一种船用小通径管路三维设计系统及设计方法与流程

1.本发明属于船舶建造技术领域，具体涉及一种船用小通径管路三维设计系统及设计方法。


背景技术：

2.船舶小管径管子主要包括遥控管、气动管以及氟利昂管等，小管径管子越占船舶总长度的30％，小管径管子多为集束布置，管夹、支架和通舱件标准相对统一。
3.目前，船舶在船舶管系生产设计三维建模放样过程中，小管径管子均没有放样，长度由设计人员根据设计图纸估算订货，和现场实际需求差异较大；支架、管夹的订货规格与现场的需求不一致，导致大量废返，造船不必要的浪费；通舱件的结构开孔都由施工人员现场手工切割，大大增加了现场施工人员的工作量和作业面的美观度。
4.spd是一种船舶软件设计系统，该系统具有船体结构设计、管系设计、风管设计、电气设计、铁舾件设计和涂装生产设计等功能。现有的spd管路功能仅支持单一小管径管路建模，但是会增加设计工作人员的工作量，现有技术中农尚无小管径批量建模的相关研究。


技术实现要素：

5.针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种船用小通径管路三维设计系统，本发明基于spd设计系统，能够快速批量生成带有完整工艺信息的小管径管路及附件，保证小管径管路及附件的出图效率及质量。此外，本发明还要提供一种船用小统计管路三维设计方法。
6.为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
7.本发明的第一方面，提供一种船用小通径管路三维设计系统，包括：数据准备模块，所述数据准备模块用于从管路原理图中获取管路数据信息、弯管工艺信息、管附件模型信息；spd系统定义模块，所述spd系统定义模块与所述数据准备模块连接，用于从数据准备模块获取管路数据信息、弯管工艺信息、管附件模型信息；交互布管模块，所述交互布管模块与所述spd系统定义模块连接，用于确定管路建模的基本参数；计算模块，所述计算模块连接所述交互布管模块，用于根据前置参数、配置及所述交互布管模块的交互点信息，计算出管路模型并生成布管平面、弯头、路径信息；管路模型生成模块，所述管路模型生成模块连接所述计算模块及spd系统定义模块，管路模型生成模块从计算模块和spd系统定义模块获取参数生成管路模型；管附件添加模块，所述管附件添加模块连接所述管路模型生成模块，用于在管路布置完成后再管路上交互添加管附件；图表生成模块；所述图表生成模块连接所述管路模型生成模块，用于生成与管路相关的图表清册。
8.本发明的第二方面，提供一种船用小通径管路三维设计方法，采用上述的船用小通径管路三维设计系统，包括以下步骤：
9.步骤一、spd系统定义模块从数据准备模块中获取管路数据信息、弯管工艺信息、管附件模型信息；
10.步骤二、交互布管模块提取用户输入数据，包括布置方式与交互点信息；
11.步骤三、计算模块根据管路的前置参数、配置及所述交互布管模块的交互点信息，自动生成路径，批量生成管路模型；
12.步骤四、批量生成管路模型后，设计人员在管附件添加模块中添加管附件；
13.步骤五、管附件添加完成后，在图表生成模块中生成图表清册。
14.作为优选的技术方案，所述步骤一中，管路数据信息包括管外径、通径、壁厚；弯管工艺信息包括弯管压力、涂装参数、保温参数、验收级别、验收标准、验收水压机弯管半径。
15.作为优选的技术方案，所述步骤二中，设计人员在交互布管模块输入布局参数，根据设计人员输入参数提供布局截面预览，交互选取基准管。
16.作为优选的技术方案，布局参数包括管子原理号、管子数量、管子层数、管间距、布局方式；布局截面预览包括：通过管截面实时预览管子数量、相对位置以及当前基准管信息。
17.作为优选的技术方案，所述步骤三中，设计人员在spd系统中交互选择布管平面及三维坐标定点，计算模块自动计算路径，自动批量生成管路模型。
18.作为优选的技术方案，所述步骤四中，在已生成的管路模型上，交互添加管附件，管附件保护管夹、支架、通舱件。
19.作为优选的技术方案，图表清册包括小通径管子、支架综合布置图，通舱件的开孔清册，管材、管附件汇总表，管子支架托盘管理表。
20.与现有技术相比，本发明具有以下技术效果：
21.(1)本发明实现了快速批量布置小管路，减少了重复布管工作量，提高了设计人员的建模效率。
22.(2)本发明能够批量生成的模型属性、拓扑关系完备，便于后期数据修改与维护。
23.(3)本发明通过引入spd系统的管路相关工艺数据，能够快速、准确的生成实船的工程数据，实现数控切割，减少现场施工人员的工作量，缩短船舶建造周期。
附图说明
24.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
25.图1为本发明的方法流程图。
26.图2为本发明spd系统定义模块的方法流程图。
27.图3为本发明交互布管模块的方法流程图。
28.图4为本发明布管算法流程图。
29.图5为本发明管附件安装流程图。
30.图6为本发明图表生成流程图。
具体实施方式
31.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完
整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
32.如图1所示，本实施例提供一种船用小通径管路三维设计系统，包括：数据准备模块，所述数据准备模块用于从管路原理图中获取管路数据信息、弯管工艺信息、管附件模型信息；spd系统定义模块，所述spd系统定义模块与所述数据准备模块连接，用于从数据准备模块获取管路数据信息、弯管工艺信息、管附件模型信息；交互布管模块，所述交互布管模块与所述spd系统定义模块连接，用于确定管路建模的基本参数；计算模块，所述计算模块连接所述交互布管模块，用于根据前置参数、配置及所述交互布管模块的交互点信息，计算出管路模型并生成布管平面、弯头、路径信息；管路模型生成模块，所述管路模型生成模块连接所述计算模块及spd系统定义模块，管路模型生成模块从计算模块和spd系统定义模块获取参数生成管路模型；管附件添加模块，所述管附件添加模块连接所述管路模型生成模块，用于在管路布置完成后再管路上交互添加管附件；图表生成模块；所述图表生成模块连接所述管路模型生成模块，用于生成与管路相关的图表清册。
33.本实施例还提供一种船用小通径管路三维设计方法，包括以下步骤：
34.步骤一、spd系统定义模块从数据准备模块中获取管路数据信息、弯管工艺信息、管附件模型信息；管路数据信息包括管外径、通径、壁厚；弯管工艺信息包括弯管压力、涂装参数、保温参数、验收级别、验收标准、验收水压机弯管半径。如图2所示，其具体包括以下步骤：
35.s11、根据管路原理图，收集不同管路的通径、外径、壁厚、材质、压力、船级、保温、处理信息；
36.s12、根据管路原理图，收集不同管路的弯管信心；
37.s13、根据管路原理图，收集不同规格的支架、管夹、通舱件等管附件信息；
38.s14、根据工程信息打开spd管子原理库；
39.s15、输入管路的通径、外径、壁厚、材质、压力、船级、保温、处理信息；
40.s16、输入不同管路的弯管工艺信息；
41.s17、输入支架、管夹、通舱件等附件信息；
42.s18、内存中保持数据并提供后续模块的访问接口。
43.步骤二、交互布管模块提取用户输入数据，包括布置方式与交互点信息，该模块用于确定小管径建模的基本参数；设计人员在交互布管模块输入布局参数，根据设计人员输入参数提供布局截面预览，交互选取基准管。布局参数包括管子原理号、管子数量、管子层数、管间距、布局方式；布局截面预览包括：通过管截面实时预览管子数量、相对位置以及当前基准管信息。如图3所示，具体包括以下步骤：
44.s21、在spd中交互选择布管平面的法向；
45.s22、选择布管的起始点；
46.s23、选择下一点；
47.s24、判断前面两点是否在布管平面上，“是”直接转到s25，“否”则重新选择布管平面，然后转到s25；
48.s25、计算模块根据多管截面相对位置就是那其他管子的路径；
49.s26、在三维空间中生成目前节点下各小管路模型；
50.s27、确认是否结束，“是”直接转到s28否则转到s23；
51.s28、结束。
52.步骤三、计算模块根据管路的前置参数、配置及所述交互布管模块的交互点信息，设计人员在spd系统中交互选择布管平面及三维坐标定点，计算模块自动计算路径，自动批量生成管路模型。如图4所示，其具体包括以下步骤：
53.s31、输入布管平面；
54.s32、输入各小管路节点数组以及基准管的编号；
55.s33、输入当前选择的三维点；
56.s34、根据当前点以及管路的节点数组的末点确定方向；
57.s35、判断最后一段管路是否在当前布管平面上；“是”直接转到s46，“否”则重新计算布管平面，然后转到s46；
58.s36、计算出基准管各节点，根据基准管偏移生成其他小管路；
59.s37、结束并返回各管路节点数组。
60.步骤四、批量生成管路模型后，设计人员在管附件添加模块中添加管附件；如图5所示，其具体包括以下步骤：
61.s41、在spd中选择管附件模块；
62.s42、框选已生成的小管路模型：
63.s43、交互选择舱壁或甲板面三维点；
64.s44、选择所需通舱件类型；
65.s45、确认后生成通舱件模型；
66.s46、接s42，交互选择小管路模型需要添加支架的三维点；
67.s47、选择所需支架和管夹类型；
68.s48、选择支架支撑面的朝向；
69.s49、确认后生产支架和管夹模型。
70.步骤五、管附件添加完成后，在图表生成模块中生成图表清册；如图6所示，具体包括以下步骤：
71.s61、在spd中选择图表生成模块；
72.s62、框选已添加支架、管夹、通舱件等附件信息的小管路模型，放到相应的出图托盘内；
73.s63、生成小通径管子、支架综合布置图，通舱件的开孔清册，管材、管附件汇总表，管子支架托盘管理表。
74.本发明能够基于spd软件，批量生成小管径管路以及布置相关附件，实现半自动化的生成，极大提高设计人员的工作效率。
75.尽管上述实施例已对本发明作出具体描述，但是对于本领域的普通技术人员来说，应该理解为可以在不脱离本发明的精神以及范围之内基于本发明公开的内容进行修改或改进，这些修改和改进都在本发明的精神以及范围之内。