“磁吸、可调、可视”激光测距仪工装创新研究与应用

2017-06-01谭森林俞冬军上海振华重工集团股份有限公司

科学中国人 2017年15期

关键词：门框旋钮立柱

谭森林，俞冬军上海振华重工（集团）股份有限公司

谭森林，俞冬军
上海振华重工（集团）股份有限公司

文章主要阐述了“磁吸、可调、可视激光测距仪”工装的使用方法和应用，分享了工装革新对测量精度、成本方面的提升，使得激光测距仪更加可靠、有效，具有一定的参考价值。

设备结构；工作原理；操作程序

概述

“门框”，是岸桥、散货机械等港口设备重要组成部分，在设备运行中承受不同载荷状态的考验，对设备的稳性和力的传递起着至关重要的作用。对此，门框结构零部件制造与拼装精度决定设备总装和运行成败的关键。钢结构产品质量考核两项最重要指标就是尺寸精度和焊缝质量，在新工艺推行中焊缝质量未产生变化，但对尺寸精度提出了更高要求才能实现新工艺顺利推进。所以，如何尽快提升门框结构件制造精度成为质量提升的紧迫问题，通过研究新工装来确保制造精度和检测精度。本文旨在介绍为快捷有效的实现精度提升而设计的“磁吸、可调、可视激光测距仪”工装的理论使用效果。

1 项目背景

在一些大型的构件制作过程，如岸桥钢结构的制作过程中，由于构件尺寸大，部分位置往往需要隔空划线和测量，如果采用常规卷尺、米尺等尺具进行测量的话，因测量受尺具精度、拉力、状态、折算和温度等影响明显，容易造成测量数据偏差量大，而往往无法提供可靠精确的尺寸数据，使得起重机在总装后由于门框的尺寸误差而造成总装连接位置的间隙超标、筋板错位、支点高低脚、门框扭曲和大梁不对中等，影响起重机的正常工作。

为克服尺具测量精度偏差大的问题，现有技术中已有使用激光测距仪替代尺具进行长度、距离的测量。激光测距仪是一种利用激光进行距离、长度测量的仪器，即通过测定激光开始发射到激光从目标反射回来的时间来测定距离、长度，具有重量轻、体积小、操作简单、速度快而准确的特点，因而被广泛用于地形测量、战场测量，同时也广泛应用于工业测控、矿山、港口等领域。虽然激光测距仪测量速度快而准确，但其要求测距仪在测量过程中保持稳定的基础上才能获得精确度高的测量数据，如果测量仪在测量过程中移动的话，则会造成较大的测量误差。

这种测量方式的缺点有：操作不规范、测量数据误差大、不便调节瞄准反光位、受制于操作者手的掌控精度、需要双手操作等。基于上述不利因素，从而设计研发了一款“磁吸、可调、可视激光测距仪”工装进行尺寸测量。

2 测距仪工装的主要结构

图1 激光测距仪底座工装示意图

“磁吸、可调、可视激光测距仪”工装主要由第一磁座、第二磁座和中间垂直连接杆及调节旋钮几部分组成，如图1所示。

3 测距仪工装组成部分及作用

（1）第一磁座：由磁力板、左右调节旋钮和中间销轴组成。作用是承载及安装卡槽和测距仪的磁力平台，通过左右调节旋钮实现卡槽围绕中间销轴水平方向旋转，从而实现测距仪光点左右微调。

（2）第二磁座：由磁力板、与第一磁座相连固定销组成。作用是测量垂直端面（悬空）组件尺寸。

（3）卡槽部分：由卡槽、上下微调旋钮及压块、中间过渡板及与第一磁座连接销轴组成。

4 测距仪工装的具体使用方法

使用“磁吸、可调、可视激光测距仪”工装对结构件进行长、宽、高度均能准确测量，可以根据实际钢结构零部件形式选取测量方法。主要测量方法如下：

（1）选取第一磁座为吸附底座时，可以选取测距仪底座前端基准或者后基准加上第二磁座固定尺寸25mm作为测量基准，然后在需要测量的长度直线范围放置带磁性的反光板，通过第一磁座两侧左右调节旋钮和卡槽上的上下调节旋钮进行对焦调整，距离太远的调整时可以通过测距仪视频窗口选择反光板位置从而达到准确对焦，然后进行测量读数。

（2）选取第二磁座为吸附底座时，多用于测量垂直端面距离。方法同第一磁座步骤，通过方向旋钮调整对焦进行测量读数。

（3）在“岸桥”门框结构测量实际应用中可以全面替代钢卷尺，典型测量举例如下：

①岸桥门框立柱结构件测量，先划出立柱喇叭口中心（“喇叭口”为门框联系横梁拼接口），然后用“磁吸、可调、可视激光测距仪”工装设备进行测量，使其测距仪工装第一磁座吸附在立柱喇叭口中心位置，对齐测距仪前沿或后置基准面，在立柱上口加放配制的反光板进行测量。根据图纸修割立柱上口余量并安装假法兰，修割立柱下口余量并开设坡口。

②岸桥门框拼装测量，待立柱与中间门框联系横梁对接与撑管安装后，对门框上、下口门腿开档、高度进行测量。

本实用新型涉及一种磁吸式激光测距仪安装架，通过在安装架的第一磁座和第二磁座上设置磁吸装置，以将安装架牢固地固定于水平或垂直构件上，避免了安装架在测量过程中发生移动、晃动的问题，从而使得测量过程中的定位准确而不易变动，减少了测量误差，提高了测量数据的准确性，而且该磁吸式激光测距仪安装架的结构简单、操作方便，适用性较广泛，相对高精设备（如，全站仪）价格低廉、人员配置减少、成本可控。