所述仿形区域中的第2仿形线的实长坐标同与各仿形区域相对应的每一所述被仿形区域中的与该第2仿形线相对应的第2被仿形线的实长坐标相等。
根据本发明第2技术方案的外板制造方法，弯曲加工平板形成中间曲板使得第1仿形线的法曲率同第1被仿形线的法曲率相一致。另外，通过伸长加工中间曲板使得每一仿形区域中的第2仿形线的实长坐标同与该仿形区域相对应的每一被仿形区域中的与该第2仿形线相对应的第2被仿形线的实长坐标相一致，可以在将加工量抑制到必要最小限度的同时制造外板。
图1是本发明的外板展开方法的流程图；图2～图8是本发明的外板展开方法的详细说明图；图9表示本发明的外板制造方法的流程图。
具体实施例方式
结合附图，说明本发明的外板展开方法及外板制造方法的实施方式。
结合图1～图8，说明本发明的外板展开方法。
首先，用由下式(1)所示的曲面，来表示作为外板展开方法适用对象的图2所示的外板Q，以此特定该外板Q的形状(规定形状)(图1/S102)。图2(a)所示的外板Q，例如是构成船头一部分的金属外板。
z＝Q(x，y) ……(1)接着，执行‘第1处理’(图1/S110)，即，在外板上决定出第1暂定被仿形线及第2暂定被仿形线的处理。
首先，将以起始点处的外板Q的曲率为最大时的方向为切线方向，并且以除了起始点外的任意点处的外板Q的曲率为最大或最小时的方向为切线方向的曲线在外板Q上平滑地延伸，并将该曲线决定为‘第1暂定被仿形线’(图1/S112)。具体而言，如图2(a)所示，以外板Q上的任意点O为起始点，决定出在该任意点O处的外板的曲率(＝(曲率半径)-1)包括正负在内而为最大时的方向上沿着外板Q延伸的第1项的第1线段δa1。另外，还决定出以第n(n＝1、2、……)项的第1线段δan的终点an为起始点的第n+1项的第1线段δan+1。第n+1项的第1线段δan+1是指下述两线段之中的与第n项的第1线段δan平滑地相连的那一线段，即该两线段是指在第n项的第1线段δan的终点an处的外板Q的曲率为最大时的方向上沿着外板Q延伸的线段、和在该曲率为最小时的方向上沿着外板Q延伸的线段。具体而言，第n+1项的第1线段δan+1是该两线段中的、起始端部的方向矢量与第n项的第1线段δan的终端部的方向矢量所呈的角度较小的那一线段。而且，如图2(b)所示，将第1线段δan的连结线决定为第1暂定被仿形线A。
另外，将起始点与第1暂定被仿形线A的起始点相同，以该起始点处的外板Q的曲率为最小时的方向为切线方向，并且以除了起始点外的任意点处的外板Q的曲率为最小或最大时的方向为切线方向的曲线在外板Q上平滑地延伸，并将该曲线决定为第2暂定被仿形线(图1/S114)。具体而言，如图2(a)所示，决定出起始点与第1项的第1线段δa1的起始点相同，且在第1项的第1线段δan的起始点O处的外板Q的曲率为最小时的方向上沿着外板Q延伸的第1项的第2线段δb1。此外，还决定出以第m(m＝1、2、……)项的第2线段δbm的终点bm为起始点的第m+1项的第2线段δbm+1。第m+1项的第2线段δbm+1是指下述两线段之中的与第m项的第2线段δbm平滑地相连的那一线段，即该两线段是指在第m项的第2线段δbm的终点δbm处的外板Q的曲率为最小时的方向上沿着外板Q延伸的线段、和在该曲率为最大时的方向上沿着外板Q延伸的线段。具体而言，第m+1项的第2线段δbm+1是该两线段中的、起始端部的方向矢量与第m项的第2线段δbm的终端部的方向矢量所呈角度较小的那一线段。而且，如图2(b)所示，将第2线段δbm的连结线决定为第2暂定被仿形线B。
另外，在决定第1线段δan和第2线段δbm时，也可以使用龙格·库塔法(Runge-Kutta method)等的微分方程式的初值问题的开放。
然后，执行‘在第2处理’(图1/S120)，即，以由第1处理决定的第2暂定被仿形线为基准而在外板上决定一个或多个第1暂定被仿形线，并且以由第1处理决定的第1暂定被仿形线为基准而在外板上决定一个或多个第2暂定被仿形线的处理。
首先，以由第1处理决定的第2暂定被仿形线B上的点为起始点，并且决定在该起始点处与第2暂定被仿形线B正交的第1暂定被仿形线(图1/S122)。具体而言，如图3(a)所示，将由第1处理决定的第2暂定被仿形线B上的点y1～y5、y7作为第1项的第1线段的起始点，逐步决定出第n项的第1线段(参照图中箭头)。而且，如图3(b)所示，决定出以由第1处理决定的第2暂定被仿形线B上的点y1～y5、y7作为第1项的第1线段的起始点的第1暂定被仿形线A1～A5、A7。而且，在图3(b)中，由第1处理决定的图3(a)所示的第1暂定被仿形线A被表示为第1暂定被仿形线A6。另外，成为第1项的第1线段的起始点的第2暂定被仿形线B上的点的间隔可以根据外板Q的比例来调节。
另外，决定出以由第1处理决定的第1暂定被仿形线A上的点为起始点，并且在该起始点处与第1暂定被仿形线A正交的第2暂定被仿形线(图1/S124)。具体而言，如图4(a)所示，将由第1处理决定的第1暂定被仿形线A上的点x1～x4、x6～x9作为第1项的第2线段的起始点，逐步决定第m项的第2线段(参照图中箭头)。而且，如图4(b)所示，决定出以由第1处理决定的第2暂定被仿形线B上的点x1～x4、x6～x9作为第1项的第2线段的起始点的第2暂定被仿形线B1～B4、B6～B9。而且，在图4(b)中，由第1处理决定的图4(a)所示的第1暂定被仿形线B被表示为第2暂定被仿形线B5。另外，成为第1项的第2线段的起始点的第1暂定被仿形线A上的点的间隔可以根据外板Q的比例来调节。
另外，也可以将在第2处理中决定的第2暂定被仿形线视为在第1处理中决定的第2暂定被仿形线，然后以其为基准来重新决定第1暂定被仿形线。同样，也可以将在第2处理中决定的第1暂定被仿形线视为在第1处理中决定的第1暂定被仿形线，然后以其为基准来重新决定第2暂定被仿形线。
之后，执行‘第3处理’，即，将由第1及第2处理决定的第1暂定被仿形线群及第2被仿形线群中的一方决定为第1被仿形线群，并且将另一方决定为第2被仿形线群的处理(图1/S130)。
具体而言，首先，分别关于第1暂定被仿形线群A1～A7、及第2暂定被仿形线群B1～B9，按照下式(2)来计算法曲率K的绝对值的平均值K*(图1/S132)。
K*＝∑∫dt·Abs[K(t)]/∑∫dt ……(2)其中，∑∫dt·Abs[K(t)]表示关于各个第1暂定被仿形线A1～A7(或第2暂定被仿形线B1～B9)的法曲率绝对值Abs[K(t)]的积分值总和。另外，∑∫dt是表示各个第1暂定被仿形线A1～A7(或第2暂定被仿形线)的实长的总和。
此外，t为各被仿形线的实长坐标，并按照下式(3)计算，该下式(3)以第1被仿形线或第2被仿形线的微小部分dt与该微小部分dt在x-y平面上的投影微小部分dr之间的几何学关系为基础。
t＝∫dr[1+{xz+λyz}2/(1+λ2)]1/2λ≡(dy/dx)、x≡/x、y≡/y ……(3)而且，将第1暂定被仿形线群A1～A7及第2暂定被仿形线群B1～B9中法曲率绝对值的平均值K*大的线群所包含的线决定为‘第1被仿形线’(图1/S 134)。在此，图4(b)所示的第1暂定被仿形线A1～A7分别被决定为‘第1被仿形线’。
另外，将第1暂定被仿形线群A1～A7及第2暂定被仿形线群B1～B9中法曲率绝对值的平均值K*小的线群所包含的线决定为‘第2被仿形线’(图1/S134)。在此，图4(b)所示的第2暂定被仿形线B1～B9分别被决定为‘第2被仿形线’。
然后，执行‘第4处理’，即，将第1被仿形线群作为第1仿形线群而从外板仿形到平板上，并且将第2被仿形线群作为第2仿形线群而从外板仿形到平板上的处理(图1/S140)。
具体而言，首先，将第1被仿形线群A1～A7、及第2被仿形线群B1～B9的各自的测地曲率Kg作为实长坐标t的函数，按照下式(4)来进行决定(图1/S142)。
Kg(t)＝±[g1/2A(t)+g-1/2B(t)]g≡1+(xz)2+(yz)2
A≡x’y”-y’x”B≡yz·xxz·x’3+{2yz·xyz-xz·xxz}·x’2·y’+{yz·yyz-2xz·xyz}·x’·y’2-xz·yyz·t’3x≡/x、y≡/y、x’≡dx/dt、x”≡d2x/dt2、y’≡dy/dt、y”≡d2y/dt2、 ……(4)接着，将第1被仿形线A1～A7的实长坐标t及测地曲率Kg(t)、和平板(x-y平面)上的实长坐标及作为其函数的曲率相一致的线决定为如图5所示的第1暂定仿形线f(An)(n＝1、2、..、7)(图1/S144)。同样地，将第2被仿形线的实长坐标t及测地曲率Kg(t)、和平板上的实长坐标及作为其函数的测地曲率相一致的线决定为如图6所示的第2暂定仿形线q(Bm)(m＝1、2、..、9)(图1/S144)。在图5及图6中，‘○(圆形标志)’表示第1被仿形线An及第2被仿形线Bm的交点，‘+(十字标志)’表示外板Q的边缘。
然后，依据第1暂定仿形线q(An)及第2暂定仿形线q(Bm)，决定第1仿形线p(An)及第2仿形线p(Bm)(图1/S146)。关于第1仿形线p(An)及第2仿形线p(Bm)的决定方法，结合图7～图8进行说明。
首先，以1条第2暂定仿形线q(Bm)为基准，暂时决定相邻的一对第1暂定仿形线q(An)及q(An+1)的相对位置使得其满足下述条件1～3。
(条件1)与第2暂定仿形线q(Bm)的交点处的第1暂定仿形线q(An)及q(An+1)的实长坐标同与第2被仿形线Bm的格点处的第1被仿形线An及An+1的实长坐标相一致。
(条件2)包含在由第1暂定仿形线q(An)及q(An+1)夹着的区域中的第2暂定仿形线q(Bm)的实长坐标同包含在由第1被仿形线An及An+1夹着的被仿形区域中的第2被仿形线Bm的实长坐标相一致。
(条件3)第1暂定仿形线q(An)及q(An+1)、和第2暂定仿形线q(Bm)正交。
另外，在由已被暂时决定了相对位置的一对第1暂定仿形线q(An)、q(An+1)夹着的区域，暂时决定第2暂定仿形线q(Bm’)(m’≠m)的配置使得满足下述条件4。此时，第2暂定仿形线q(Bm’)的实长坐标根据需要而伸缩。
(条件4)与第2暂定仿形线q(Bm’)的交点处的第1暂定仿形线q(An)及q(An+1)的实长坐标同与第2被仿形线Bm’的交点处的第1被仿形线An及An+1的实长坐标相一致。
例如，在以第2暂定仿形线q(B4)为基准的情况下，如图7(a)所示，暂时决定第1暂定仿形线q(A3)及q(A4)的相对位置。另外，在这种情况下，如图7(a)所示，暂时决定包含在由第1暂定仿形线q(A3)及q(A4)夹着的区域(斜线部分)中的第2暂定仿形线q(Bm’)(m’≠4)(虚线)的配置。
另一方面，在以第2暂定仿形线q(B7)为基准的情况下，如图7(b)所示，暂时决定第1暂定仿形线q(A3)及q(A4)的相对位置。另外，在这种情况下，如图7(b)所示，暂时决定包含在由第1暂定仿形线q(A3)及q(A4)夹着的区域(斜线部分)中的第2暂定仿形线q(Bm’)(m’≠7)(虚线)的配置。
而且，在包含于由已被暂时决定了相对位置的一对第1暂定仿形线q(An)及q(An+1)夹着的区域中的第2暂定仿形线q(Bm)的长度、及该区域的面积满足一定条件的情况下，第1暂定仿形线q(An)及该区域内的第2暂定仿形线q(Bm)被决定为第1仿形线p(An)及该区域内的第2仿形线p(Bm)(图1/S146)。该条件如下述说明所述，根据外板制造时的加工方法的种类而变动。
即，关于‘缩短加工’的上述一定条件如下所述。
(1a)已被暂时决定了配置的所有的第2暂定仿形线q(Bm)的各自长度是所对应的第2被仿形线Bm的长度以上，并且，(1b)由一对第1暂定仿形线q(An)及q(An+1)夹着的区域的面积为最小。
另一方面，关于‘伸长加工’的上述一定条件则如下所述。
(2a)已被暂时决定了配置方式的所有的第2暂定仿形线q(Bm)的各自长度是所对应的第2被仿形线Bm的长度以下，并且，(2b)由一对第1暂定仿形线q(An)及q(An+1)夹着的区域的面积为最大。
逐步决定相邻的第1暂定仿形线q(An)及q(An+1)的相对位置，并且逐步决定由第1暂定仿形线q(An)及q(An+1)夹着的区域的第2暂定仿形线q(Bm)的配置方式。据此，图2(a)所示的外板Q被展开成如图8所示那样的平板P。即，图4(b)所示的第1被仿形线群An及第2被仿形线群Bm作为图8所示的第1仿形线p(An)及第2仿形线p(Bm)而被展开在平板上。
下面，结合图9，说明加工图8所示的平板P来制造图2(a)所示的外板Q的方法。
作为加工前的准备工作，首先，算出沿着第1被仿形线An的外板Q的法曲率K(图9/S202)。另外，算出由一对的第1仿形线p(An)及p(An+1)夹着的仿型区域中的第2仿形线p(Bm)的长度相对由一对第1被仿形线An及An+1夹着的被仿形区域中的第2被仿形线Bm的长度的比率c(图9/S204)。例如，就第2被仿形线B1来说，在由第1被仿形线A1及A2夹着的被仿形区域内，比率c为‘1.05’，在由第1被仿形线A2及A3夹着的被仿形区域内，比率c为‘1.07’，……等，就每一部分来决定该比率。另外，也可以在比被仿形区域细的每一区域局部地决定比率c。
在所述准备工作结束后，弯曲加工平板P形成中间曲板(图示省略)(图9/S206)，使得第1仿形线p(An)的法曲率同第1被仿形线An的法曲率相一致。
然后，通过缩短(或伸长)加工中间曲板使得第2仿形线p(Bm)的实长坐标同第2被仿形线Bm的实长坐标相一致，来制造图2所示的外板Q(图9/S208)。在该加工时，使用先前计算出的比率c。例如，就第2被仿形线B1而言，考虑有下述之类的情况，即在由第1被仿形线A1及A2夹着的被仿形区域内，比率c为‘1.05’，在由第1被仿形线A2及A3夹着的被仿形区域内，比率为‘1.07’，……。在这种情况下，通过如下所述那样加工中间曲板，来制造外板Q，即，第2仿形线p(B 1)在由第1仿形线p(A1)及p(A2)夹着的仿形区域内被缩短加工‘4.8％’，在由第1仿形线p(A2)及p(A3)夹着的仿形区域内被缩短加工‘6.6％’，……。
根据本发明的外板展开方法，图4(b)所示的外板Q上的第1被仿形线群A1～A7及第2被仿形线群B1～B9作为图8所示的第1仿形线群p(A1)～p(A7)及第2仿形线群p(B1)～p(B9)而被仿形在平板P上。此时，第1被仿形线An的实长坐标t及作为其函数的测地曲率Kg(参照上述式(4))同第1仿形线p(An)的实长坐标及作为其函数的曲率K相一致。
据此，如果弯曲加工平板P使得第1仿形线p(An)的法曲率同第1被仿形线An的法曲率相一致，则能够以不必在沿着第1仿形线An的方向上伸长加工或缩短加工平板P的方式形成中间曲板。由此，降低了外板制造时的加工量。
另外，决定第1仿形线p(An)及p(An+1)的相对位置(参照图7(a)、图7(b))，使得由相邻的第1仿形线p(An)及p(An+1)夹着的仿形区域(参照图7(a)、图7(b)中的斜线部分)中的所有的第2仿形线p(Bm)的各自的长度达到与该仿形区域相对应的被仿形区域中的第2被仿形线Bm的长度以上(或以下)。而且，还决定仿形区域中的第2仿形线p(Bm)。
据此，只要缩短加工(或伸长加工)中间曲板使得每一仿形区域的第2仿形线p(Bm)的实长坐标同每一被仿形区域的第2被仿形线Bm的实长坐标相一致就足以，从而避免了缩短加工的部位和伸长加工的部位并存的问题。因此，即使不是熟练工，也可以容易地制造外板P。
此外，决定第1仿形线p(An)及p(An+1)的相对位置，使得由相邻的第1仿形线p(An)及p(An+1)夹着的仿形区域(参照图7(a)、图7(b)中斜线部分)面积为最小(或最大)，并且，决定该仿形区域中的第2仿形线Bm的配置。
据此，外板Q制造时的平板P的缩短加工量(或伸长加工量)被抑制在最低限度。因此，通过弯曲加工平板P形成中间曲板使得第1仿形线p(An)的法曲率同第1被仿形线An的法曲率相一致，并缩短加工(或伸长加工)中间曲板使得(每一仿形区域的)第2仿形线p(Bm)的实长坐标同(每一被仿形区域的)第2被仿形线Bm的实长坐标相一致，可以在将加工量抑制到必要最小限度的同时制造外板Q。
据本申请发明人所知，根据本发明的外板展开方法，通过将平板P在整体上缩短大约2.2％，就可以制造出外板Q，相对于此，根据以往的外板展开方法，在制造外板Q时，必须将平板在整体上缩短大约7.1％。即，根据本发明的外板展开方法，与以往的测地线展开法相比，制造外板Q所必要的平板P的缩短率被抑制在以往的1/3左右。
另外，制造作业人员通过图8所示的第1仿形线p(An)及第2仿形线p(Bm)，可以确认将平板P在哪里向哪个方向弯曲为宜、将哪里向哪个方向缩短(或伸长)为宜。此外，制造作业人员还可以通过第1被仿形线An曲率来把握将平板P弯曲为哪种程度为宜。另外，制造作业人员还可以通过所述比率c来把握将中间曲板缩短为(或伸长)哪种程度为宜。据此，可以期待得到不需要熟练技术就能促进高质量的外板制造的方法。
还有，本发明的外板展开方法及外板制造方法除了图2(a)所示的形状的外板Q之外，还可以适用于所有形状的外板。
另外，当外板是局部地包含球体一部分的形状的情况时，也可以通过平滑地延长该局部部分的恰好跟前处的第1暂定被仿形线及第2暂定被仿形线，来决定该局部部分处的外板上的第1暂定被仿形线及第2暂定被仿形线。
权利要求
1.一种外板展开方法，其将规定形状的外板展开成平板，该外板展开方法的特征在于，执行第1处理、第2处理、第3处理、及第4处理，所述第1处理是，在外板上决定第1暂定被仿形线及第2暂定被仿形线的处理，所述第2处理是，以由第1处理决定的第2暂定被仿形线为基准而在外板上来决定第1暂定被仿形线，并且以由第1处理决定的第1暂定被仿形线为基准而在外板上来决定第2暂定被仿形线的处理，所述第3处理是，将由第1及第2处理决定的第1暂定被仿形线群及第2被仿形线群中的一方决定为第1被仿形线群，并且将另一方决定为第2被仿形线群的处理，所述第4处理是，将第1被仿形线群作为第1仿形线群而从外板仿形到平板上，并且将第2被仿形线群作为第2仿形线群而从外板仿形到平板上的处理；在第1处理中，将以起始点处的外板的曲率为最大时的方向为切线方向，并且以除了起始点外的任意点处的外板的曲率为最大或最小时的方向为切线方向的曲线在外板上平滑地延伸，并将该曲线决定为第1暂定被仿形线，将以与第1暂定被仿形线共用的起始点处的外板的曲率为最小时的方向为切线方向，并且以除了起始点外的任意点处的外板的曲率为最小或最大时的方向为切线方向的曲线在外板上平滑地延伸，并将该曲线决定为第2暂定被仿形线，在第2处理中，以由第1处理决定的第2暂定被仿形线上的点为起始点，并且还决定出在该起始点处与第2暂定被仿形线正交的第1暂定被仿形线，以由第1处理决定的第1暂定被仿形线上的点为起始点，并且还决定出在该起始点处与第1暂定被仿形线正交的第2暂定被仿形线，在第3处理中，计算出由第1及第2处理决定的第1暂定被仿形线群的法曲率绝对值的平均值，计算出由第1及第2处理决定的第2暂定被仿形线群的法曲率绝对值的平均值，并将第1暂定被仿形线群及第2暂定被仿形线群中的法曲率绝对值的平均值大的线群所包含的线决定为第1被仿形线群，将第1暂定被仿形线群及第2暂定被仿形线群中的法曲率绝对值的平均值小的线群所包含的线决定为第2被仿形线群，在第4处理中，使第1被仿形线的实长坐标及作为该实长坐标的函数的测地曲率同第1仿形线的实长坐标及作为该实长坐标的函数的曲率相一致，决定出相邻的第1仿形线的配置，使得包含在由该相邻的第1仿形线夹着的仿形区域中的第2仿形线的长度达到包含在被仿形区域中且与该第2仿形线相对应的第2被仿形线的长度以上，所述该被仿形区域处于与该相邻的第1仿形线相对应的相邻的第1被仿形线之间，且使得该仿形区域的面积为最小，并且决定出该仿形区域中的第2仿形线的配置。
2.一种外板展开方法，其将规定形状的外板展开成平板，该外板展开方法的特征在于，执行第1处理、第2处理、第3处理、及第4处理，所述第1处理是，在外板上决定第1暂定被仿形线及第2暂定被仿形线的处理，所述第2处理是，以由第1处理决定的第2暂定被仿形线为基准而在外板上来决定第1暂定被仿形线，并且以由第1处理决定的第1暂定被仿形线为基准而在外板上来决定第2暂定被仿形线的处理，所述第3处理是，将由第1及第2处理决定的第1暂定被仿形线群及第2被仿形线群中的一方决定为第1被仿形线群，并且将另一方决定为第2被仿形线群的处理，所述第4处理是，将第1被仿形线群作为第1仿形线群而从外板仿形到平板上，并且将第2被仿形线群作为第2仿形线群而从外板仿形到平板上的处理；在第1处理中，将以起始点处的外板的曲率为最大时的方向为切线方向，并且以除了起始点外的任意点处的外板的曲率为最大或最小时的方向为切线方向的曲线在外板上平滑地延伸，并将该曲线决定为第1暂定被仿形线，将以与第1暂定被仿形线共用的起始点处的外板的曲率为最小时的方向为切线方向，并且以除了起始点外的任意点处的外板的曲率为最小或最大时的方向为切线方向的曲线在外板上平滑地延伸，并将该曲线决定为第2暂定被仿形线，在第2处理中，以由第1处理决定的第2暂定被仿形线上的点为起始点，并且还决定出在该起始点处与第2暂定被仿形线正交的第1暂定被仿形线，以由第1处理决定的第1暂定被仿形线上的点为起始点，并且还决定出在该起始点处与第1暂定被仿形线正交的第2暂定被仿形线，在第3处理中，计算出由第1及第2处理决定的第1暂定被仿形线群的法曲率绝对值的平均值，计算出由第1及第2处理决定的第2暂定被仿形线群的法曲率绝对值的平均值，并将第1暂定被仿形线群及第2暂定被仿形线群中的法曲率绝对值的平均值大的线群所包含的线决定为第1被仿形线群，将第1暂定被仿形线群及第2暂定被仿形线群中的法曲率绝对值的平均值小的线群所包含的线决定为第2被仿形线群，在第4处理中，使第1被仿形线的实长坐标及作为该实长坐标的函数的测地曲率同第1仿形线的实长坐标及作为该实长坐标的函数的曲率相一致，决定出相邻的第1仿形线的配置，使得包含在由该相邻的第1仿形线夹着的仿形区域中的第2仿形线的长度达到包含在被仿形区域中且与该第2仿形线相对应的第2被仿形线的长度以上，所述该被仿形区域处于与该相邻的第1仿形线相对应的相邻的第1被仿形线之间，且使得该仿形区域的面积为最大，并且决定出该仿形区域中的第2仿形线的配置。
3.一种外板制造方法，其由按照如权利要求1所述的方法将所述规定形状的外板展开而得到的平板，来制造该规定形状的外板，该外板制造方法的特征在于，弯曲所述平板形成中间曲板，使得所述第1仿形线的法曲率同所述第1被仿形线的法曲率相一致，缩短加工该中间曲板，使得每一所述仿形区域中的第2仿形线的实长坐标同与各仿形区域相对应的每一所述被仿形区域中的与该第2仿形线相对应的第2被仿形线的实长坐标相等。
4.一种外板制造方法，其由按照如权利要求2所述的方法将所述规定形状的外板展开而得到的平板，来制造该规定形状的外板，该外板制造方法的特征在于，弯曲所述平板形成中间曲板，使得所述第1仿形线的法曲率同所述第1被仿形线的法曲率相一致，伸长加工该中间曲板，使得每一所述仿形区域中的第2仿形线的实长坐标同与各仿形区域相对应的每一所述被仿形区域中的与该第2仿形线相对应的第2被仿形线的实长坐标相等。
全文摘要
提供一种可以降低加工量并提高外板制造效率的外板展开方法及外板制造方法。根据本发明的外板展开方法，第1被仿形线及第2被仿形线作为第1仿形线及第2仿形线被仿形于平板上。此时，使第1被仿形线的实长坐标及作为其函数的测地曲率同第1仿形线的实长坐标及作为其函数的曲率相一致。另外，决定第1仿形线的相对位置，使得由相邻的第1仿形线夹着的仿形区域中的第2仿形线的长度达到被仿形区域中的与该第2仿形线相对应的第2被仿形线的长度以上，所述该被仿形区域是指与该仿形区域相对应且由相邻的第1被仿形线夹着的区域，且使得仿形区域的面积为最小，并且决定仿形区域中的第2仿形线的配置。
文档编号B63B9/06GK1925935SQ20048004257
公开日2007年3月7日 申请日期2004年3月31日 优先权日2004年3月31日
发明者松冈一祥, 富泽茂 申请人:社团法人日本中小型造船工业会, 独立行政法人海上技术安全研究所