本發(fā)明專利技術(shù)涉及一種合攏管測量再現(xiàn)系統(tǒng),包括數(shù)據(jù)測量系統(tǒng)、數(shù)據(jù)擬合系統(tǒng)、再現(xiàn)系統(tǒng)；數(shù)據(jù)測量系統(tǒng)進(jìn)行對現(xiàn)場法蘭進(jìn)行測量后以文本的數(shù)據(jù)格式輸出測量數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)擬合系統(tǒng)使用此測量數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)擬合，即將數(shù)據(jù)測量系統(tǒng)的測量數(shù)據(jù)處理為短管加工圖紙（16）和再現(xiàn)機(jī)動(dòng)作數(shù)據(jù)(17)，再現(xiàn)系統(tǒng)根據(jù)再現(xiàn)機(jī)動(dòng)作數(shù)據(jù)(17)進(jìn)行再現(xiàn)動(dòng)作，再現(xiàn)動(dòng)作結(jié)束后，根據(jù)短管加工圖紙(16)的內(nèi)容吊裝合攏短管(27)，吊裝完成后進(jìn)行點(diǎn)焊固定，合攏管再現(xiàn)完畢，既可以從再現(xiàn)機(jī)上吊下進(jìn)行全焊縫焊接。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)屬于材料成型自動(dòng)化
涉及一種合攏管測量再現(xiàn)系統(tǒng)，應(yīng)用于合攏管的加工制造，更具體是涉及合攏管現(xiàn)場測量、軟件處理和再現(xiàn)制造合攏管的一種實(shí)施方法。
技術(shù)介紹
船舶里到處都布滿了管路，這些管件的設(shè)計(jì)、制作及在船內(nèi)安裝后的檢查等一系列的作業(yè)被稱作“管路鋪設(shè)”。通常船舶是分段建造的，在分段合攏時(shí)分段間的管線就需要合攏管來連接，但依靠管線設(shè)計(jì)圖紙無法制造出各式各樣的合攏管，合攏管的制作通常采取取型法和現(xiàn)場焊接法。取型法是將兩個(gè)法蘭固定到需要連接的兩個(gè)管子的法蘭上，然后用角鐵將這兩個(gè)法蘭焊接成整體，搬運(yùn)到管線加工平臺上，測量兩個(gè)法蘭的位置關(guān)系后工人憑借自己的經(jīng)驗(yàn)確定大概的直管長度和彎管角度以及彎管的數(shù)量，待直管和彎管加工好之后開始和兩個(gè)法蘭進(jìn)行裝配，在裝配時(shí)不斷地根據(jù)實(shí)際情況對直管和彎管進(jìn)行切割或者更換，直到各連接處配合合適才開始正式的焊接。這樣的加工過程沒有正規(guī)加工圖紙、制造的隨意性大可重復(fù)性差，而且工人經(jīng)驗(yàn)技術(shù)水平嚴(yán)重影響加工質(zhì)量，耗時(shí)長、材料浪費(fèi)嚴(yán)重、對工人的技術(shù)要求非常高，另外這樣制作出來的合攏管精度不高，在合攏管安裝時(shí)經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)螺栓孔位置不正確，法蘭密封面貼合不緊密，合攏管長度不合適等情況，一旦出現(xiàn)這些問題就要將合攏管吊出船艙重新修改，耽誤船舶建造時(shí)間，同時(shí)存在很大的安全隱患。目前，合攏短管的制造難題是合攏管加工過程中不可逾越的障礙，是提高合攏管制造速度和精度的瓶頸。現(xiàn)場焊接法是指事先繪制合攏處的局部草圖，然后做出較局部草圖稍長的管材，在安裝現(xiàn)場切割然后焊接的方法。這種方法只適合需合攏的兩個(gè)管子的法蘭空間位置比較簡單的情況。這兩種方法存在以下缺點(diǎn) (1)精度不高，會(huì)存在5%的不合格品； (2)作業(yè)時(shí)間長，在搬運(yùn)作業(yè)時(shí)意外事故多發(fā)，存在安全隱患； (3)需要法蘭和角鐵等輔助工具，造成材料浪費(fèi)； (4)船內(nèi)焊接、切割等操作存在火災(zāi)隱患； (5)需要技術(shù)熟練、經(jīng)驗(yàn)豐富的專業(yè)技工才能完成； 在管道制作中最為困難的是“保證成品良好的精度”。但是采用上面兩種方法經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)制造出的合攏管法蘭螺栓孔位置不正確，導(dǎo)致無法安裝的情況。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
針對合攏管制造時(shí)精度不高，工藝繁瑣、制造時(shí)間長的問題，特別是合攏短管加工過程中沒有正規(guī)加工圖紙，靠工人經(jīng)驗(yàn)加工合攏管的問題本專利技術(shù)提供了一套可以現(xiàn)場測量法蘭空間位置數(shù)據(jù)，并通過軟件處理，得到再現(xiàn)機(jī)動(dòng)作數(shù)據(jù)和短管加工圖紙，并利用再現(xiàn)機(jī)將法蘭和制造好的短管精確快速連接起來的一種合攏管測量再現(xiàn)系統(tǒng)。為了解決上述問題本專利技術(shù)提供了一種合攏管測量再現(xiàn)系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)測量系統(tǒng)、數(shù)據(jù)擬合系統(tǒng)、再現(xiàn)系統(tǒng)； 數(shù)據(jù)測量系統(tǒng)進(jìn)行對現(xiàn)場法蘭進(jìn)行測量后以文本的數(shù)據(jù)格式輸出測量數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)擬合系統(tǒng)使用此測量數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)擬合，即將數(shù)據(jù)測量系統(tǒng)的測量數(shù)據(jù)處理為短管加工圖紙和再現(xiàn)機(jī)動(dòng)作數(shù)據(jù)，再現(xiàn)系統(tǒng)根據(jù)再現(xiàn)機(jī)動(dòng)作數(shù)據(jù)進(jìn)行再現(xiàn)動(dòng)作，再現(xiàn)動(dòng)作結(jié)束后，根據(jù)短管加工圖紙吊裝合攏短管，吊裝完成后進(jìn)行點(diǎn)焊固定，合攏管再現(xiàn)完畢，既可以從再現(xiàn)機(jī)上吊下進(jìn)行全焊縫焊接。所述的數(shù)據(jù)測量系統(tǒng)采用6軸三坐標(biāo)測量臂；采用6軸三坐標(biāo)測量臂的數(shù)據(jù)測量系統(tǒng)包括6軸三坐標(biāo)測量臂和三坐標(biāo)測量臂測量軟件，三坐標(biāo)測量臂測量軟件以PC電腦作為運(yùn)行平臺；測量臂與磁性底座通過螺紋相連，能固定到現(xiàn)場法蘭I和現(xiàn)場法蘭II中間任何平整的位置；測量臂與PC電腦通過數(shù)據(jù)線相連或在測量臂上設(shè)置無線藍(lán)牙和PC電腦遠(yuǎn)距離連接；現(xiàn)場測量時(shí)，依次在待合攏處的兩個(gè)法蘭的密封面、外緣、螺栓孔內(nèi)壁各采集3個(gè)點(diǎn)數(shù)據(jù)，然后以文本的數(shù)據(jù)格式輸出該測量數(shù)據(jù)。所述的數(shù)據(jù)測量系統(tǒng)采用三拉繩測量裝置；采用三拉繩測量裝置的數(shù)據(jù)測量系統(tǒng)包括三拉繩測量裝置、測量頭、電控箱、PDA，三拉繩測量裝置安裝在現(xiàn)場法蘭I上，測量頭安裝在現(xiàn)場法蘭II的任一螺栓孔上，電控箱通過數(shù)據(jù)線和三拉繩測量裝連接，PDA通過數(shù)據(jù)線和三拉繩測量裝置連接；三拉繩測量裝置上的3個(gè)拉繩掛鉤，測量時(shí)將拉繩掛鉤掛在測量頭上，即能操作PDA完成測量；測量結(jié)束后PDA以文本的數(shù)據(jù)格式輸出測量數(shù)據(jù)。所述的數(shù)據(jù)擬合系統(tǒng)設(shè)置在PC電腦內(nèi)，數(shù)據(jù)擬合系統(tǒng)為數(shù)據(jù)擬合軟件，該軟件直接調(diào)用數(shù)據(jù)測量系統(tǒng)測量的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)擬合；再現(xiàn)機(jī)動(dòng)作數(shù)據(jù)保存在移動(dòng)存儲設(shè)備中；該數(shù)據(jù)擬合軟件能識別數(shù)據(jù)測量系統(tǒng)的數(shù)據(jù)格式，并在擬合時(shí)自動(dòng)調(diào)用相應(yīng)的算法進(jìn)行擬合計(jì)算； 短管加工圖紙為直觀的三維立體的合攏管形式顯示，在擬合出的法蘭上能查看到數(shù)據(jù)測量系統(tǒng)測量的數(shù)據(jù)點(diǎn)；將數(shù)據(jù)測量和數(shù)據(jù)擬合整合在一起，數(shù)據(jù)測量后能立即查看到擬合結(jié)果; 擬合軟件能自動(dòng)將測量數(shù)據(jù)導(dǎo)入，根據(jù)軟件設(shè)置自動(dòng)擬合數(shù)據(jù)，輸出三項(xiàng)主要內(nèi)容第一，法蘭的特征數(shù)據(jù)，包括法蘭外徑，法蘭螺栓孔直徑；第二，擬合出的短管加工圖紙，包括各直管的長度、彎管角度、彎管直徑、彎管數(shù)量，并以TOF電子數(shù)據(jù)格式輸出或者直接打印成加工圖紙；第三，是以文本的數(shù)據(jù)格式輸出再現(xiàn)機(jī)的動(dòng)作參數(shù)。所述的再現(xiàn)系統(tǒng)包括控制柜和再現(xiàn)機(jī)；控制柜控制再現(xiàn)機(jī)的運(yùn)行，再現(xiàn)機(jī)動(dòng)作數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)存在控制柜中，再現(xiàn)機(jī)的頭架固定在底座上，尾架能在底座上沿設(shè)備縱向運(yùn)動(dòng)，靠近或者遠(yuǎn)離頭架；頭架上的頭架卡盤和尾架上的尾架卡盤上均安裝有定位塊，合攏管法蘭I和合攏管法蘭II通過定位塊固定在頭架卡盤和尾架卡盤上。應(yīng)用數(shù)據(jù)測量系統(tǒng)采用6軸三坐標(biāo)測量臂的合攏管測量再現(xiàn)系統(tǒng)進(jìn)行測量再現(xiàn)的方法，包括以下步驟 (1)安裝磁性底座，將磁性底座安裝在現(xiàn)場法蘭I和現(xiàn)場法蘭II中間的任何平整的位置； (2)安裝測量臂，將測量臂連接在磁性底座上； (3)連接測量臂和PC電腦，通過數(shù)據(jù)線或者藍(lán)牙將測量臂和pc電腦連接好，啟動(dòng)測量臂； (4)啟動(dòng)三坐標(biāo)測量臂測量軟件，然后分別在現(xiàn)場法蘭I和現(xiàn)場法蘭II的密封面、法蘭外緣、螺栓孔各取3個(gè)點(diǎn)數(shù)據(jù)，共18個(gè)點(diǎn)數(shù)據(jù)。(5)測量數(shù)據(jù)輸出，將測量數(shù)據(jù)以文本的數(shù)據(jù)格式，指定的文件名保存到電腦中的指定位置； (6)數(shù)據(jù)擬合，擬合軟件會(huì)自動(dòng)讀取剛剛保存的測量數(shù)據(jù)文件，然后擬合出合攏管的形狀，并輸出短管加工圖紙和再現(xiàn)機(jī)動(dòng)作數(shù)據(jù)； (7)加工短管，按照短管加工圖紙對直管和彎管套料下料，然后焊接成合攏短管； (8)將再現(xiàn)機(jī)動(dòng)作數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)存到控制柜中； (9)將合攏管法蘭和合攏管法蘭分別安裝到頭架卡盤和尾架卡盤上，并分別用卡盤定位塊定位； (10)啟動(dòng)再現(xiàn)系統(tǒng)，再現(xiàn)法蘭位置，然后吊裝合攏短管，點(diǎn)焊固定后即完成合攏管制作。有益效果 (I)測量方便、快速，操作簡單。(2)擬合軟件操作簡單，數(shù)據(jù)擬合快速精確、調(diào)節(jié)靈活、實(shí)時(shí)顯示擬合結(jié)果，便于隨時(shí)修改。(3)擬合軟件根據(jù)需要可自由添加法蘭標(biāo)準(zhǔn)，通用性好。(4)短管加工圖紙尺寸精確，布局合理，按圖施工的零件尺寸精度高，再現(xiàn)性好。(5)彎管尺寸標(biāo)識精確，便于批量加工時(shí)對彎管的套料，提高材料利用率。(6)擬合數(shù)據(jù)輸出方式靈活，電子文件格式的短管加工圖紙保存方便，便于以后對合攏管的修復(fù)或者更換。(7)再現(xiàn)機(jī)制造的合攏管誤差極小，降低不合格率到零；大幅縮斷作業(yè)時(shí)間，降低成本；對操作人員的技能和經(jīng)驗(yàn)要求不高。(8)不需法蘭、角鐵等輔助工具，可以降低成本，減少廢棄物，符合綠色經(jīng)濟(jì)發(fā)展理念。附圖說明圖1為本專利技術(shù)的采用三坐標(biāo)測量臂的數(shù)據(jù)測量系統(tǒng)示意 圖2為本專利技術(shù)的采用三拉繩測量裝置的數(shù)據(jù)測量系統(tǒng)示意 圖3為本專利技術(shù)的數(shù)據(jù)擬合系統(tǒng)示本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種合攏管測量再現(xiàn)系統(tǒng),其特征在于：包括數(shù)據(jù)測量系統(tǒng)、數(shù)據(jù)擬合系統(tǒng)、再現(xiàn)系統(tǒng)；數(shù)據(jù)測量系統(tǒng)進(jìn)行對現(xiàn)場法蘭進(jìn)行測量后以文本的數(shù)據(jù)格式輸出測量數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)擬合系統(tǒng)使用此測量數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)擬合，即將數(shù)據(jù)測量系統(tǒng)的測量數(shù)據(jù)處理為短管加工圖紙（16）和再現(xiàn)機(jī)動(dòng)作數(shù)據(jù)(17)，再現(xiàn)系統(tǒng)根據(jù)再現(xiàn)機(jī)動(dòng)作數(shù)據(jù)(17)進(jìn)行再現(xiàn)動(dòng)作，再現(xiàn)動(dòng)作結(jié)束后，根據(jù)短管加工圖紙(16)的內(nèi)容吊裝合攏短管(27)，吊裝完成后進(jìn)行點(diǎn)焊固定，合攏管再現(xiàn)完畢，既可以從再現(xiàn)機(jī)上吊下進(jìn)行全焊縫焊接。
【技術(shù)特征摘要】
1.一種合攏管測量再現(xiàn)系統(tǒng)，其特征在于包括數(shù)據(jù)測量系統(tǒng)、數(shù)據(jù)擬合系統(tǒng)、再現(xiàn)系統(tǒng)； 數(shù)據(jù)測量系統(tǒng)進(jìn)行對現(xiàn)場法蘭進(jìn)行測量后以文本的數(shù)據(jù)格式輸出測量數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)擬合系統(tǒng)使用此測量數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)擬合，即將數(shù)據(jù)測量系統(tǒng)的測量數(shù)據(jù)處理為短管加工圖紙(16)和再現(xiàn)機(jī)動(dòng)作數(shù)據(jù)(17)，再現(xiàn)系統(tǒng)根據(jù)再現(xiàn)機(jī)動(dòng)作數(shù)據(jù)(17)進(jìn)行再現(xiàn)動(dòng)作，再現(xiàn)動(dòng)作結(jié)束后，根據(jù)短管加工圖紙(16)的內(nèi)容吊裝合攏短管(27)，吊裝完成后進(jìn)行點(diǎn)焊固定，合攏管再現(xiàn)完畢，既可以從再現(xiàn)機(jī)上吊下進(jìn)行全焊縫焊接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種合攏管測量再現(xiàn)系統(tǒng)，其特征在于所述的數(shù)據(jù)測量系統(tǒng)采用6軸三坐標(biāo)測量臂；采用6軸三坐標(biāo)測量臂的數(shù)據(jù)測量系統(tǒng)包括6軸三坐標(biāo)測量臂(3)和三坐標(biāo)測量臂測量軟件，三坐標(biāo)測量臂測量軟件以PC電腦(5)作為運(yùn)行平臺；測量臂(3)與磁性底座(4)通過螺紋相連，能固定到現(xiàn)場法蘭I (I)和現(xiàn)場法蘭II (2)中間任何平整的位置；測量臂(3)與PC電腦(5)通過數(shù)據(jù)線(6)相連或在測量臂(3)上設(shè)置無線藍(lán)牙和PC電腦(5)遠(yuǎn)距離連接；現(xiàn)場測量時(shí)，依次在待合攏處的兩個(gè)法蘭的密封面、外緣、螺栓孔內(nèi)壁各采集3個(gè)點(diǎn)數(shù)據(jù)，然后以文本的數(shù)據(jù)格式輸出該測量數(shù)據(jù)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種合攏管測量再現(xiàn)系統(tǒng)，其特征在于所述的數(shù)據(jù)測量系統(tǒng)采用三拉繩測量裝置；采用三拉繩測量裝置的數(shù)據(jù)測量系統(tǒng)包括三拉繩測量裝置(7)、測量頭(8)、電控箱(12)、PDA ( 13)，三拉繩測量裝置(7)安裝在現(xiàn)場法蘭I上，測量頭安裝在現(xiàn)場法蘭II的任一螺栓孔上，電控箱(12)通過數(shù)據(jù)線(14)和三拉繩測量裝(7)連接，PDA (13)通過數(shù)據(jù)線(15)和三拉繩測量裝置(7)連接；三拉繩測量裝置(7)上的3個(gè)拉繩掛鉤(9、10、11)，測量時(shí)將拉繩掛鉤掛在測量頭(8)上，即能操作PDA ( 13)完成測量；測量結(jié)束后PDA以文本的數(shù)據(jù)格式輸出測量數(shù)據(jù)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種合攏管測量再現(xiàn)系統(tǒng)，其特征在于所述的數(shù)據(jù)擬合系統(tǒng)設(shè)置在PC電腦(5)內(nèi)，數(shù)據(jù)擬合系統(tǒng)為數(shù)據(jù)擬合軟件，該軟件直接調(diào)用數(shù)據(jù)測量系統(tǒng)測量的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)擬合；再現(xiàn)機(jī)動(dòng)作數(shù)據(jù)(17)保存在移動(dòng)存儲設(shè)備中；該數(shù)據(jù)擬合軟件能識別數(shù)據(jù)測量系統(tǒng)的數(shù)據(jù)格式，并在擬合時(shí)自動(dòng)調(diào)用相應(yīng)的算法進(jìn)行擬合計(jì)算； 短管加工圖紙(16)為直觀的三維立體的合攏管形式顯示，...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：鄒家生，嚴(yán)鏗，高飛，葉友利，許祥平，
申請(專利權(quán))人：江蘇陽明船舶裝備制造技術(shù)有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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