激光跟踪仪联机控制网在装配检测中的应用

激光跟踪仪联机控制网在装配检测中的应用

李海波,都基柱,赵天宇

一重集团大连核电石化有限公司高级工程师  辽宁大连   116113

摘要：本文通过对激光跟踪仪检测技术的研究，开发基于激光跟踪仪的联机控制技术，提高关键部件的制造和安装精度，从而提高项目的整体质量，保证机组的安全运行。

关键词： 激光跟踪仪 联机 控制网

1 前言

激光跟踪仪是一种空间大尺寸三维坐标机密测量的设备，不仅可以对静止的空间坐标进行高精度测量，还可以对运动的目标进行跟踪测量，是大尺寸测量的重要手段。其实现据对激光测距和干涉测距技术的融合，保证了极佳的测量精度。

某项目整体为不锈钢材质，直径约16米，高度约20米，但厚度仅为80毫米，在制造和安装过程中极易产生变形，部件的安装和制造精度将直接影响反应堆的运行安全。

2 联机控制网的设置和应用

2.1 检测前的联机精度验证试验

激光跟踪仪的联机测量需要对多个定位点进行定位拟合，定位拟合会造成测量精度的损失。为保证检测不确定度满足检测精度要求，需对定位后的检测精度进行对比试验。试验流程如下：

1）对激光跟踪仪进行前后视和ADM精度校准；

2）设立4个定位基准点和2个精度验证点，并按编号顺序采集数据；

3）利用定位点对激光跟踪仪进行定位拟合

4）分别用两台联机跟踪仪测量2个精度验证点的定位后坐标

5）对比分析两台设备的精度验证点坐标。

结论：联机定位后，两台设备对精度基准点分别进行测量，坐标偏差0.07mm，满足控制网设置的精度要求。

2.2控制网的设置流程

工程建筑坐标系：以21UJA至21UFA方向为A轴正方向，以2号岛至1号岛的方向为B轴正方向，1号机组坐标为(A=4000.0000， B=7000.0000)，2号机组坐标为(A=4000.0000， B=6680.0000)；1980西安直角坐标系：以N（北方向）为X轴正方向。工程建筑坐标系统与1980西安直角坐标系统的换算关系为：X=X′+Acosα+Bsinα，Y= X′+ Bcosα-Asinα；其中X′=2959717.088514，Y′=40510050.232228，α=20°（A轴与X轴夹角）。

分别在施工大厅（设备1）和堆坑内（设备2）架设激光跟踪仪，施工大厅设备1负责定位和引测工程基准，设备2与设备1联机负责设置堆坑内控制网，具体流程如下：

1）利用工程基准对设备1进行定位，定位精度0.3mm；

2）使用定位后的设备1向堆坑内任意位置施划至少6个联机定位点；

3）设备2对联机定位点进行复测，并进行拟合定位，定位精度0.1mm；

4）设备2在堆坑内施划方位基准点，如下图；

5）使用设备1对引测方位基准点进行复检，基准点偏差小于0.1mm；

6）分别使用设备1和设备2测量的方位基准点进行十字交叉，得出两台设备的中心位置偏差小于0.2mm；

7）使用引测后基准对预埋件进行调整，保证方位偏差小于0.2mm中心偏差小于0.5mm；

结论：联机控制网的单点精度控制可以达到0.1mm，方位和中心控制可达0.5mm，可以有效的控制部件安装时的空间尺寸，并可以利用控制网对部件状态进行实时监控。

3 联机控制网的优点

激光跟踪仪联机测量控制网首次应用于产品的制造和安装尺寸控制，与传统检测方式相比较，具有以下优点：

1）检测工件不受空间限制，可以实现全方位控制；

2）检测精度高，数据采集快捷，检测结果直观；

3）首次将工程测量基准与制造基准进行了统一，保证了整体尺寸传递的准确性；

4）无需各类工装辅具，节约生产成本；

5）控制网自由度高，可随时对关键位置进行增设和加密操作。

4 结束语

激光跟踪仪联机控制网检测，填补了我公司现场制造检测技术的空白。为我公司后续现场制造产品的工艺制定提供了技术支持，大大提高了现场制造的质量和效率。该技术可广泛应用于产品制造过程中的定位和实时监测，为我公司新产品的制造提供了技术保障。

参考文献

[1] 雷振尧,陈伟刚,陈文礼,等.激光跟踪仪精度仿真与实验分析[J].北京测绘,2018(1):132-136.

[2] 于成浩,柯明.基于激光跟踪仪的三维控制网测量精度分析[J].测绘科学,2006,31(3):25-27.