專利名稱：一種基于3d全站儀的馬弗管直線度測量方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種基于3D全站儀的馬弗管直線度測量方法。
背景技術：
馬弗管是立式不銹鋼光亮退火爐中的關鍵爐體設備，由多節(jié)圓柱形筒體拼接而成，總長接近30m，因其長期在高溫自重的條件下工作，為防止其過早產(chǎn)生彎曲變形，需要嚴格保證馬弗管筒體直線度精度。在馬弗管制造過程中，按照現(xiàn)有傳統(tǒng)的工藝方法，測量單節(jié)筒體直線度可以采用吊垂線的方法，多節(jié)筒體拼接后采用拉鋼絲進行測量的方法，測量過程繁瑣、效率低、耗費人力，并且由于整支馬弗管較長、鋼絲等測量器具自身的誤差及手工拉尺等因素，測量結果往往偏差較大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術問題在于針對上述現(xiàn)有技術中存在的不足提供一種操作簡單、方便快捷且測量精度高的基于3D全站儀的馬弗管直線度測量方法。本發(fā)明為解決上述技術問題所采用的技術方案為一種基于3D全站儀的馬弗管直線度測量方法，其特征在于它包括以 下步驟
(1)劃等分線，具體為在筒體卷制前按照板料長度方向N等分，長度方向等分線暫不編號，寬度方向M等分，第一筒體用A1;A2，A3……Am編號，第二筒體用B1;B2，B3……Bm編號，依此類編號，作為第一類檢測線；
(2)測量準備，具體為將卷制好的筒體和筒體兩兩對接或焊接，使各筒體的N等分線重合，將對接好或焊接好的筒體平穩(wěn)置于焊接滾輪架上，旋轉筒體，使其沿圓周各等分線編號為1、2、3、……N，作為第二類檢測線，將3D全站儀架設離筒體一端為設置的距離值處，將該儀器對中整平并固定完好，按3D全站儀坐標測量步驟，首先輸入測站數(shù)據(jù)，然后設置好后視方位角后進行坐標測量；
(3)數(shù)據(jù)采集，具體為將貼有反射片的標靶依次放置在第一類檢測線A1,A2,A3……Am，B17B27B3……Bm與筒體圓周N等分線的交點處，作為各檢測點，對準測量光路與反射片中心，依次測量A1, A2, A3……Am，B1, B2, B3……Bm與各第二類檢測線的交點的三維坐標，并按編號存儲在3D全站儀內(nèi)；
(4)將步驟(3)中存儲的數(shù)據(jù)導入到電腦中，根據(jù)第一類檢測線上的各檢測點測量的三維坐標，分別擬合出一個圓，計算出各圓的圓心坐標，通過各圓的圓心坐標模擬出筒體的理論中心軸線，計算第二類檢測線上的各檢測點與模擬軸線的偏差，記錄其最大值即為筒體對接或焊接后的直線度誤差。按上述技術方案，計算出每個第一類檢測線的檢測點到對應模擬圓的偏差，取其最大值即為筒體的橢圓度誤差。按上述技術方案，N取8-16，M取3-8。
本發(fā)明所取得的有益效果為本發(fā)明分別對馬弗管筒體焊前及焊后的直線度進行測量，既能對兩筒體環(huán)縫焊前對接方位、直線度的進行調整，最大誤差值可控制在Imm以內(nèi)，又能精確測定筒體焊后變形量，測量精度達O. 5mm,為馬弗管精確制造，延長其使用壽命起到了重要的推動作用。


圖1為本發(fā)明的測量示意圖。圖中1、第一筒體，2、第二筒體，3、標靶，4、反射片，5、環(huán)焊縫，6、3D全站儀。
具體實施例方式下面結合附圖對本發(fā)明作進一步說明。以第一筒體I和第二筒體2對接，環(huán)縫焊后測量其整體直線度為例進行說明。如圖1所示，·一種基于3D全站儀的馬弗管直線度測量方法，它包括如下步驟
(1)在筒體卷制前按照板料長度方向N等分，長度方向等分線暫不編號，寬度方向M等分，第一筒體用A1, A2, A3……Am編號(板料寬度方向的編號)，第二筒體用B1, B2, B3……Bm編號(板料寬度方向的編號)，依此類編號，作為第一類檢測線；本實施例中選擇將筒體沿長度方向(即板料長度方向)12等分，沿寬度方向4等分，當然，等分線越多，測量結果越精確；
(2)將卷制好的第一筒體I和第二筒體2對接或焊接(本實施例以第一筒體I和第二筒體2環(huán)縫焊后測量其整體直線度為例進行說明)，在環(huán)焊縫5處使兩筒體的12等分線重合，將焊好的筒體平穩(wěn)置于焊接滾輪架上，旋轉筒體，使其圓周12等分其中的4條等分線分別在12點，3點，6點以及9點鐘方位上，以便于觀察，從12點鐘方位順時針方位，使其沿圓周各等分線編號為1、2、3、……12 (即板料長度方向的編號)，作為第二類檢測線，將3D全站儀6架設離筒體一端距離約30-50m處(當筒體長度彡9m時，為保證測量結果的準確性，可將3D全站儀架設在筒體兩端各測量一次)，視線能有利于觀察筒體四周各部位處，將該儀器對中整平并固定完好，按3D全站儀6坐標測量步驟，首先輸入測站數(shù)據(jù)，然后設置好后視方位角后方可進行坐標測量；
(3)將貼有反射片4的標靶3依次放置在第一類檢測線A1,A2, A3……A4, B1, B2, B3……B4與筒體圓周12等分線的交點處，作為各檢測點，標靶3應能密切貼合筒體外圓，且桿長不小于O. 5m,以防止測量光路受到阻礙，且本發(fā)明使用的3D全站儀反射片測距精度為O. 5mm+lppm ;對準測量光路與反射片4中心，順時針依次測量A1, A2, A3……A4，B1, B2，B3……B4與第二類檢測線上的各交點的三維坐標，并按編號存儲在3D全站儀內(nèi)；
(4)將步驟(3)中存儲的數(shù)據(jù)通過U盤從儀器導出，并導入到電腦中，通過定制的模擬計算軟件，根據(jù)第一類檢測線上測量的三維坐標，分別擬合出一個圓，并計算出各圓的圓心坐標和半徑，通過各圓的圓心坐標模擬出筒體的理論中心軸線，計算第二類檢測線上各檢測點與模擬軸線的偏差，記錄其最大值即為筒體焊接后的直線度誤差。通過此測量方法也可以測量出筒體的橢圓度誤差一計算出每條第一類檢測線上的檢測點到對應模擬圓的偏差，取其最大值即為筒體的橢圓度誤差，橢圓度誤差即筒體焊后變形量。上述測量方法同樣適用測量馬弗管焊接前即筒體兩兩對接時的直線度誤差和橢圓度誤差。
權利要求
1.一種基于3D全站儀的馬弗管直線度測量方法，其特征在于它包括以下步驟 (1)劃等分線，具體為在筒體卷制前按照板料長度方向N等分，長度方向等分線暫不編號，寬度方向M等分，第一筒體用A1;A2，A3……Am編號，第二筒體用B1;B2，B3……Bm編號，依此類編號，作為第一類檢測線； (2)測量準備，具體為將卷制好的筒體和筒體兩兩對接或焊接，使各筒體的N等分線重合，將對接好或焊接好的筒體平穩(wěn)置于焊接滾輪架上，旋轉筒體，使其沿圓周各等分線編號為1、2、3、……N，作為第二類檢測線，將3D全站儀架設離筒體一端為設置的距離值處，將該儀器對中整平并固定完好，按3D全站儀坐標測量步驟，首先輸入測站數(shù)據(jù)，然后設置好后視方位角后進行坐標測量； (3)數(shù)據(jù)采集，具體為將貼有反射片的標靶依次放置在第一類檢測線A1,A2,A3……Am，B17B27B3……Bm與筒體圓周N等分線的交點處，作為各檢測點，對準測量光路與反射片中心，依次測量A1, A2, A3……Am，B1, B2, B3……Bm與各第二類檢測線的交點的三維坐標，并按編號存儲在3D全站儀內(nèi)； (4)將步驟(3)中存儲的數(shù)據(jù)導入到電腦中，根據(jù)第一類檢測線上的各檢測點測量的三維坐標，分別擬合出一個圓，計算出各圓的圓心坐標，通過各圓的圓心坐標模擬出筒體的理論中心軸線，計算第二類檢測線上的各檢測點與模擬軸線的偏差，記錄其最大值即為筒體對接或焊接后的直線度誤差。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種基于3D全站儀的馬弗管直線度測量方法，其特征在于計算出每個第一類檢測線的檢測點到對應模擬圓的偏差，取其最大值即為筒體的橢圓度誤差。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種基于3D全站儀的馬弗管直線度測量方法，其特征在于N 取 8-16，M 取 3-8。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于3D全站儀的馬弗管直線度測量方法，它包括(1)在筒體卷制前按照板料長度方向N等分，寬度方向M等分，作為第一類檢測線；(2)將卷制好的筒體和筒體兩兩對接或焊接，使各筒體的N等分線重合，作為第二類檢測線，將3D全站儀做好測量準備；(3)將貼有反射片的標靶依次放置在第一類檢測線與筒體圓周N等分線的交點處，依次測量各檢測點，并按編號存儲在3D全站儀內(nèi)；(4)根據(jù)各檢測點的三維坐標，分別擬合出一個圓，通過各圓的圓心坐標模擬出筒體的理論中心軸線，計算第二類檢測線上的各檢測點與模擬軸線的偏差，記錄其最大值即為筒體對接或焊接后的直線度誤差。本發(fā)明操作簡單、方便快捷且測量精度高。
文檔編號G01B11/27GK103033149SQ20121055056
公開日2013年4月10日 申請日期2012年12月18日 優(yōu)先權日2012年12月18日
發(fā)明者余正, 夏思軍 申請人:中冶南方(武漢)威仕工業(yè)爐有限公司