一种测量设备整体同轴度的方法技术

本发明专利技术涉及一种测量设备整体同轴度的方法，包括：在设备全长范围内选定N个测量点；使用全站仪，在每个测量点的内径圆形截面上，测量M个点位的空间坐标，得到测量数据集；使用圆心拟合软件处理测量数据集，确定每个截面的圆心空间坐标；将所有截面的圆心空间坐标绘制在三维空间中，并将落在同一机加工件上的圆心空间坐标连线，形成基准轴线；通过圆心空间坐标点与基准轴线的垂直距离，确定同轴度偏差。本发明专利技术将非机加工件的椭圆度考虑进来，测量位置覆盖机加工件和非机加工件，保证了测量数据的全面性，同时测量方式、数据处理方式合理有效，以此保证了后续同轴度偏差尺寸的精准度；此外，本发明专利技术测量过程用时短，进一步还能同时确定偏移尺寸和偏移方向。定偏移尺寸和偏移方向。定偏移尺寸和偏移方向。

【技术实现步骤摘要】
一种测量设备整体同轴度的方法


[0001]本专利技术涉及同轴度检测
，尤其涉及一种测量设备整体同轴度的方法。

技术介绍

[0002]设备整体同轴度的测量方法一直以来都是困扰同行业的难题，近几年，各压力容器制造厂普遍使用测微准直望远镜进行同轴度的测量。通常，设备在轴向上不仅包括封头接管、H型锻件等机加工件，还包括板卷筒体、封头等非机加工件；比如图1中，设备从左到右包括封头组件、板卷筒体和H型锻件。机加工件由于加工工艺的保证内径往往都为标准圆，自己的同轴度会比较好，圆心也好定位，但是非机加工件比如板卷筒体，由于加工工艺的限制通常都不是标准圆，而是存在椭圆度，同一截面处直径大小不一，圆心很难定位，因此在实践中多数情况下只能以机加工件截面的圆心为测量点，测量数据不全面，导致同轴度测量和判定出现偏差。

技术实现思路

[0003]本专利技术所要解决的技术问题是提供一种测量设备整体同轴度的方法，以提高设备同轴度测量和判定的准确度。
[0004]为解决上述问题，本专利技术所述的一种测量设备整体同轴度的方法，包括：在设备全长范围内选定N个测量点，并保证机加工件和非机加工件上都有测量点，至少有两个测量点落在同一个机加工件上，N≥4；使用全站仪，在每个所述测量点的内径圆形截面上，沿周向分别测量M个点位的空间坐标，得到测量数据集，M≥12；使用圆心拟合软件，对所述测量数据集进行处理，确定每个所述内径圆形截面的圆心空间坐标；绘制3D草图，将所有截面的圆心空间坐标绘制在三维空间中，并将落在同一机加工件上的圆心空间坐标连线，形成基准轴线；测量每个圆心空间坐标点与所述基准轴线之间的垂直距离，该垂直距离即代表同轴度偏移尺寸。
[0005]优选地，该方法还包括：在使用全站仪进行数据测量时，保持所述设备不动，按所述设备方位方向标定测量方向，并确定方向标定空间坐标；在绘制3D草图时，将所述方向标定空间坐标绘制在所述三维空间中，然后结合标定方向，确定所述圆心空间坐标点相较所述基准轴线的偏移方向。
[0006]优选地，按照0
°
、90
°
两个方位点或者上、下、左、右四个方位点，标定测量方向。
[0007]优选地，该方法还包括：在使用圆心拟合软件时，确定每个所述内径圆形截面的拟合半径，然后将所述拟合半径与测量点理论半径进行对比，用于筛查测量数据是否有误。
[0008]优选地，N=5，M=24。
[0009]优选地，所述全站仪为莱卡TZ05免棱镜全站仪。
[0010]本专利技术与现有技术相比具有以下优点：1、本专利技术将非机加工件的椭圆度考虑进来，测量位置覆盖机加工件和非机加工件，保证了测量数据的全面性，同时测量方式、数据处理方式合理有效，以此保证了后续同轴度偏移尺寸（垂直距离）的精准度，进而提高了设备同轴度测量和判定的准确度。
[0011]此外，测量过程只需将全站仪找平即可进行入测量阶段，测量过程时间短，相对测微准直望远镜1
‑
2天的测量时间，全站仪仅需不足1小时就可完成测量。
[0012]2、在能确定偏移尺寸的基础上，本专利技术进一步还能确定偏移方向，并且偏心方位显示直观，能迅速进行调整，在全站仪不移动的情况下，可仅测量调整后的零部件数据，更改相对应点位数据即可知道结果。
附图说明
[0013]下面结合附图对本专利技术的具体实施方式作进一步详细的说明。
[0014]图1为本专利技术实施例提供的设备及测量点位划分示意图。
[0015]图2为本专利技术实施例提供的A处测量点位的分布及圆度偏差。
具体实施方式
[0016]本专利技术实施例提供一种测量设备整体同轴度的方法，该方法具体包括如下内容：步骤S101、在设备全长范围内选定N个测量点，并保证机加工件和非机加工件上都有测量点，至少有两个测量点落在同一个机加工件上。
[0017]参考图1，设备从左到右包括封头组件、板卷筒体和H型锻件。测量点数量N=5，从右到左标记为A
‑
E，A、B两个测量点位于机加工件H型锻件上。
[0018]考虑到机加工件内径为标准圆，同轴度好，圆心好定位，因此设置至少有两个测量点落在同一个机加工件上，用于后期连线形成判断同轴度偏差的基准轴线。基准轴线准确合理，判断结果才会准确，否则只会让后续操作和判断结果在错误的方向越走越远。
[0019]步骤S102、使用莱卡TZ05免棱镜全站仪，在每个测量点的内径圆形截面上，沿周向分别测量M个点位的空间坐标，得到测量数据集。
[0020]在每个内径圆形截面上，所测点位应尽量均匀，一般取M=24为宜，测量数据用A1
…
A24、B1
…
B24、C1
…
C24、D1
…
D24、E1
…
E24表示，每个测量点位的空间坐标为（x,y,z），其中，A1
…
A24测量点位的分布及圆度偏差如图2所示，圆度误差单位mm。在测量过程中，如果因结构限制需要移动全站仪，则可使用全站仪“换站”功能，确保测量无盲区。
[0021]步骤S103、使用圆心拟合软件，对测量数据集进行处理，确定每个内径圆形截面的圆心空间坐标。
[0022]在实际应用中，全站仪测量数据集格式为.TXT，需将后缀更改为.CSV格式，用EXCEL打开。利用盾构领域圆心拟合软件，分别计算以上测量数据，确定每个截面的圆心空间坐标（x0，y0，z0）和拟合半径R，得到(A0，R
A
)、(B0，R
B
)、（C0，R
C
）、（D0，R
D
）
……
，其中拟合半径R值可与测量点理论半径值进行对比，用于筛查测量数据是否有误。
[0023]为了直观地显示测量点图像，可将测量文本文件.txt后缀，更改为.sldcrv格式，通过Solidworks 特征功能中“通过xyz点的曲线”将测量点A1
…
A24、B1
…
B24、C1
…
C24、D1
…
D24、E1
…
E24分别导入并进行显示。
[0024]步骤S104、绘制3D草图，将所有截面的圆心空间坐标绘制在三维空间中，并将落在同一机加工件上的截面的圆心空间坐标连线，形成基准轴线。步骤S105、测量每个圆心空间坐标点与基准轴线之间的垂直距离，该垂直距离即代表同轴度偏差。
[0025]基于截面的圆心空间坐标A0、B0、C0、D0……
，利用Solidworks 3D草图绘制在三维空间中，并将位于机加工件H型锻件上的A、B两个测量点进行连线，获得基准轴线。通过Solidworks
ꢀ“
评估”中的测量功能，测量每个圆心空间坐标点与基准轴线的距离，其中“垂直距离”即为同轴度偏移尺寸。
[0026]此外，还可以通过以下内容实现偏移方向确定：在步骤S102完成所有测量点的数本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种测量设备整体同轴度的方法，其特征在于，该方法包括：在设备全长范围内选定N个测量点，并保证机加工件和非机加工件上都有测量点，至少有两个测量点落在同一个机加工件上，N≥4；使用全站仪，在每个所述测量点的内径圆形截面上，沿周向分别测量M个点位的空间坐标，得到测量数据集，M≥12；使用圆心拟合软件，对所述测量数据集进行处理，确定每个所述内径圆形截面的圆心空间坐标；绘制3D草图，将所有截面的圆心空间坐标绘制在三维空间中，并将落在同一机加工件上的圆心空间坐标连线，形成基准轴线；测量每个圆心空间坐标点与所述基准轴线之间的垂直距离，该垂直距离即代表同轴度偏移尺寸。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法还包括：在使用全站仪进行数据测量时，保持所述设备不动，按所述设备...

【专利技术属性】
技术研发人员：张志敏，忽俊成，齐澍文，
申请(专利权)人：兰州兰石重型装备股份有限公司，
类型：发明
国别省市：