应用EFSPD系统展开船名、水尺等字体的方法

杨秀峰 于湃 刘泽旭 王同山 黄镇雄

摘    要：本文基于东欣船舶产品设计（EFSPD）系统，对原有的船名字体展开方法进行改进，提高工作效率及展开字体的精度。按此方法展开的船名与船体外板完美贴合，降低了现场安装的难度。对于高度大于500mm的船名、公司名等字体的展开，操作简单方便、精准度高、通用性好，可以降低生产制作成本，提高工作效率。

关键词：船名;展开;EFSPD

中图分类号：U671                                   文献标识码：A

Abstract： This paper deals with a ship name unfolding method in shipbuilding technical field. Based on the EFSPD system， the original character font unfolding method is improved to improve the working efficiency and the accuracy of an unfolded character font. The ship name unfolded by the method is perfectly fitted with the shell plate， which reduces the difficulty of site installation. For the ship name and company name with a height of more than 500 mm， the unfolding operation by the method is simple， convenient， accurate and versatile， so it can reduce the production cost and improve the working efficiency.

Key words： Ship name;  Unfold;  EFSPD

1     前言

船舶的船名制作是根据设计单位提供的船名结构图纸，包括船名安装的位置、船名的字体大字、式样要求等。船舶作为一种复杂的水上建筑物，需要满足各种规范及性能的要求，所以船舶的型线非常复杂。

船名安装于船体外板处，需保证与船舶型线的走势相同，保证安装后的美观性，所以船厂收到图纸后由放样人员手工展开字体，并提供安装数据指导现场施工人员进行安装。

船名的安装形式，大体分为焊接式和喷涂式两种：焊接式需提供船名字体的实际零件、切割代码，并依据结构图安装;喷涂式需制作字体的实际形状，并绘制胶膜纸，胶膜纸上需要定位数据，以便于现场施工人员喷涂。无论采用何种安装方式，均需要对字体进行展开，并需要绘制相关安装、喷涂信息。

一直以来，船名等字体的放样展开都非常复杂，要花费大量人工和时间，工作效率极低。本文介绍应用EFSPD系统展开船名、水尺等字体的方法，具有操作简单、精准度高、通用性好、提高工作效率等优点。

2     船名字体展开的原理

以字体“2”为例，依据设计院提供的电子版的AUTOCAD文件（即船名图纸），字体为AUTOCAD的1：1图形，仅需要在此基础上进行字样展开：

（1）实长及扭转角度的求取。根据图纸定位尺寸，在肋骨型线图上求出字体“2”的实际长度;在水线上求出字体“2”沿船长方向的实际长度;求出字体“2”的安装肋骨线与水线之间的展开夹角;求得展开字体的扭转角度。扭转角度是由船体的双向曲度形成，船体型线变化越大，形成的角度越大，一般首尾处型线变化最剧烈;

（2）制作辅助图形。将字体“2”以肋骨线及水线方向的实长拉伸（见图1 a））;然后将字体“2”旋转45°（见图1 b））;以字体“2”肋骨线与水线的夹角为四边形的其中一个角，作边长为500 mm的平行四边形;同时以500 mm为边长做正方形;将两个平行四边形的对角线分别量出来，将正方形旋转45°（图1 c））;将拉伸后的字体“2”旋转45°并以平行四边形的对角线长与正方形的对角线长之比做X、Y向的拉伸比例，从而求得展开后的字体（图1 d））。此时，需要注意字体“2”旋转的角度方向及X、Y 的比例填写，字体“2”旋转正45°，X比例为859/707、Y比例为512/707。原来的正方形两条对角线AD的长度压缩了、而CB的长度拉长了;在AutoCAD软件里面要拉伸或压缩一个图形，必须沿X、Y或Z轴坐标方向来实现，因此要把正方形旋转至两条对角线分别沿X轴和Y轴坐标上;利用正方形和菱形对角线的比值关系，把正方形拉伸成为菱形，菱形是应用字样展开夹角绘制的，把最初的字样放在正方形里面一起拉伸达到菱形效果;

（3）字体的展开应用了AutoCAD软件里面拉伸的功能。把字体“2”的外形用直线沿高度和宽度连起来，可以得到一个正方形，而正方形对角线互相垂直。实践表明，只有用正方形的对角线拉伸才能实现字体的展开，原因是长方形的对角线不互相垂直，两条对角线无论如何旋转也不能使AutoCAD里面的X、Y轴坐标系方向一致，拉伸出来的图形达不到想要的效果;而正方形的两条对角线互相垂直，旋转图形后字體相当于是正方形平面内的一部分，图形拉伸时字体也会同步进行，达到最终的展开效果;在实际放样过程中，只要求出扭转角度，并把菱形与正方形对角线的值求出即可，单独旋转字样45°拉伸就可以完成展开了（图1 d））。

3     船名字体展开的基本方法

（1）根据设计院提供的船名结构图，确定船名字体的空间位置（见图2），在图2中，可以确定船名的上口为第4甲板下700，即Z=23 700;下口为第4甲板下1 900，即Z=21 800;在船名的CAD结构图中，可以量出船名尾口为FR169+10;首口为FR184+58。为简化起见，尾口取FR169+10、首口取FR184+100。此时，需注意将船名全部囊括在或略大于船名首尾口、上下口的范围内;

（2）根据上述得到的船名所在船体的位置，以该定位为外板板缝，制作纵缝线、端缝线;在EFSPD系统中，选择外板的板缝功能并插入所需的纵缝线、端缝线。

船体纵缝线是从尾向首跨越多个肋位，在船的X向单值的板缝选择纵缝单选项，准备并新建纵缝描述数据，其中纵缝名、前一环缝名、当前环缝名、定位坐标、纵缝布置方式、柱缝名均需选择;鉴于船名安装沿船长布置在某一水线之上，因此纵缝布置方式悬着横剖面上拉直线即可;定位坐标选择给定高度，纵缝添加完成后计算纵缝，作出外板的上下口纵缝线后，选择端缝线、端缝肋位输入肋位线，点击插端缝线，完成各纵缝线、端缝线的插入;

（3）根据上面（1）、（2）中所得的信息，制作船名安装处的外板。在EFSPD系统中选择外板零件功能，新建外板零件，其中分段名、近中端缝、远中端缝、K行板、纵缝名、零件信息、柱缝信息、板厚、展开方法，、弃用肋位为必填项;近中端缝、远中端缝为外板的近舯端缝线、远近舯端缝的肋位（当零件无近舯端缝线或远舯端缝线，近舯或远舯的可能是柱缝线，此时近舯端缝或远舯端缝可填略超出外板近舯或远舯的肋位）;船名安装位置在船舷附近K行板填0，一个外板最多可包含20个肋位。如果船名所在外板超过20个肋位，要舍弃部分字体中线不在的肋位，并不影响外板展开的精度;展开方法中，测地线法精度最高（系统依据外板所处的位置自行选择最优展开方法）。以上各数据要严格按照要求填写，尤其是各数据后的标点，如图3所示。

（4）将（3）所新建的外板展开，并将图2中各个字体沿船长方向的中线绘制在外板上，此时量字体的中线时可近似选取。鉴于外板展开零件只生成整档肋骨线，当中线位于其他位置时就需近似求得该线。以图4 FR180+300为例：在展开的外板上量出FR182～FR184之间垂线距离，按比例求出实际偏移值，据此可量出字体高度及宽度方向的实长，以及与水线的夹角;

（5）以上步骤确定了字体展开的所有必要条件，利用二次开发的软件展开字体。字体展开后，如果为焊接形式则直接切割下料现场安装;如果为喷涂式，则需要制作1：1的胶膜纸，且胶膜纸上需要绘制安装所需的定位。

3    应用EFSPD系统展开船名字体的优点

应用EFSPD系统展开船名字体有效的的降低了字体放样的难度，将字体扭转角度的求取转化为一种可直接量取的准确的数据，大大降低了字体的展开难度。船体是一种非常复杂的水上建筑物，其中很多结构为不可展结构，因此只能近似展开。字体就属于此类结构，字体的扭转角度的求取也是以近似为基础。

若采用常规的方法展开字体，需要求取字体展开所需的实际长度以及字体的扭转角度：实际长度较容易求取，仅需知道字体安装的位置即可直接求出对应的实际高度及水线方向的实长;字体的扭转角度需要充分理解船体线型的三向光顺，且手工放样求得的角度为近似角度，存在展开的字体与外板不贴合及字体之间相碰的情况。

利用EFSPD系统展开字体的优点在于：（1）展开的外板精度更高。船名作为船体外板的附着物，为了便于安装，要求船名尽可能的与外板贴合，使船名字体所在处的外板求得的扭转角度与实际安装的外板走势最为接近，安装也最为方便;（2）在船舶设计阶段外板的展开由专人负责，放样人员仅需提供展开外板必要的信息，如外板的定位、精度、厚度等，所以非常简单快捷;（3）避免了对每个字体的实长和扭转角度的反复求取，降低了因重复性操作带来的误差及错误;（4）在施工安装方面，如果字体为喷涂式，可以将展开字体摆放于展开的外板上，此时外板的定位信息并不需要重新绘制，可以以外板的上口或下口、首口或尾为定位将胶膜纸固定为外板上即可。

4    结束语

采用EFSPD系统不仅能正确的展开字体，同时还能简化字体的展开过程，大大提高了工作效率，解决长期以来字样展开烦琐的难题;同时，解决了字样在船体安装时出现相碰及倾斜的问题。采用EFSPD系统展开船名字体，适用于各种船型的船名、船舶标志、水尺等字体的展开。同时，EFSPD系统的平面板架建模功能非常强大，对于需要手工放样的折角拼接零件等都可以运用其解决。

参考文献

[1] 李忠林，魏莉潔，张子睿.船舶建造工艺学[M]. 哈尔滨：哈尔滨工程大学出版社，2006.

[2] 王鸿斌.船体修造工艺[M].北京：人民交通出版社，2006.