一種基于三維攝影技術(shù)的合攏管現(xiàn)場測量裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及基于三維攝影技術(shù)的合攏管現(xiàn)場測量裝置，應(yīng)用于合攏管的制造加工。
【背景技術(shù)】
[0002]船舶里面到處都鋪滿了管道，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)，配合專用的三坐標變位機可以再現(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，其主要原理是在規(guī)定的球面坐標系兩個角度和一個長度可以唯一確定一個點。因此，通過該測量機可以測量法蘭上特征點在指定的坐標系中的位標。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)，配合專用的三坐標變位機可以再現(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)，采用三坐標測量臂也是可行的方案，這種測量臂由6個轉(zhuǎn)動的臂和I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)用坐標模型從而獲得被測點的三維坐標位置。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。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是設(shè)備制造企業(yè)設(shè)備使用企業(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三維攝影技術(shù)的合攏管現(xiàn)場測量裝置，不受空間、光線、位置等因素的影響，抗干擾能力較強。
[0005]技術(shù)方案：為解決上述技術(shù)問題，本實用新型的一種基于三維攝影技術(shù)的合攏管現(xiàn)場測量裝置，包含標志點、編碼點、攝像裝置和計算機，所述標志點位于第一法蘭、第二法蘭、第一管子和第二管子上，在距離第一法蘭30?50cm端部處圍繞第一管子貼上一圈不少于三個的標志點和在第一法蘭的外輪廓面貼上一圈不少于三個的標志點，在第一法蘭的密封面?zhèn)绕渲幸粋€螺栓孔邊緣貼上至少三個標志點，在第一法蘭密封面上沿第一法蘭內(nèi)輪廓貼上至少三個標志點；距離第二法蘭30?50cm端部處圍繞第二管子貼上一圈不少于三個的標志點和在第二法蘭的外輪廓面貼上一圈不少于三個的標志點，在第二法蘭的密封面?zhèn)绕渲幸粋€螺栓孔邊緣貼上不少于三個的標志點，在第二法蘭密封面上沿第二法蘭內(nèi)輪廓貼上不少于三個的標志點，在位于待測法蘭和管子附近的空間位置放置至少40個編碼點，編碼點放置在不同平面的空間位置，并位于待測管子和法蘭的測量周圍，與待測管子和法蘭的距離在30?50cm之間，相鄰編碼點的距離為30?50cm，所述攝像裝置通過數(shù)據(jù)采集卡與計算機連接，攝像裝置不同角度的拍攝待測第一法蘭、第一管子、第二法蘭和第二管子的照片，計算機通過攝像裝置拍攝的照片計算出第一管子、第一法蘭、第二管子和第二法蘭輪廓數(shù)據(jù)，以及其空間相對位置數(shù)據(jù)，利用計算機擬合建模形成所需要的第一管子、第一法蘭、第二管子和第二法蘭。
[0006]作為優(yōu)選，所述攝像裝置為相機或攝像機。
[0007]作為優(yōu)選，所述標志點中心為圓形白點、周圍為正方形黑底，標志點的圓形邊緣均與第一法蘭和第二法蘭的螺栓孔邊緣保持對齊，標志點的圓形邊緣均與第一法蘭和第二法蘭的內(nèi)輪廓邊緣保持對齊。
[0008]有益效果：本實用新型的基于三維攝影技術(shù)的合攏管現(xiàn)場測量裝置，該裝置測量安全可靠測量精確很高，整個測量過程便捷，可測量的合攏管長度范圍大，完全可以滿足合攏管的工程要求和測量要求，同時為制造合攏管提供了極大的方便，具有極大的經(jīng)濟效益和市場價值。
【附圖說明】
[0009]圖I為本實用新型的組成示意圖；
[0010]圖2為本實用新型工作的流程圖。
[0011]圖3為本實用新型的標志點的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0012]圖4為本實用新型中第一法蘭的示意圖；
[0013]圖5為本實用新型的第一管子的示意圖。
【具體實施方式】
[0014]如圖I所示，本實用新型的一種基于三維攝影技術(shù)的合攏管現(xiàn)場測量裝置，包含標志點、編碼點5、攝像裝置和計算機，所述標志點位于第一法蘭、第二法蘭、第一管子和第二管子上，在距離第一法蘭30?50cm端部處圍繞第一管子貼上一圈不少于三個的標志點和在第一法蘭的外輪廓面貼上一圈不少于三個的標志點，在第一法蘭的密封面?zhèn)绕渲幸粋€螺栓孔邊緣貼上至少三個標志點，在第一法蘭密封面上沿第一法蘭內(nèi)輪廓貼上至少三個標志點；距離第二法蘭30?50cm端部處圍繞第二管子貼上一圈不少于三個的標志點和在第二法蘭的外輪廓面貼上一圈不少于三個的標志點，在第二法蘭的密封面?zhèn)绕渲幸粋€螺栓孔邊緣貼上不少于三個的標志點，在第二法蘭密封面上沿第二法蘭內(nèi)輪廓貼上不少于三個的標志點，在位于待測法蘭和管子附近的空間位置放置至少40個編碼點5，如圖4和圖5所示，編碼點5放置在不同平面的空間位置，相鄰編碼點的距離為40cm，并位于待測管子和法蘭的測量周圍，與待測管子和法蘭的距離在30?50cm之間，所述攝像裝置6通過數(shù)據(jù)采集卡與計算機7連接，攝像裝置6不同角度的拍攝待測第一法蘭、第一管子、第二法蘭和第二管子的照片