阅读说明：本技术 用于制造船舶零件的系统和方法 (System and method for manufacturing ship part ) 是由 肖恩·米诺格 于 2017-11-09 设计创作，主要内容包括：本发明提供用于使用模具并根据限定要施加到所述模具的所述玻璃纤维的期望量的规格来制造由玻璃纤维制成的船舶零件的系统、方法和非暂时性计算机可读介质,所述玻璃纤维包含树脂和玻璃。在一个实施例中,系统包括：涂覆器,其被配置成将所述玻璃纤维施加到所述模具；树脂运输器,其被配置成将所述树脂供应到所述涂覆器；以及玻璃运输器,其被配置成将所述玻璃供应到所述涂覆器。控制模块被配置成在由所述涂覆器施加的所述玻璃纤维的实际量与要施加到所述模具的所述玻璃纤维的所述期望量之间实时进行比较,并且计算要施加到所述模具的所述玻璃纤维的剩余量以由此实现所述期望量。所述控制模块被配置成致使指示器设备实时指示要施加到所述模具的所述玻璃纤维的所述剩余量。(The present invention is provided to use mold and manufacture the system, method and non-transitory computer-readable medium of the ship part made of glass fibre according to the specification for limiting the desired amount of the glass fibre that be applied to the mold, the glass fiber package is resinous and glass.In one embodiment, system includes: applicator, is configured to the glass fibre being applied to the mold；Resin carrier is configured to the resin being supplied to the applicator；And glass transportation device, it is configured to the glass being supplied to the applicator.Control module be configured to actual amount in the glass fibre applied by the applicator with to be applied between the desired amount of the glass fibre of the mold compared with real-time perfoming, and calculate the surplus that be applied to the glass fibre of the mold to be achieved in the desired amount.The control module is configured to that pointer device is caused to indicate the surplus that be applied to the glass fibre of the mold in real time.)

用于制造船舶零件的系统和方法

技术领域

本公开整体涉及用于制造船舶零件的系统、方法和非暂时性计算机可读介质，并且更具体地涉及在制造船舶零件时实时监控材料并向操作员提供反馈。

背景技术

提供背景技术和

发明内容

以介绍下面将在

具体实施方式

中进一步描述的一些概念。不期望背景技术和发明内容识别所要求保护的主题的关键或必要特征，也不期望它们用于辅助限制所要求保护的主题的范围。

以下美国专利和专利申请通过引用并入本文。

美国专利第6,086,813号公开一种用热塑性材料形成自支撑结构的技术，其将热塑性材料的等离子加热喷涂与玻璃纤维增强材料(诸如玻璃纤维)结合。将材料喷涂到模具中，该模具被成形为产生自支撑结构的期望形状和构型。热塑性粉末和增强纤维的混合物由惰性气体流携带通过等离子体区域。热塑性材料在其穿过等离子体区域时熔化，并将所得的等离子体喷涂到成形模具的表面上。所得结构的厚度可以通过以下方式在不同区域之间变化：改变喷嘴相对于成形模具的移动速度，使用可以选择性地启用和停用的多个喷嘴，或者一个接一个地提供喷涂的热塑性材料的多个涂层。

美国专利第7,597,760号公开一种制备纤维预制件的装置和方法，其将纤维和粘结剂分散在成形支撑表面上以使得材料被调节并且然后施加到表面，在该表面处复合材料固化。诸如纤维的增强材料与诸如热塑性或热固性材料的粘结剂混合以使得材料粘附。然后，将粘合剂混合物以受控的预定重量比分散在支撑表面上，其中混合物粘到支撑表面、冷却并固化。沉积的混合物可以是在纤维之间具有间隙的开口垫。在完全固化之前，沉积的混合物还可以进一步成形为最终期望形状。该方法消除对溶剂的需要及其相关问题。该过程不需要真空或压力通风系统来将增强材料保持在适当位置。预制件可以被制成任何形状(包括部分或不对称构型)并且在被处理成复合模制品时保持在模具中。

美国专利申请公开第2002/0145217号公开一种制备纤维预制件的方法，其将纤维和粘结剂分散在成形支撑表面上以使得材料被调节并且然后施加到表面，在该表面处复合材料固化。诸如纤维的增强材料与诸如热塑性或热固性材料的粘结剂混合以使得材料粘附。然后，将粘合剂混合物以受控的预定重量比分散在支撑表面上，其中混合物粘到支撑表面、冷却并固化。在完全固化之前，沉积的混合物还可以进一步成形为最终期望形状。该方法消除对溶剂的需要及其相关问题。该过程不需要真空或压力通风系统来将增强材料保持在适当位置。预制件可以被制成任何形状，包括部分或不对称构型。

美国专利第6,878,437公开号一种热塑性多层复合结构，并且在第一实施方案中，作为被吸引到聚丙烯泡沫芯的第一表面的共挤出丙烯酸聚丙烯外壳板和高熔融强度聚丙烯基材。聚丙烯内壳板附接到泡沫芯的第二表面，其可以由膨胀聚丙烯或挤出聚丙烯构成并且通过使用粘合剂附接到外壳板和内壳板。在提供挤出聚丙烯泡沫芯的情况下，可以通过粘合剂或通过焊接或粘结过程代替粘合剂将壳板附接到泡沫芯。附加地，挤出泡沫芯的密度可以变化以提供复合泡沫芯。还提供全丙烯酸复合多层结构。

美国专利申请公开第2015/0329179号公开一种船体形状设计，其包括设置在非阶梯式V形中心船体部分的任一侧上的双侧半舷台。半舷台沿船体形状的整个长度延伸并且包括远离中心部分延伸的突起。半舷台由在船体底部下方延伸与船体相对侧上的中心线相距相等距离的纵向台阶界定。这种设计是常规“V”形船体和双体船的混合并且改善常规单体船设计的侧倾和转弯启动时间。

美国专利第5,174,228号公开一种用于树脂材料的非连续纤维增强材料，其具有以随机取向均匀分布的一层短切股线，以及在该层短切股线上延伸并与其紧密接触的限制层。提供拼接部的行。行中的单个拼接部附接限制层和短切股线。

发明内容

本公开涉及用于使用模具并根据限定要施加到模具的玻璃纤维的期望量的规格来制造由玻璃纤维制成的船舶零件的系统、方法和非暂时性计算机可读介质，所述玻璃纤维由树脂和玻璃组成。在一个实施例中，系统包括：涂覆器，其被配置成将玻璃纤维施加到模具；树脂运输器，其被配置成将树脂供应到涂覆器；以及玻璃运输器，其被配置成将玻璃供应到涂覆器。控制模块被配置成在由涂覆器施加的玻璃纤维的实际量与要施加到模具的玻璃纤维的期望量之间实时进行比较，并且计算要施加到模具的玻璃纤维的剩余量以由此实现期望量。控制模块被配置成致使指示器设备实时指示要施加到模具的玻璃纤维的剩余量。

另一个实施例涉及用于使用模具并根据限定要施加到所述模具的所述玻璃纤维的期望量的规格来制造由玻璃纤维制成的船舶零件的方法，所述玻璃纤维由树脂和玻璃组成。该方法包括提供被配置成将玻璃纤维施加到模具的涂覆器，以及通过树脂运输器将树脂供应到涂覆器，以及通过玻璃运输器将玻璃供应到涂覆器。方法还包括通过第一计量器测量由树脂运输器供应到涂覆器的树脂的实际量，以及通过第二计量器测量由玻璃运输器供应到涂覆器的玻璃的实际量。方法还包括将树脂和玻璃组合以形成玻璃纤维并通过涂覆器将玻璃纤维施加到模具。方法还包括通过控制模块在由涂覆器输送的玻璃纤维的实际量与要施加到模具的玻璃纤维的期望量之间实时进行比较，其中实际量基于由第一计量器进行的测量结果和由第二计量器进行的测量结果；以及通过控制模块计算要施加到模具的玻璃纤维的剩余量以由此实现期望量。方法还包括由控制模块致使指示器设备实时指示要施加到模具的玻璃纤维的剩余量。

在另一个实施例中，非暂时性计算机可读介质包括用于制造由玻璃纤维制成的船舶零件的计算机程序。玻璃纤维由树脂和玻璃组成并且根据限定要施加到模具的玻璃纤维的期望量的规格通过涂覆器来施加到模具。树脂由树脂运输器供应到涂覆器并且玻璃由玻璃运输器供应到涂覆器。非暂时性计算机可读介质与被配置成测量由树脂运输器供应到涂覆器的树脂的实际量的第一计量器通信。非暂时性计算机可读介质与被配置成测量由玻璃运输器供应到涂覆器的玻璃的实际量的第二计量器通信。非暂时性计算机可读介质与指示器设备通信。计算机程序可由处理器执行，其中当由处理器执行时，计算机程序：从规格接收要施加到模具的玻璃纤维的期望量；从第一计量器接收由树脂运输器供应到涂覆器的树脂的实际量；从第二计量器接收由玻璃运输器供应到涂覆器的玻璃的实际量；基于供应到涂覆器的树脂的实际量和供应到涂覆器的玻璃的实际量，计算由涂覆器输送的玻璃纤维的实际量；通过实时比较由涂覆器输送的玻璃纤维的实际量与要施加到模具的玻璃纤维的期望量来计算要施加到模具的玻璃纤维的剩余量；以及致使指示器设备实时指示要施加到模具的玻璃纤维的剩余量。

从以下结合附图的描述中，本发明的各种其他特征、目的和优点将变得显而易见。

附图说明

附图示出目前设想的执行本公开的最佳模式。贯穿附图使用相同的数字来引用相似特征和类似部件。在附图中：

图1是根据本公开的用于制造船舶零件的系统的俯视图示图；

图2是所公开的系统的示意图；

图3示出根据本公开的用于制造船舶零件的过程流程；以及

图4-7示出所公开的系统的示例性实施例。

具体实施方式

在本说明书中，为了简洁、清楚和理解，使用某些术语。除了现有技术的要求之外，不应暗示任何不必要的限制，因为这类术语仅用于描述目的并且旨在被广泛地解释。本文描述的不同系统和方法可以单独使用或与其他系统和方法组合使用。各种等同物、替代物和修改可以在所附权利要求的范围内。只有在相应的限制中明确地列举术语“用于…的装置”或“用于…步骤”，则期望所附权利要求中的每个限制在35 USC§112(f)下调用解释。

本公开涉及用于使用模具来制造玻璃纤维的船舶零件的系统和方法。许多船舶零件通常由玻璃纤维制成，包括例如船体、甲板、硬顶、船桥、舱口和衬层。船舶零件最重要的规格之一是其重量，这在很大程度上取决于用于生产它的玻璃纤维量。船舶零件的过多重量造成整个船舶的超重，这在船体的情况下尤其明显。过多的船舶重量会消耗马力并降低性能。此外，过多的重量对应于生产船舶零件的材料和劳动力成本的不必要增加。在当前已知的系统和方法中，在船舶准备入水前，此过多的重量通常不会被检测到。

通过实验和开发，本发明人已经发现改进本领域已知的系统和方法的机会。在下面要讨论的其他方面中，这些机会包括对所生产的船舶零件的质量和一致性的改进。这些还包括用于实时跟踪数据的系统和方法，该数据包括重量数据、零件信息、工时、温度和湿度数据、固化周期、峰值放热数据、节拍时间、历史重量数据、以及在制造过程期间提供给操作员的其他实时目标数据。

图1是根据本公开的用于制造船舶零件的操作的俯视示图。在所示的实施例中，系统10被配置用于使用模具1来制造由玻璃纤维制成的船体。通过涂覆器30将由树脂32和玻璃34组成的玻璃纤维施加到模具1。树脂运输器50将树脂32从树脂供应源54供应到涂覆器30。同样，玻璃运输器60将玻璃34从玻璃供应源64供应到涂覆器30。在所示的构型中，树脂供应源54中的树脂32基本上是液体形式，并且玻璃供应源64中的玻璃34是连续固体股线。在本实施例中，树脂运输器50包括泵和导管(未单独编号)，并且玻璃运输器60包括驱动轮进料机构。可替代地，或除了所述的那些之外，可以使用本领域已知的用于将材料从一个地方移动到另一个地方的其他机构。

在所示的实施例中，涂覆器30是本领域已知的切断器型涂覆器。涂覆器30切断或切割由玻璃运输器60供应给它的玻璃34，然后将玻璃34与树脂32组合以形成玻璃纤维，同时该组合物离开涂覆器30。以此方式，涂覆器30用于将玻璃纤维作为喷涂料施加到模具1以生产船体。本发明人已经确定，使用涂覆器30的操作者难以知道将多少玻璃纤维施加到模具1。此外，施加到模具1的玻璃纤维的预期或期望量通常在不同区域中变化。因此，本发明人已经确定，操作者对这种信息或知识的这种缺乏导致与船舶零件规格的偏差和完成零件的重量的差异。

同样，虽然本公开整体涉及制造船舶零件，并且通常具体是船体，但应当认识到，目前公开的系统、方法和非暂时性计算机可读介质可用于制造由玻璃纤维制成的任何物体，包括但不限于船体、甲板、硬顶、船桥、舱口和衬层。

如图1所示，本公开的系统和方法包括控制模块80，该控制模块被配置成在由涂覆器30施加的玻璃纤维的实际量与如规格20所限定的要施加的玻璃纤维的期望量之间实时进行比较。指示器设备90基于控制模块80的比较而实时向涂覆器30的操作者指示要施加到模具1的玻璃纤维的剩余量以实现规格20中限定的玻璃纤维的期望量。

在所示的实施例中，由涂覆器30施加的玻璃纤维的实际量是基于由树脂运输器50和玻璃运输器60分别供应到涂覆器30的树脂32的实际量和玻璃34的实际量的总和。具体地，通过流量计52测量由树脂运输器50供应到涂覆器30的树脂32的实际量。流量计52被配置成与树脂运输器50连通以确定从树脂供应源54供应到涂覆器30的树脂32的流量。同样地，使用衡器62来测量由玻璃运输器60从玻璃供应源64供应到涂覆器30的玻璃34的实际供应。衡器62测量由玻璃运输器60供应到涂覆器30的玻璃34的质量，由此随着涂覆器30施加玻璃纤维，玻璃供应源64的质量减少。在一个实施例中，衡器62由一个或多个称重传感器组成。然而，用于测量质量的其他机构在本领域中是已知的。

图1还示出由操作者使用的涂覆器40，其用于将凝胶涂层42施加到船舶零件(在此情况下是船体)。凝胶涂层42由凝胶涂层运输器70从凝胶涂层供应源74供应到涂覆器40。如图所示，涂覆器40包括传感器72，其测量由涂覆器40施加的凝胶涂层42的实际量。应当注意，尽管凝胶涂层42和玻璃纤维被示为分别使用不同的涂覆器(即涂覆器40和涂覆器30)来施加，但一个涂覆器可以被配置成施加两者。同样地，虽然流量计52被示为与树脂运输器50基本上是一体的，而传感器72被示为与涂覆器40是一体的，但应当知道，流量计52和传感器72可以各自分别定位在树脂供应源54与涂覆器30之间连通以及在凝胶涂层供应源74与涂覆器40之间连通的任何位置。此外，可以使用替代形式的测量设备代替流量计52和传感器72，诸如，用于测量分别供应到涂覆器30和涂覆器40的树脂32和凝胶涂层42的质量而不是相应流量的衡器。

图2是图1所示的示例性部件之间和之中的材料和信息的传送的示意图。应当注意，各个部件之间所示的线仅示出用于在这些部件之间进行传送的一种可能构型。

在图2所示的材料流动的示图中，树脂32经由树脂运输器50从与流量计52连通的树脂供应源54供应到涂覆器30。同样，玻璃34通过玻璃运输器60从玻璃供应源64供应到涂覆器30。凝胶涂层42通过凝胶涂层运输器70从凝胶涂层供应源74供应到涂覆器40。向涂覆器40的凝胶涂层42的供应还与涂覆器40内的传感器72连通。如前所述，在认识到在某些实施例中可以使用相同的设备来施加树脂32和玻璃34(一起作为玻璃纤维)和凝胶涂层42的情况下，涂覆器30和涂覆器40表示为单个部件。

现在解决如图2所描绘的信息流，流量计52向控制模块80提供关于从树脂供应源54供应到涂覆器30的树脂32的实际量的数据。同样，衡器62向控制模块80提供关于从玻璃供应源64供应到涂覆器30的玻璃34的实际量的数据。涂覆器40内的传感器72向控制模块80提供关于从凝胶涂层供应源74供应到涂覆器40的凝胶涂层42的实际量的数据。

在所示的实施例中，控制模块80包括处理器82和非暂时性存储器84(其也可以被称为非暂时性计算机可读介质)，其中的每个都与另一个通信。规格20还被示为与控制模块80通信。在一个实施例中，规格20存储在存储器84中。存储器84还可以存储一个或多个计算机程序或可执行代码以有利于本文描述的通信。

控制模块80还与指示器设备90通信，并且被配置成致使指示器设备90向操作员提供关于数据的实时反馈，该数据诸如相对于规格20中提供的期望量而分别供应到涂覆器30和涂覆器40的树脂32、玻璃34和凝胶涂层42的实际量。如图1所示，操作员可以通过使用输入设备86(诸如键盘和鼠标)与控制模块80和指示器设备90交互。返回图2，控制模块80还被示为与库存模块100通信。在一个实施例中，控制模块80传送在一定时间段内向涂覆器30和/或涂覆器40供应的树脂32、玻璃34和/或凝胶涂层42的总量。尽管库存模块100是可选的，但此信息可对于会计控制和原材料的管理有用。

图3示出根据本公开的用于制造船舶零件的示例性过程流程。过程流程再次使用制造船体的示例，但适用于任何玻璃纤维零件的制造。在步骤300中，在规格20中限定要施加到模具1以制造给定船体的玻璃纤维的期望量。在步骤302中，提供涂覆器30，其被配置成将树脂32和玻璃34组合以形成玻璃纤维并将玻璃纤维施加到模具1。在本领域已知的涂覆器中，操作者通常通过按压涂覆器上的触发器来施加玻璃纤维。在步骤304中，提供树脂运输器50和玻璃运输器60，从而分别将树脂32和玻璃34供应至涂覆器30。涂覆器30将树脂32和玻璃34组合成玻璃纤维，其同时在步骤306中将组合物施加或喷涂到模具1中。在此期间，在步骤308中测量供应到涂覆器30的树脂32和玻璃34的实际量。在步骤310中，基于在步骤308中测量的树脂32和玻璃34的实际量，将由涂覆器30施加的玻璃纤维的实际量与来自步骤300的由规格20限定的玻璃纤维的期望量进行比较。在步骤312中，提供指示以示出由涂覆器30施加的玻璃纤维的实际量与来自步骤310的玻璃纤维的期望量的比较，以及基于此比较的待施加到模具1的玻璃纤维的剩余量。

图4示出示例性指示器设备90(在此示例中为显示器)，以指示相对于规格20中所限定期望量的施加到模具1的玻璃纤维的实际量。此显示器向操作者提供关于施加到模具1的玻璃纤维的实际量相对于由规格20限定的期望量的实时反馈。在所示的实施例中，在显示器上示出船舶零件图形以识别模具的正在被施加玻璃纤维的当前区域。船舶零件图形的各种特征(包括但不限于颜色和文本消息)可以基于施加到模具的玻璃纤维的实际量相对于规格中限定的期望量来改变。本发明人已经确定，此实时反馈改善最终船舶零件的厚度、重量和总体质量的精度和准确度，以及如前所述的其他制造度量。

先前所讨论的，控制模块80被配置成在施加的树脂32、玻璃34和凝胶涂层42的实际量与由规格20限定的每者的期望量之间实时进行比较。规格20可以针对模具1的特定区域(对应于所生产的船舶零件的特定区域)进一步限定施加到模具1的玻璃纤维的期望量，例如，不同的区域可能需要更厚的施加，或者建立在先前的施加上。

图4示出指示器设备90，其显示由规格20限定的用于制造船舶零件的指令序列25的示例性第一阶段。在所示的实施例中，填充圆圈指示当前生产阶段是第一阶段，即没有已经完成的过去阶段，并且有接下来要完成的未来阶段。指令序列25的此第一阶段对应于制造船舶零件的第一区域A。用于第一区域A的树脂32和玻璃34(一起作为玻璃纤维)的期望量由指示器设备90显示。在所示的实施例中，显示器还指示树脂比较结果95和玻璃比较结果96，其示出相对于在规格20中针对第一区域A限定的期望量，已经施加到在第一区域A内的模具1的树脂32和玻璃34的实际量。在所示的实施例中，树脂比较结果95和玻璃比较结果96还包括视觉指示：相对于期望量，施加到第一区域A的树脂32和玻璃34的百分比当前是分量不足、分量够，还是分量过量的。如上所述，这允许操作者在生产船舶零件的第一区域A时做出实时决定，诸如决定将更多玻璃纤维施加到第一区域A，或者推进到指令序列25内的下一阶段。

在所示的指示器设备90的示例性显示中，还向操作者提供附加信息，包括基于相对于期望值而施加到模具1的玻璃纤维的重量94的重量进度24。指示器设备90还示出相对于规格20中限定的期望量而待施加(或已经过多施加)的玻璃纤维91的剩余(或过多)量。显示开始日期和时间，以及用于在规格20中限定的分配的节拍时间(预期时间)内待生产的零件或区域的剩余时间93。还显示到目前为止用于该零件生产的工位、操作、切削料(切断段中的玻璃34)和树脂32的列表。

还可以在指示器设备90的显示器上的注解栏26内提供对操作员有帮助的其他信息。在所示的实施例中，注解栏26向操作员提供文本提示以用于根据规格20生产第一区域A。应当认识到，也可以例如使用输入设备86将其他注解(诸如操作员自己包括的注解)添加到注解栏26。总之，指示器设备90允许操作者实时进行调整以相对于规格20提供具有精确度和准确度的船舶零件。可替代地，在一个实施例中，当施加到模具的过去区域的玻璃纤维从由规格限定的期望量偏离达到阈值量时，控制模块80自动生成修改的构建计划。这些调整也可以跨零件进行，由此一个零件的过多重量可以通过减轻相同船舶零件内的另一个零件的重量来抵消。

图5示出与指令序列25的第二阶段相对应的指示器设备90的显示。在此实施例中，第二阶段对应于第二区域B的生产。显示还包括规格20的对应部分以及针对第二区域B的注解栏26中的对应提示。

如图6所示，指示器设备90的显示还可以示出船舶零件的不同视图，诸如被示为指令序列25的第三阶段的剖视图。图7示出指示器设备90的显示，其示出部分完成的船舶零件的左舷侧。具体地，示出指令序列25的第四阶段，其中附加材料由规格20限定以添加到“窗口区域”、“海上追逐切口”和“非核心区域”。在图5-7中，通常还将以针对图4所述的相同方式在显示器的右侧提供附加数据。尽管未在图6和图7中示出，但也可以包括注解栏26，因为它是有帮助的或必要的。

应当认识到，指令序列25内的更多或更少的阶段可以结合到指示器设备90中，这取决于对于正在生产的特定船舶零件而对于操作者有帮助的细节水平和实时指示。此外，虽然指示器设备90通常被示为显示器，诸如计算机监视器，但描绘相对于规格20中限定的期望量而施加到模具1的玻璃纤维的实际量的其他视觉描绘在本领域中也是已知的。