一種具有智能化裝配特點的新型汽輪機通流間隙檢測方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種汽輪機間隙測量方法，具體涉及一種采用三維掃描技術(shù)測量測通 流的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前，工程上是按照傳統(tǒng)的方式進行測量的，對于汽輪機軸向通流間隙采用直接 測量的方式進行，比如用卡尺、塞尺等直接對目標位置進行測量讀數(shù)。對于小型汽輪機徑向 通流間隙的測量是將轉(zhuǎn)子落入汽輪機缸體內(nèi)部，對于左右兩側(cè)的徑向間隙的測量采用斜塞 尺測量，而落入轉(zhuǎn)子后的底部測量采用壓膠帶或壓鉛絲的方式進行。
[0003] 根據(jù)現(xiàn)有設備和支撐方式進行工藝規(guī)程的編制，現(xiàn)階段的小型汽輪機間隙的測量 方法效率低下且測量精度不高。
[0004] 隨著我國軍工裝備制造業(yè)的迅猛發(fā)展，汽輪機間隙精準測量正在達到或趕超國際 先進水平，特別是對汽輪機的裝配工藝和裝配精度提出了更高的要求，汽輪機裝配精度的 高低直接影響了汽輪機的輸出功率和發(fā)電效率，它是衡量汽輪機好壞最重要的參數(shù)之一， 而檢測精度的高低直接影響了汽輪機的裝配精度，如何提高汽輪機檢測精度將決定汽輪機 裝配精度的高低，直接決定了汽輪機的性能，因此，提高汽輪機的裝配精度并給出可行的精 準的測量方法是新型汽輪機研制中亟待解決的關(guān)鍵問題。
[0005] 現(xiàn)階段我國汽輪機行業(yè)的檢測方法相對落后，能否將先進的檢測技術(shù)應用到整機 裝配中去將決定汽輪機制造水平。隨著三維掃描技術(shù)等新一代檢測技術(shù)的廣泛應用，檢測 設備的測量范圍、精度、柔性等性能日益提高，為小型汽輪機裝配檢測技術(shù)的發(fā)展提供了技 術(shù)保障，為小型汽輪機實現(xiàn)精準裝配奠定了基礎(chǔ)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明是為了解決現(xiàn)有的汽輪機測通流的方法精度低，安全性差，測量過程復雜 且勞動強度大的問題。現(xiàn)提供一種具有智能化裝配特點的新型汽輪機通流間隙檢測方法。
[0007] -種具有智能化裝配特點的新型汽輪機通流間隙檢測方法，它包括以下步驟：
[0008] 步驟一、對經(jīng)過初步裝配的汽輪機的各個部套貼上定位點，且每種形狀的定位點 對應一種部套，然后在已貼有定位點的各個部套之間貼上帶有磁性的編碼目標，用于圖像 關(guān)聯(lián)；
[0009] 步驟二、使用MaxSHOT攝影系統(tǒng)對步驟一中的貼點部套進行攝影，采集裝配狀態(tài)下 定位點的位置信息，得到各個部套之間的裝配位置關(guān)系；
[0010] 步驟三、將汽輪機的各部套進行拆分，對拆分的汽輪機各部套進行貼應用標點，采 用三維激光掃描儀器對拆分狀態(tài)下的汽輪機各部套進行數(shù)據(jù)點掃描獲得三維點云數(shù)據(jù)； [0011] 步驟四、利用Geomagic Studio軟件對步驟三中掃描得到的三維點云數(shù)據(jù)進行降 噪處理，用于去除體外弧點；
[0012]步驟五、將步驟四中的各部套的點云數(shù)據(jù)按照步驟二采集的裝配狀態(tài)下定位點的 位置信息進行裝配，形成完整的點云裝配體；
[0013] 步驟六、測量步驟五中的點云裝配體的間隙，獲得實際通流間隙值。
[0014] 本發(fā)明的有益效果為:通過對汽輪機各部套進行貼點，攝影測量定位設備進行掃 描得到裝配狀態(tài)的整合的點云數(shù)據(jù);將裝配狀態(tài)的汽輪機各部套進行拆分，然后對經(jīng)過拆 分的汽輪機各部套進行再次貼點，以攝影測量定位數(shù)據(jù)點為基準，進行拆分狀態(tài)的汽輪機 各部套數(shù)據(jù)點掃描，最后利用Geomagic Studio軟件對掃描得到的三維點云數(shù)據(jù)進行降噪 處理，將各部套點云數(shù)據(jù)按照攝影測量得到的位置信息進行裝配，形成完整點云裝配體，通 過對點云數(shù)據(jù)進行測量，能夠測得汽輪機實際間隙值。采用三維掃描技術(shù)測量拆缸狀態(tài)下 測通流的方法，具有較大的靈活性和便捷性;測量方法過程簡單，安全性高；智能化程度高， 裝配檢測精度高，能夠達到精準化程度;可以實現(xiàn)各關(guān)鍵件異地協(xié)同制造，實現(xiàn)異地制造異 地修配后各部件的精準裝配;縮短了整個檢測通流間隙值的時間，進一步縮短了汽輪機產(chǎn) 品的交貨時間;節(jié)省了人力成本，可通過一次測量達到要求的測量精度。
【附圖說明】
[0015] 圖1為【具體實施方式】一所述的拆缸狀態(tài)下的通流間隙測量流程圖；
[0016] 圖2為三維激光掃描儀器的工作流程圖；
[0017]圖3為三維激光掃描儀器的掃描過程圖；
[0018]圖4為MaxSHOT攝影系統(tǒng)工作流圖；
[0019]圖5為MaxSHOT攝影系統(tǒng)攝影測量過程；
[0020] 圖6為汽輪機機通流間隙測量流程圖。
【具體實施方式】
【具體實施方式】 [0021] 一：參照圖1至圖5具體說明本實施方式，本實施方式所述的一種具 有智能化裝配特點的新型汽輪機通流間隙檢測方法，它包括以下步驟：
[0022] 步驟一、對經(jīng)過初步裝配的汽輪機的各個部套貼上定位點，且每種形狀的定位點 對應一種部套，然后在已貼有定位點的各個部套之間貼上帶有磁性的編碼目標，用于圖像 關(guān)聯(lián)；
[0023]步驟二、使用MaxSHOT攝影系統(tǒng)對步驟一中的貼點部套進行攝影，采集裝配狀態(tài)下 定位點的位置信息，得到各個部套之間的裝配位置關(guān)系；
[0024]步驟三、將汽輪機的各部套進行拆分，對拆分的汽輪機各部套進行貼應用標點，采 用三維激光掃描儀器對拆分狀態(tài)下的汽輪機各部套進行數(shù)據(jù)點掃描獲得三維點云數(shù)據(jù)； [0025] 步驟四、利用Geomagic Studio軟件對步驟三中掃描得到的三維點云數(shù)據(jù)進行降 噪處理，用于去除體外弧點；
[0026] 步驟五、將步驟四中的各部套的點云數(shù)據(jù)按照步驟二采集的裝配狀態(tài)下定位點的 位置信息進行裝配，形成完整的點云裝配體；
[0027] 步驟六、測量步驟五中的點云裝配體的間隙，獲得實際通流間隙值。
[0028] 本實施方式中，步驟一中，為了采集各個部套的相對位置信息，需要對各部套進行 位置信息的采集，應用攝影測量的原理，在采集位置信息之前，需要在要測定位置信息的部 套上貼上特定形狀的定位點，攝影定位得到的就是這些定位點的坐標信息，因此所貼定位 點的位置要求無形變或者應變較小，每種形狀的定位點對應一種部套，并作出相應的記錄， 在貼完定位點后，在掃描部件的的周圍貼上帶有磁性的編碼目標，用于圖像關(guān)聯(lián)。
[0029] a)所有參加裝配的單部套上貼上按照特定形狀排列的定位點（梅花點或三角點 等）；b)貼定位點部位要求形變最小的部位;c)點間距小于20CM。
[0030] 步驟二中，在Vxshot軟件中可以觀測到采集到的定位點的位置信息，攝影過程中， 攝像頭的視野要盡可能觀測到多的定位點，每個定位點要盡可能多的被攝像頭從多個角度 拍攝到，第一次攝影測量開始時需要添加參考系和刻度尺以便對設備進行校正，提高測量 精度。
[0031] a)MaxSH0T基準距和視野
[0032] i .最短距離為1，500mm，最長距離為3,500mm;
[0033] ii.要獲得正確的基準，采集過程中拍攝照片后，屏幕左側(cè)顯示距離表；
[0034] iii.對于每個快照，確保編碼目標在圖像上適當分布。
[0035] b)MaxSH0T前三個圖像
[0036] i .針對參考系(所有三個編碼目標必須可見）；
[0037] ii.適當?shù)幕鶞示啵?br>[0038] iii.最好的做法是針對參照系正常矢量提供足夠的三角測量角度(45°)。
[0039] c)MaxSH0T攝像頭位置
[0040] i.需要多個攝像頭位置以確保精確度。應從多個視角(最少6個)捕獲每個目標。
[0041] ii.圖片采集中的會聚應優(yōu)先于質(zhì)量；
[0042] iii.最大程度減少三角測量的不確定性，以確保會聚。可通過從鈍角而不是銳角 拍攝目標來減少不確定性；
[0043] iv.確保圖片之間的重疊(至少四個常用目標應出現(xiàn)在連續(xù)圖像中）。該要求對于 提尚二角測量并最大程度減少圖像對齊不確定性是必需的。
[0044] d)MaxSH0T攝像頭方向
[0045] i.應以不同的攝像頭方向拍攝同一位置的圖片（圍繞光軸旋轉(zhuǎn)）。通過幫助進行最 終調(diào)整，提高了精確度；
[0046] ii.應通過整個采集流程隨機安排攝像頭的角度。還應從同一位置拍攝不同角度 的圖像。注意事項：
[0047] (1)測量時優(yōu)先使用高反射的目標，特別是當被測物體呈現(xiàn)機械加工表面反射較 大時，應使測量物與測量的標的點有較高的對比度，提高測量點的捕捉精度。
[0048 ] (2)攝影測量的標的點的添加的間隔在0.3~0.5m的范圍內(nèi)，確保每張圖片能夠看 到4-5個標的點，保證每張照片間數(shù)據(jù)的連續(xù)性。
[0049] (3)標的點的分布盡量均勻，使三角測量的三角形不產(chǎn)生大于170°的鈍角和小于 10°的銳角，標的點應避免直線分布。
[0050] (4)相鄰的兩個圖片之間應該有至少4個重復的標的點，滿足兩攝影測量的圖片間 能夠進行拼接的最小標的點數(shù)。
[0051 ] (5)標的點應放置平坦處，所標的點攝影測量后點的傾斜度較小，測量精度較高。
[0052] (6)攝影測量時須有長度標尺和角度標尺，以定義實際長度和角度基準。
[0053] (7)攝影測量時被測物體的距離應該在1.5~3.5m范圍內(nèi)。
[0054] (8)照相時確保編碼目標在圖像上適當分布。
[0055] (9)攝影測量的測頭位置應該與法線呈正負60°的角度范圍內(nèi)為佳。
[0056] (10)對于薄壁件或者掃描過度較大的區(qū)域，攝影測量時過渡處掃描應保證圖片的 連續(xù)性，提尚拼接后精度。<