一種基于激光測距技術(shù)的合攏管現(xiàn)場測量裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種基于激光測距技術(shù)的合攏管現(xiàn)場測量裝置，應(yīng)用于合攏管的加工制造。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)代船舶制造中，處都鋪滿了管道，這些管件的設(shè)計、制造及在船內(nèi)安裝后的檢查等一系列的作業(yè)被稱作“管道鋪設(shè)”。通常船舶是分段建造的，在分段合攏時分段間的管線就需要合攏管來連接，但依靠管線設(shè)計圖紙制造出各式各樣的合攏管，合攏管的制作通常采用取型法和現(xiàn)場焊接法。
[0003]在管道制作中最困難的是“保證成品良好的精度”。但是采用上面兩種方法經(jīng)常會出現(xiàn)制造出的合攏管法蘭螺栓空位置不正確，導(dǎo)致無法安裝的情況發(fā)生。這兩種方法存在效率低、材料浪費嚴(yán)重和加工精度不高的諸多缺點。目前，日韓等國針對上述問題開發(fā)了合攏管再現(xiàn)系統(tǒng)，通過策略機(jī)現(xiàn)場測量兩個待合攏管的法蘭的空間位置特征，然后通過專門的擬合軟件擬合出這種空間位置特征，并且輸出控制參數(shù)，配合專用的三坐標(biāo)變位機(jī)可以再現(xiàn)兩法蘭的位置特征，將制造好的合攏管吊裝到再現(xiàn)機(jī)上與法蘭焊接即可造出無誤差的合攏管。其中測量設(shè)備采用的是具有兩個角度傳感器和一個長度傳感器的單拉繩測量機(jī)，其主要原理是在規(guī)定的球面坐標(biāo)系兩個角度和一個長度可以唯一確定一個點。因此，通過該測量機(jī)可以測量法蘭上特征點在指定的坐標(biāo)系中的位標(biāo)。但是此種測量方法的不足之處是測量時需要反復(fù)調(diào)整出繩口的位置，以保證拉繩是直線狀態(tài)，此操作過程繁瑣。為解決此種現(xiàn)狀，開發(fā)了合攏管再現(xiàn)系統(tǒng)201110309478.9，通過測量機(jī)現(xiàn)場測量兩個待合攏管的法蘭的空間位置特征，然后通過專門的擬合軟件擬合出這種空間位置特征，并且輸出控制參數(shù)，配合專用的三坐標(biāo)變位機(jī)可以再現(xiàn)兩法蘭的位置特征，將制造好的合攏管吊裝到再現(xiàn)機(jī)上與法蘭焊接即可制造出無誤差的合攏管。為獲得待合攏管的法蘭的特征參數(shù)，采用三坐標(biāo)測量臂也是可行的方案，這種測量臂由6個轉(zhuǎn)動的臂和1個測量頭通過6個旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)串聯(lián)連接，在每個關(guān)節(jié)中安裝有角度的編碼器，測量臂的一段固定在基座上，測量過程中不可移動，而測量頭可在空間自由運動，構(gòu)成一個封閉球形測量空間，通過安裝在各關(guān)節(jié)及桿件內(nèi)部的光電角度編碼器獲得各關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)角和構(gòu)件轉(zhuǎn)角，在結(jié)合各關(guān)節(jié)臂的臂長、關(guān)節(jié)間的夾角等，應(yīng)用坐標(biāo)模型從而獲得被測點的三維坐標(biāo)位置。使用測量臂測量法蘭的特征參數(shù)非常方便，只需要在特征位置取點，然后即可通過軟件計算出所需的特征參數(shù)，而不用預(yù)先知道這些特征參數(shù)，但是這種測量臂的長度有限以及測量臂的價格昂貴，外測量臂的各關(guān)節(jié)都是薄弱環(huán)節(jié)，在使用中若發(fā)生碰撞則極易損壞。201110323558.X中的合攏管測量機(jī)的基本原理是采用呈三角分布的三個拉繩長度傳感器作為測量原件，在笛卡爾直角坐標(biāo)系下，以三個拉繩長度傳感器的出繩頭作為球面方程，通過高精度的測量設(shè)備輔助測量待合攏管法蘭的空間位置的球面坐標(biāo)。由于拉繩與拉繩頭之間存在一定的間隙，保證拉繩可以順暢的拉出，從而導(dǎo)致拉繩頭作為球心的中心軸線位置產(chǎn)生微小的偏差，使得待測合攏管的空間位置產(chǎn)生偏差；而且由于拉繩長久的拉繩作用，拉繩的彈性伸縮導(dǎo)致合攏的精度大大降低，以及拉繩產(chǎn)生磨損導(dǎo)致拉繩的損壞，影響測量的性能和工作效率以及增大成本的投入，為此研究開發(fā)一種更為簡單、測量精度更高和不易受干擾的便攜式合攏管測量方法及裝置是管道制造企業(yè)和安裝企業(yè)樂于期待的。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]實用新型目的:為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本實用新型提供一種基于激光測距技術(shù)的合攏管現(xiàn)場測量裝置，通過激光測距和各種角度傳感器測量兩個法蘭的相對位置，測量精度高。
[0005]技術(shù)方案:為實現(xiàn)上述目的，本實用新型的基于激光測距技術(shù)的合攏管現(xiàn)場測量裝置，包括機(jī)箱、激光發(fā)射器和紅外激光瞄準(zhǔn)器，所述機(jī)箱的上方安裝有旋轉(zhuǎn)基座，所述旋轉(zhuǎn)基座繞圓盤旋轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動，所述圓盤旋轉(zhuǎn)軸與旋轉(zhuǎn)驅(qū)動電機(jī)連接，在旋轉(zhuǎn)基座上安裝有支架，在支架上安裝有可以轉(zhuǎn)動的角度轉(zhuǎn)動軸，角度轉(zhuǎn)動軸與翻轉(zhuǎn)驅(qū)動電機(jī)連接，角度轉(zhuǎn)動軸上固定連接有激光發(fā)射器，激光發(fā)射器上的發(fā)射口安裝有反射薄膜片，在激光發(fā)射器的頂部設(shè)有紅外激光瞄準(zhǔn)器；所圓盤旋轉(zhuǎn)軸上安裝有旋轉(zhuǎn)傳感器，在激光發(fā)射器上安裝有光學(xué)位移傳感器，角度轉(zhuǎn)動軸上安裝有角度傳感器。
[0006]作為優(yōu)選，所述角度轉(zhuǎn)動軸的轉(zhuǎn)動范圍為一 45°?90°，圓盤旋轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動范圍為360。。
[0007]作為優(yōu)選，所述機(jī)箱底部設(shè)有具有磁性的支撐腳架。
[0008]作為優(yōu)選，所述激光發(fā)射器為YAG激光光源，反射薄膜片為氯乙烯聚合膜。
[0009]作為優(yōu)選，所述旋轉(zhuǎn)傳感器、角度傳感器和光學(xué)位移傳感器均與機(jī)箱中的主板處理器連接，主板處理器通過藍(lán)牙將測量數(shù)據(jù)傳輸給移動終端和連接帶有藍(lán)牙系統(tǒng)的PDA機(jī)，移動終端通過WiFi連接局域網(wǎng)直接傳輸云端服務(wù)器，遠(yuǎn)程實時共享和分析處理測量數(shù)據(jù)。
[0010]有益效果:與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型具有以下優(yōu)點:
[0011](1)本實用新型的一種基于激光測距技術(shù)的合攏管現(xiàn)場測量裝置的測量范圍只跟激光發(fā)射器發(fā)射激光強(qiáng)度有關(guān)，選用的YAG激光可以擴(kuò)大測量范圍和測量精度；
[0012](2)利用YAG激光光源以及利用反射薄膜片和紅外激光瞄準(zhǔn)器，測量的精度極高，抗干擾能力極強(qiáng)，測量過程不會將測量誤差擴(kuò)大；
[0013](3)本實用新型采用的測量裝置精確的直接測量所需測量的空間位置和合攏管的制造數(shù)據(jù)，并直接通過數(shù)據(jù)處理軟件自動快捷的繪制加工圖紙；
[0014](4)采用藍(lán)牙或WiFi作為無線數(shù)據(jù)傳輸以及無線測量控制，數(shù)據(jù)處理終端便攜方便，測量數(shù)據(jù)可以快速及時傳輸和保存，安全可靠；
[0015](5)設(shè)備加工制造簡單，適合各種行業(yè)的合攏管的制造，設(shè)備通用性好，便于大規(guī)模生產(chǎn)于應(yīng)用。
【附圖說明】
[0016]圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖對本實用新型作更進(jìn)一步的說明。
[0018]如圖1所示，本實用新型的基于激光測距技術(shù)的合攏管現(xiàn)場測量裝置，包括機(jī)箱9、激光發(fā)射器3和紅外激光瞄準(zhǔn)器2，所述機(jī)箱9的上方安裝有旋轉(zhuǎn)基座18，所述旋轉(zhuǎn)基座18繞圓盤旋轉(zhuǎn)軸7轉(zhuǎn)動，所述圓盤旋轉(zhuǎn)軸7與旋轉(zhuǎn)驅(qū)動電機(jī)連接，在旋轉(zhuǎn)基座18上安裝有支架，在支架上安裝有可以轉(zhuǎn)動的角度轉(zhuǎn)動軸6，角度轉(zhuǎn)動軸6與翻轉(zhuǎn)驅(qū)動電機(jī)連接，角度轉(zhuǎn)動軸6上固定連接有激光發(fā)射器3，激光發(fā)射器3上的發(fā)射口安裝有反射薄膜片4，在激光發(fā)射器3的頂部設(shè)有紅外激光瞄準(zhǔn)器2 ;所圓盤旋轉(zhuǎn)軸7上安裝有旋轉(zhuǎn)傳感器，在激光發(fā)射器3上安裝有光學(xué)位移傳感器，角度轉(zhuǎn)動軸6上安裝