专利名称：一种基于3d全站仪的马弗管直线度测量方法
技术领域：
本发明涉及一种基于3D全站仪的马弗管直线度测量方法。
背景技术：
马弗管是立式不锈钢光亮退火炉中的关键炉体设备，由多节圆柱形筒体拼接而成，总长接近30m，因其长期在高温自重的条件下工作，为防止其过早产生弯曲变形，需要严格保证马弗管筒体直线度精度。在马弗管制造过程中，按照现有传统的工艺方法，测量单节筒体直线度可以采用吊垂线的方法，多节筒体拼接后采用拉钢丝进行测量的方法，测量过程繁琐、效率低、耗费人力，并且由于整支马弗管较长、钢丝等测量器具自身的误差及手工拉尺等因素，测量结果往往偏差较大。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中存在的不足提供一种操作简单、方便快捷且测量精度高的基于3D全站仪的马弗管直线度测量方法。本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案为一种基于3D全站仪的马弗管直线度测量方法，其特征在于它包括以 下步骤
(1)划等分线，具体为在筒体卷制前按照板料长度方向N等分，长度方向等分线暂不编号，宽度方向M等分，第一筒体用A1;A2，A3……Am编号，第二筒体用B1;B2，B3……Bm编号，依此类编号，作为第一类检测线；
(2)测量准备，具体为将卷制好的筒体和筒体两两对接或焊接，使各筒体的N等分线重合，将对接好或焊接好的筒体平稳置于焊接滚轮架上，旋转筒体，使其沿圆周各等分线编号为1、2、3、……N，作为第二类检测线，将3D全站仪架设离筒体一端为设置的距离值处，将该仪器对中整平并固定完好，按3D全站仪坐标测量步骤，首先输入测站数据，然后设置好后视方位角后进行坐标测量；
(3)数据采集，具体为将贴有反射片的标靶依次放置在第一类检测线A1,A2,A3……Am，B17B27B3……Bm与筒体圆周N等分线的交点处，作为各检测点，对准测量光路与反射片中心，依次测量A1, A2, A3……Am，B1, B2, B3……Bm与各第二类检测线的交点的三维坐标，并按编号存储在3D全站仪内；
(4)将步骤(3)中存储的数据导入到电脑中，根据第一类检测线上的各检测点测量的三维坐标，分别拟合出一个圆，计算出各圆的圆心坐标，通过各圆的圆心坐标模拟出筒体的理论中心轴线，计算第二类检测线上的各检测点与模拟轴线的偏差，记录其最大值即为筒体对接或焊接后的直线度误差。按上述技术方案，计算出每个第一类检测线的检测点到对应模拟圆的偏差，取其最大值即为筒体的椭圆度误差。按上述技术方案，N取8-16，M取3-8。
本发明所取得的有益效果为本发明分别对马弗管筒体焊前及焊后的直线度进行测量，既能对两筒体环缝焊前对接方位、直线度的进行调整，最大误差值可控制在Imm以内，又能精确测定筒体焊后变形量，测量精度达O. 5mm,为马弗管精确制造，延长其使用寿命起到了重要的推动作用。
图1为本发明的测量示意图。图中1、第一筒体，2、第二筒体，3、标靶，4、反射片，5、环焊缝，6、3D全站仪。
具体实施例方式下面结合附图对本发明作进一步说明。以第一筒体I和第二筒体2对接，环缝焊后测量其整体直线度为例进行说明。如图1所示，·一种基于3D全站仪的马弗管直线度测量方法，它包括如下步骤
(1)在筒体卷制前按照板料长度方向N等分，长度方向等分线暂不编号，宽度方向M等分，第一筒体用A1, A2, A3……Am编号(板料宽度方向的编号)，第二筒体用B1, B2, B3……Bm编号(板料宽度方向的编号)，依此类编号，作为第一类检测线；本实施例中选择将筒体沿长度方向(即板料长度方向)12等分，沿宽度方向4等分，当然，等分线越多，测量结果越精确；
(2)将卷制好的第一筒体I和第二筒体2对接或焊接(本实施例以第一筒体I和第二筒体2环缝焊后测量其整体直线度为例进行说明)，在环焊缝5处使两筒体的12等分线重合，将焊好的筒体平稳置于焊接滚轮架上，旋转筒体，使其圆周12等分其中的4条等分线分别在12点，3点，6点以及9点钟方位上，以便于观察，从12点钟方位顺时针方位，使其沿圆周各等分线编号为1、2、3、……12 (即板料长度方向的编号)，作为第二类检测线，将3D全站仪6架设离筒体一端距离约30-50m处(当筒体长度彡9m时，为保证测量结果的准确性，可将3D全站仪架设在筒体两端各测量一次)，视线能有利于观察筒体四周各部位处，将该仪器对中整平并固定完好，按3D全站仪6坐标测量步骤，首先输入测站数据，然后设置好后视方位角后方可进行坐标测量；
(3)将贴有反射片4的标靶3依次放置在第一类检测线A1,A2, A3……A4, B1, B2, B3……B4与筒体圆周12等分线的交点处，作为各检测点，标靶3应能密切贴合筒体外圆，且杆长不小于O. 5m,以防止测量光路受到阻碍，且本发明使用的3D全站仪反射片测距精度为O. 5mm+lppm ;对准测量光路与反射片4中心，顺时针依次测量A1, A2, A3……A4，B1, B2，B3……B4与第二类检测线上的各交点的三维坐标，并按编号存储在3D全站仪内；
(4)将步骤(3)中存储的数据通过U盘从仪器导出，并导入到电脑中，通过定制的模拟计算软件，根据第一类检测线上测量的三维坐标，分别拟合出一个圆，并计算出各圆的圆心坐标和半径，通过各圆的圆心坐标模拟出筒体的理论中心轴线，计算第二类检测线上各检测点与模拟轴线的偏差，记录其最大值即为筒体焊接后的直线度误差。通过此测量方法也可以测量出筒体的椭圆度误差一计算出每条第一类检测线上的检测点到对应模拟圆的偏差，取其最大值即为筒体的椭圆度误差，椭圆度误差即筒体焊后变形量。上述测量方法同样适用测量马弗管焊接前即筒体两两对接时的直线度误差和椭圆度误差。
权利要求
1.一种基于3D全站仪的马弗管直线度测量方法，其特征在于它包括以下步骤 (1)划等分线，具体为在筒体卷制前按照板料长度方向N等分，长度方向等分线暂不编号，宽度方向M等分，第一筒体用A1;A2，A3……Am编号，第二筒体用B1;B2，B3……Bm编号，依此类编号，作为第一类检测线； (2)测量准备，具体为将卷制好的筒体和筒体两两对接或焊接，使各筒体的N等分线重合，将对接好或焊接好的筒体平稳置于焊接滚轮架上，旋转筒体，使其沿圆周各等分线编号为1、2、3、……N，作为第二类检测线，将3D全站仪架设离筒体一端为设置的距离值处，将该仪器对中整平并固定完好，按3D全站仪坐标测量步骤，首先输入测站数据，然后设置好后视方位角后进行坐标测量； (3)数据采集，具体为将贴有反射片的标靶依次放置在第一类检测线A1,A2,A3……Am，B17B27B3……Bm与筒体圆周N等分线的交点处，作为各检测点，对准测量光路与反射片中心，依次测量A1, A2, A3……Am，B1, B2, B3……Bm与各第二类检测线的交点的三维坐标，并按编号存储在3D全站仪内； (4)将步骤(3)中存储的数据导入到电脑中，根据第一类检测线上的各检测点测量的三维坐标，分别拟合出一个圆，计算出各圆的圆心坐标，通过各圆的圆心坐标模拟出筒体的理论中心轴线，计算第二类检测线上的各检测点与模拟轴线的偏差，记录其最大值即为筒体对接或焊接后的直线度误差。
2.根据权利要求1所述的一种基于3D全站仪的马弗管直线度测量方法，其特征在于计算出每个第一类检测线的检测点到对应模拟圆的偏差，取其最大值即为筒体的椭圆度误差。
3.根据权利要求1所述的一种基于3D全站仪的马弗管直线度测量方法，其特征在于N 取 8-16，M 取 3-8。
全文摘要
本发明公开了一种基于3D全站仪的马弗管直线度测量方法，它包括(1)在筒体卷制前按照板料长度方向N等分，宽度方向M等分，作为第一类检测线；(2)将卷制好的筒体和筒体两两对接或焊接，使各筒体的N等分线重合，作为第二类检测线，将3D全站仪做好测量准备；(3)将贴有反射片的标靶依次放置在第一类检测线与筒体圆周N等分线的交点处，依次测量各检测点，并按编号存储在3D全站仪内；(4)根据各检测点的三维坐标，分别拟合出一个圆，通过各圆的圆心坐标模拟出筒体的理论中心轴线，计算第二类检测线上的各检测点与模拟轴线的偏差，记录其最大值即为筒体对接或焊接后的直线度误差。本发明操作简单、方便快捷且测量精度高。
文档编号G01B11/27GK103033149SQ20121055056
公开日2013年4月10日 申请日期2012年12月18日 优先权日2012年12月18日
发明者余正, 夏思军 申请人:中冶南方(武汉)威仕工业炉有限公司