CN102052897A

CN102052897A - 筒体中心与四中线的定位方法

Info

Publication number: CN102052897A
Application number: CN 201010576881
Authority: CN
Inventors: 王雷; 周伟康; 余燕; 夏斌; 王逸敏; 钱盛
Original assignee: Shanghai Boiler Works Co Ltd
Current assignee: Shanghai Boiler Works Co Ltd
Priority date: 2010-12-07
Filing date: 2010-12-07
Publication date: 2011-05-11
Anticipated expiration: 2030-12-07
Also published as: CN102052897B

Abstract

本发明涉及筒体中心与四中线的定位方法，包含：步骤1，对筒体中心精确定位，分别将球棱镜放置在筒体外壁（内壁）和端面上作为测量点，利用智能全站仪，结合工业测量系统采集数据；通过图形拟合，筛除误差较大的测量点；然后计算得到筒体的理论中心点；步骤2，将球棱镜分别放置在筒体两端的槽钢上，位于筒体前端端口中心附近后，采集数据，使球棱镜采集的数据所算出的筒体中心点与筒体理论中心点相一致，以标定筒体两端的实际中心点；步骤3，通过升降筒体下方的支撑滚轮，调整筒体两端的中心基准点至水平等高；步骤4，定位筒体四中位线。本发明提供的定位方法，能精确定位各类筒体产品的中心点和四中线，从而优化装配流程，保证装配精度。

Description

筒体中心与四中线的定位方法

技术领域

本发明涉及一种筒体中心与四中线的定位方法。

背景技术

生产车间在确立筒体四中线和筒体中心位置时，通常都是以钢卷尺丈量筒体外径周长，然后在筒体端面上均分四点，从而确立四中线位置；四中线确定后，从四中线方向拉两根粉线，粉线的交点为筒体的中心。但这种方法在当前IGCC项目以及其他重要化工项目的制造过程中逐渐暴露弊端。因为不论是筒体外壳，还是水冷壁筒体内件，它们都不是标准圆筒体，都存在着无规则方向的椭圆变形或扭曲，用上述方法确立的四中线和中心，最终会导致壳体与壳体、壳体与内件组装时四中线无法完全重合，使得壳体和内件匹配的接管对接开口或其他附件产生环向的角度偏离。这就需要利用先进的检测设备，运用科学规范的检测方法，克服上述弊端。

发明内容

本发明的目的是提供一种筒体中心与四中线的精确定位方法，该方法能精确定位筒体类产品的筒体中心及四中线，这种对有高精度要求的这类筒状产品在制造装配前期进行正确的基准定位，能优化装配流程，保证装配精度。

为了达到上述目的，本发明提供了一种筒体中心与四中线的定位方法，该方法包含以下具体步骤：

步骤1，对筒体中心精确定位：将球棱镜分别放置在筒体外壁（内壁）和端面上作为测量点，利用智能全站仪，结合MetroIn工业测量系统采集数据；然后在MetroIn工业测量系统软件中，采用最小二乘法进行图形拟合，筛除所得数据中具有较大误差的测量点；在MetroIn工业测量软件中，将剩下的测量点所得的数据，进行圆柱拟合，计算得到筒体的理论中心点；

步骤2，在筒体两端标定实体中心基准点：在筒体两端的内直径处分别焊接一根槽钢，先将球棱镜放置在前端槽钢上，位于筒体前端端口中心附近后，进行数据采集；在筒体坐标系下，根据采集数据所计算得到的筒体中心位置相对步骤1计算得到的筒体理论中心位置的偏差移动球棱镜，再次采集数据，直至采集的数据计算得到的筒体中心点与步骤1计算得出的筒体理论中心点相一致；在槽钢上球棱镜所处的中心点位置进行定位，实体标定筒体前端的中心基准点；同理，将球棱镜放置在后端槽钢上，实体标定筒体后端的中心基准点；

步骤3，通过升降筒体下方的支撑滚轮，调整筒体两端的中心基准点至水平等高；

步骤4，定位筒体四中位线：

步骤4.1，首先，确定前后两端0°和180°的中线位置点：通过左右移动设置在前端面上的垂线，并使该垂线通过前端中心基准点，记录并标定垂线在前端筒体上部、下部的位置，即在前端筒体的最高点和最低点确定前端0°和180°的中线位置点，然后，以同样的方法在筒体后端的最高点和最低点确定后端0°和180°的中线位置点；

步骤4.2，筒体旋转90°，使得0°和180°的中线位置点处于左右两侧，然后，以步骤4.1同样的方法，确定筒体前后两端90°和270°的中线位置点。

上述的筒体中心与四中线的定位方法，其中，所述的步骤1中，球棱镜均匀设置在筒体外壁（内壁）和端面上。

上述的筒体中心与四中线的定位方法，其中，所述的步骤2中实体标定筒体前端的中心基准点的方法包含：冲点或打孔。

上述的筒体中心与四中线的定位方法，其中，所述的步骤4.1中确定前后两端0°和180°的中线位置点的方法，包含：在筒体前端的顶端放置一把钢直尺，用条形磁铁固定钢直尺，在钢直尺靠近筒体前端端口处吊垂线，在重锤静止不动时，查看前端中心基准点（孔）与垂线的偏离方向和距离，根据前端中心基准点（孔）与垂线偏差，沿筒体前端端口左右移动垂线，直至垂线经过前端中心基准点（孔），记录并标定垂线在前端筒体上部、下部的位置，即在前端筒体的最高点和最低点确定前端0°和180°的中线位置点。

上述的筒体中心与四中线的定位方法，其中，所述的步骤4.2，在确定筒体前后两端90°和270°的中线位置点前，还包含通过升降筒体下方的支撑滚轮，调整0°和180°的中线位置点，使其横向水平等高的步骤。

本发明提供的筒体中心与四中线的定位方法，以大地水平垂直的方法确立筒体四中线，是最科学合理的精确定位方法，它避免了化工产品在壳体和内件组装时或者壳体自身就存在的环向角度偏差问题，筒体自身四中线的重合性、筒体与筒体对接时四中线的重合性、筒体与水冷壁内件四中线的重合性应该都没问题。

附图说明

图1为本发明的筒体中心与四中线的定位方法的筒体前端中心定位测量示意图。

图2为本发明的筒体中心与四中线的定位方法的筒体中心的定位测量示意图。

图3为本发明的筒体中心与四中线的定位方法的筒体四中线位置点的定位测量示意图。

具体实施方式

以下结合附图详细说明本发明的具体实施方式。

本发明的筒体中心与四中线的定位方法包含以下具体步骤：

步骤1，对筒体中心精确定位

测量时根据筒体1的情况，将球棱镜2分别放置在筒体1的内壁和端面上或者是放置在筒体1的外壁和端面上作为“测量点”：如果筒体1的内壁没有设置堆焊层，将球棱镜2均匀依次放置在筒体1的内壁；如果筒体1内壁设置有堆焊层，将球棱镜2均匀依次放置在筒体1的外壁。

以球棱镜2放置在筒体1的外壁上为例，如图1、图2所示。先将智能全站仪放置在合适的位置（智能全站仪可以全部看到“测量点”放置的位置）；然后将球棱镜2沿着筒体1的前端端口的外壁面上均匀放置4-6个“测量点”，“测量点”点号依次记为P1～P6，结合MetroIn工业测量系统（MetroIn工业测量系统是以单台全站仪或两台以上电子经纬仪为传感器，以空间极坐标法和空间前方交会法为理论基础，通过获取角度和距离信息得到被测目标点的空间三维坐标位置），智能全站仪对前端端口外壁面上的“测量点”进行数据采集；前端端口外壁面上的“测量点”数据采集结束后，再将球棱镜2沿着筒体1的外壁依次均匀放置8-10个“测量点”，“测量点”点标号依次记为P7～P16，再对筒体1的外壁的“测量点”进行数据采集。

所有“测量点”数据采集结束后，在MetroIn工业测量系统软件中，采用最小二乘法进行图形拟合：对采集的所有“测量点”（P1～P16）进行圆柱拟合和几何解算，并对采集的“测量点”数据进行误差分析和筛选，剔除数据中的粗大误差（筒体变形点）“测量点”（如图1中的P3点，图2中的P12点），保留具有较准确数据的“测量点”，保存本次测量状态下筒体的坐标、形状、中心轴线等信息，计算得出本次测量状态下筒体的理论中心点。

理论和实践证明，“测量点”的点号放置次数越多，“测量点”的位置放置越均匀，通过对“测量点”数据进行形状拟合、几何解算和误差分析等，计算得出的物体形状越能代表测量状态下所测量物体的形状。对于外径小、筒身短、变形量小的筒体，“测量点”的点号可以适当减少；对于外径大、筒身长、变形量大的筒体，“测量点”的点号应当相应增加。但是“测量点”的放置位置都应当均匀分布于筒体的端面和外径（或内径）。

步骤2，在筒体两端标定实体中心基准点

在筒体1两端的内直径处分别焊接一根槽钢4，先将球棱镜2放置在前端槽钢4上（如图1），在球棱镜定位于筒体1前端端口中心附近后，进行数据采集，并对采集数据进行计算得出筒体的中心点位置。在筒体1坐标系下，根据采集数据测算的筒体中心点位置相对筒体理论中心位置的偏差移动球棱镜2，再次采集数据，进行计算，直至采集的数据计算得到的筒体中心点位置与本次测量状态下计算得出的筒体理论中心点相一致。然后，在前端槽钢4上进行冲点或钻小孔，对筒体前端实体中心基准点（孔）5标定定位结束。最后，将球棱镜2放置在后端槽钢4上，运用筒体1前端实体中心基准点（孔）5的相同定位方法，对筒体1后端实体中心基准点（孔）5同样进行标定定位。

步骤3，调整筒体1两端的中心基准点（孔）至水平等高。

中心基准点（孔）5等高的调整方法有多种：

① 吊垂线调水平法：

在机加工后的端面最高处吊垂线至筒体1下方，测量和查看垂线到筒体1端面上部、下部的距离，根据垂线到筒体1端面上部、下部的距离，升降筒体下方的支撑滚轮，调整筒体1端面上下至垂线的等距。

② U型水管调水平法：

将U型水管的两端分别放置在筒体1两端的中心基准点（孔）5上，以前端中心基准点（孔）5为基准，使放置前端中心基准点（孔）5的U型水管的一端水位与之等高，查看U型水管另一端水位与后端中心基准点（孔）5的高差。如果U型水管的这一端水位高度低于后端中心基准点（孔）5，说明前端中心基准点（孔）5的高度低于后端中心基准点（孔）5；如果U型水管的这一端水位高度高于后端中心基准点（孔）5，说明前端中心基准点（孔）5的高度高于后端中心基准点（孔）5。根据被测筒体1两端的高差，升降筒体下方的支撑滚轮调整筒体1，直至被测筒体1两端的高差与U型水管两端等高。

③ 经纬仪调水平法：

将经纬仪精确调平、垂直角定位于90°后，分别扫瞄前后两个中心基准点（孔）5，并以垂直定向定刻度放置在两个中心基准点（孔）5位置的钢直尺读取数据，根据读取的数据，升降筒体下方的支撑滚轮调整筒体1，直至读取的数据相等。

④ 全站仪调水平法：

在全站仪调整水平后，将球棱镜2分别放置在前后两个中心基准点（孔）5上，结合MetroIn工业测量系统采集数据，根据采集数据点坐标的高低，升降筒体下方的支撑滚轮调整筒体1，直至采集数据点坐标的高低相等。

步骤4，定位筒体四中心线

步骤4.1，确定前后两端0°和180°的中线位置点

将筒体1两端的中心基准点（孔）5调至水平等高后，在筒体1前端的顶端放置一把钢直尺6，用条形磁铁7固定钢直尺6，在钢直尺6靠近筒体1前端端口处吊垂线8，在重锤9静止不动时，查看前端中心基准点（孔）5与垂线8的偏离方向和距离，根据前端中心基准点（孔）5与垂线8偏差，沿筒体1前端端口左右移动垂线8，直至垂线8经过前端中心基准点（孔）5，记录并标定垂线8在前端筒体1上部、下部的位置，即在前端筒体1的最高点和最低点确定了0°和180°的中线位置点。

同理，在后端筒体1吊垂线8，使垂线8经过后端中心基准点（孔）5，记录并标定垂线8在后端筒体1上部、下部的位置，即在后端筒体1的最高点和最低点确定了0°和180°的中线位置点，即保证了筒体自身同一根中线的重合性。

步骤4.2，确定筒体前后两端90°和270°的中线位置点

① 调整0°和180°的中线位置点，使之横向水平等高：筒体1在滚轮翻转架上旋转90°，使前后两端0°和180°两根中线位置点处于左右两侧，按照中心基准点（孔）5两端等高的调整方法，调整0°和180°的中线位置点，使前后两端0°和180°的中线位置点横向水平等高。

② 筒体1前后两端0°和180°的中线位置点的水平等高调整结束后，按照筒体1前后两端0°和180°的中线位置点的确定方法，确定筒体1前后两端90°和270°的中线位置点。

本发明以大地水平垂直的方法确立的筒体四中线，是最科学合理的精确定位方法，它避免了化工产品在壳体和内件组装时或者壳体自身就存在的环向角度偏差问题，筒体自身四中线的重合性、筒体与筒体对接时四中线的重合性、筒体与水冷壁内件四中线的重合性应该都没问题。

尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。

Claims

1.筒体中心与四中线的定位方法，其特征在于，该方法包含以下具体步骤：

步骤1，对筒体中心精确定位：将若干球棱镜分别放置在筒体外壁及筒体端面或筒体内壁及筒体端面上作为测量点，利用智能全站仪采集数据；采用最小二乘法进行图形拟合，筛除所得数据中具有较大误差的测量点；将剩下的测量点所得的数据，进行圆柱拟合，计算得到筒体的理论中心点；

步骤4，定位筒体四中位线：

2.如权利要求1所述的筒体中心与四中线的定位方法，其特征在于，所述的步骤1中，球棱镜均匀设置。

3.如权利要求1所述的筒体中心与四中线的定位方法，其特征在于，所述的步骤2中实体标定筒体前端的中心基准点的方法包含：冲点或打孔。

4.如权利要求1所述的筒体中心与四中线的定位方法，其特征在于，所述的步骤4.1中确定前后两端0°和180°的中线的方法，包含：在筒体前端的顶端放置一把钢直尺，用条形磁铁固定钢直尺，在钢直尺靠近筒体前端端口处吊垂线，在重锤静止不动时，查看前端中心基准点与垂线的偏离方向和距离，根据前端中心基准点与垂线偏差，沿筒体前端端口左右移动垂线，直至垂线经过前端中心基准点，记录并标定垂线在前端筒体上部、下部的位置，即在前端筒体的最高点和最低点确定前端0°和180°的中线位置点。

5.如权利要求1所述的筒体中心与四中线的定位方法，其特征在于，所述的步骤4.2，在确定筒体前后两端90°和270°的中线位置点前，还包含调整0°和180°的中线位置点，使其横向水平等高的步骤。