CN103411532B - 一种空间接管安装测量的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种空间接管安装测量的方法，用于将接管安装在筒体上，并使接管的中心轴线与筒体的中心轴线垂直相交，相邻两接管的中心轴线垂直相交，相对应的两接管的中心轴线在同一条直线上。本发明方法针对产品被测对象，利用先进的检测设备，优化、简化了安装和测量工序，对空间接管的安装进行实时过程控制，减少了测量时间和测量人员，达到了控制安装质量和提高效率的目的。

Description

一种空间接管安装测量的方法

技术领域

本发明涉及一种空间接管安装测量的方法，可指导和应用于空间接管的安装和测量，属于测量技术测试技术。

背景技术

在气化炉产品上，绕筒体圆周四向等角度(90°)均匀分布四个空间接管，四个接管是气化炉的燃烧喷嘴，关系着整个产品的正常运转。因此，这些接管的安装测量有很高的技术要求，如：四个接管的中心轴线要求在同一平面上，平面度≤0.5mm，相邻的两接管中心轴线垂直并相交于一点，垂直度≤1mm，相对应的两接管中心轴线在一条直线上，同轴度≤3mm；四个接管的中心轴线与筒体的中心轴线垂直，垂直度≤1mm。

在以往制造时，为了保障安装测量工作的需要，或制作一件与筒体内径相当的大型安装工装和复杂的测量工装，整个安装检测的过程十分复杂繁琐，既费时费力。或者在筒体上均匀放置球棱镜，利用智能全站仪，对球棱镜放置的位置逐个进行测量和采集数据，结合工业测量系统，人工进行计算和数据处理，确定筒体的中心，再将筒体和接管调整至水平状态，在筒体的上方逐个、对称安装接管，安装后再对筒体和接管进行测量，无法进行过程控制；整个过程安装时间长，自动化程度过低，对操作人员的技术要求高，如果接管安装固定后的测量数据超差，需要重新对接管进行安装测量，既延误了产品的制造周期，又增加了制造成本。

在公开的技术资料中，也有对工件形状自动拟合的叙述或介绍，尽管它有了形状拟合的框架，但是需要手动选择参与计算的点，点击计算后，需要人工输入保存的工件名称，针对性差，对操作人员的技术要求也很高，自动化程度不高。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种提高测量效率，降低测量难度的空间接管安装测量的方法。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是提供了一种空间接管安装测量的方法，其特征在于，步骤为：分别对每个接管进行安装测量，对任意一个接管进行安装测量的步骤为：

步骤1、布置测量点：在筒体和接管的外壁或内壁上沿着与各自端面平行的环面均匀布设测量标志和编码标志；

步骤2、对筒体和接管拍照：利用高精度测量相机对筒体和接管上的测量标志和编码标志进行多角度拍照，尽量使全部测量标志和编码标志至少在3个不同角度上进行成像；

步骤3、提取坐标点：提取筒体和接管上的每个测量标志的坐标，其中，筒体的测量标志坐标保存在筒体工件中，接管的测量标志保存在接管工件中；

步骤4、工件形状的自动拟合：利用最小二乘法对筒体工件及接管工件分别进行形状拟合，获取筒体及接管的中心和轴线；

步骤5、形位关系的解算：利用采用最小二乘法对筒体和接管之间的形位关系以及相邻两个接管之间的形位关系进行解算，若形位关系满足技术要求，则点焊固定接管，否则，将接管的位置调整后，返回步骤1重新执行。

优选地，在所述步骤1中，若筒体的内壁没有堆焊层，则将一定数量的测量标志和编码标志均匀粘贴在筒体和接管的内壁上；否则，将一定数量的测量标志和编码标志均匀粘贴在筒体和接管的外壁上。

优选地，在所述步骤4中，进行形状拟合时，选择筒体或接管的所有测量标志坐标，自动识别出初始的测量标志，进行最小二乘拟合，随后显示筒体或接管的拟合结果及点位偏差，并根据设置的限差值统计超限点的个数，再进行剔除粗差并重新解算，直至拟合解算的结果满足要求为止。

优选地，在所述步骤5中，形位关系进行解算的步骤为：分别解算所述筒体的轴线与四个所述接管轴线之间的垂直度及空间距离；同时解算得到相邻两个接管轴线的垂直度以及两个对应接管轴线的同轴度；根据接管轴线的中心点坐标解算轴线的平面度，接管轴线与筒体的夹角值，在此基础上解算得到接管的调整量。

本发明的优点是：1.可以实时查看空间接管的姿态位置，对接管安装进行过程控制，提高安装质量；2.可以减少测量人员，一名人员即可完成测量任务；3.可以减少测量时间，提高生产效率。

附图说明

图1气化炉结构主视图示意图；

图2气化炉结构左视图示意图；

图3接管安装测量应用示意图；

图4接管安装测量流程图。

具体实施方式

为使本发明更明显易懂，兹以优选实施例，并配合附图作详细说明如下。

如图1、图2所示，四个接管2绕筒体1圆周四向等角度(90°)均匀分布。四个接管2的中心轴线要求在同一平面上，平面度≤0.5mm，相邻的两接管2中心轴线垂直并相交于一点，垂直度≤1mm，相对应的两接管2中心轴线在一条直线上，同轴度≤3mm；四个接管2的中心轴线与筒体1的中心轴线垂直，垂直度≤1mm。接管2的安装测量流程如下：

步骤1，布置测量点：测量时根据筒体1的情况和测量实施的方便，在筒体1和接管2的外壁或内壁上，沿着与各自端面平行的环面上均匀布设测量标志3和编码标志4，如图3所示。如果筒体1的内壁没有堆焊层，可以将一定数量的测量标志3和编码标志4均匀粘贴在筒体1和接管2的内壁上；如果筒体1内壁有堆焊层，可以将一定数量的测量标志3和编码标志4均匀粘贴在筒体1和接管2的外壁上。本次实施以测量标志3和编码标志4布设在筒体1和接管2的外壁上为例。

步骤2，对筒体1和135°接管2拍照：测量人员使用高精度测量相机5，从不同方位对筒体1和135°接管2上的测量标志3和编码标志4进行多角度拍照，尽量使全部测量标志3和编码标志4至少在3个不同角度上进行成像。

步骤3，提取坐标点：将拍摄的照片导入到电脑中，利用图像处理技术和自检校光束法平差，对照片进行数据处理和整体解算，完成相片定向解算，提取筒体1和135°接管2上的测量点坐标，其中，筒体1的测量点坐标保存在筒体工件中，135°接管2的测量点坐标保存在135°接管工件中。

步骤4，工件形状的自动拟合：筒体和烧嘴接管都属于标准圆柱体形状，利用最小二乘技术，对已经提取出坐标点的工件进行形状拟合。根据选择的拟合部件(筒体和接管)，分别选择筒体1和135°接管2的所有测量点，并识别初始点号，进行最小二乘拟合，显示筒体1和135°接管2的拟合结果及点位偏差，并根据设置的限差值统计超限点的个数，可以进行剔除粗差并重新解算的功能，直至拟合解算的结果满足要求为止，得到筒体1、135°接管2的中心和轴线。

步骤5，平面度、垂直度和同轴度等形位关系的自动解算也采用最小二乘技术，自动解算筒体1轴线与四个接管2轴线之间的垂直度、空间距离等参数；同时解算得到相邻两个接管2轴线的垂直度以及两个对应接管轴线的同轴度；根据接管2轴线的中心点坐标解算轴线2的平面度，接管2轴线与筒体1的夹角值，在此基础上解算得到135°接管2的调整量。

在本实施例中，将会对筒体1和135°接管2之间的形位关系进行自动解算：解算135°接管2轴线与筒体1轴线之间的垂直度、空间距离等参数；根据135°接管2轴线与筒体1之间的夹角值；解算得到135°接管2接管的调整量。

步骤5.1如果135°接管2的形位关系满足技术要求，点焊固定135°接管2。

步骤5.2如果135°接管2的形位关系未满足技术要求，根据显示的信息，调整135°接管2，并利用高精度测量相机5对135°接管2进行拍照，按照步骤3-步骤5的方法操作，直至135°接管2的形位关系满足技术要求，点焊固定135°接管2。

步骤6按照步骤1至步骤5的方法安装测量下一个接管2，直至四个接管2(45°接管、135°接管、225°接管和315°接管)安装测量结束。

在上述步骤中，筒体1上的测量点在首次拍照测量后，在接管2的安装调整过程中，不需要再次对筒体1上的测量点进行拍照测量；当一个接管2点焊固定后安装下一个接管2时，不需要对已安装好后的接管2进行拍照测量，只需对在装的接管2进行拍照测量。

四个接管2的安装没有先后顺序之分，装配工可以根据安装的方便和操作习惯自行调节四个接管2安装顺序。

Claims (3)

1.一种空间接管安装测量的方法，其特征在于，分别对每个接管（2）进行安装测量，对任意一个接管（2）进行安装测量的步骤为：

步骤1、布置测量点：在筒体（1）和接管（2）的外壁或内壁上沿着与各自端面平行的环面均匀布设测量标志（3）和编码标志（4）；

步骤2、对筒体（1）和接管（2）拍照：利用高精度测量相机（5）对筒体（1）和接管（2）上的测量标志（3）和编码标志（4）进行多角度拍照，使全部测量标志（3）和编码标志（4）至少在3个不同角度上进行成像；

步骤3、提取坐标点：提取筒体（1）和接管（2）上的每个测量标志（3）的坐标，其中，筒体（1）的测量标志（3）坐标保存在筒体工件中，接管（2）的测量标志（3）保存在接管工件中；

步骤4、工件形状的自动拟合：利用最小二乘法对筒体工件及接管工件分别进行形状拟合，获取筒体（1）及接管（2）的中心和轴线；在所述步骤4中，进行形状拟合时，选择筒体（1）或接管（2）的所有测量标志（3）坐标，自动识别出初始的测量标志（3），进行最小二乘拟合，随后显示筒体（1）或接管（2）的拟合结果及点位偏差，并根据设置的限差值统计超限点的个数，再进行剔除粗差并重新解算，直至拟合解算的结果满足要求为止；

步骤5、形位关系的解算：利用采用最小二乘法对筒体（1）和接管（2）之间的形位关系进行解算，若形位关系满足技术要求，则点焊固定接管（2），否则，将接管（2）的位置调整后，返回步骤2重新执行。

2.如权利要求1所述的一种空间接管安装测量的方法，其特征在于，在所述步骤1中，若筒体（1）的内壁没有堆焊层，则将一定数量的测量标志（3）和编码标志（4）均匀粘贴在筒体（1）和接管（2）的内壁上；否则，将一定数量的测量标志（3）和编码标志（4）均匀粘贴在筒体（1）和接管（2）的外壁上。

3.如权利要求1所述的一种空间接管安装测量的方法，其特征在于，在所述步骤5中，形位关系进行解算的步骤为：解算所述筒体（1）的轴线与所述接管（2）轴线之间的垂直度及空间距离；根据接管（2）轴线的中心点坐标解算轴线的平面度，接管（2）轴线与筒体（1）的夹角值，在此基础上解算得到接管（2）的调整量。