一种使用激光扫描仪辅助高炉热风围管开孔方法技术

本发明专利技术公开了一种使用激光扫描仪辅助高炉热风围管开孔方法，包括：布设控制点；使用全站仪测量控制点坐标值，并统一坐标系；使用激光扫描仪进行第一次扫描；拆除热风围管和相关附件；使用全站仪指导安装热风围管，尽可能接近拆除前的状态；使用激光扫描仪进行第二次扫描；将第一、二次的扫描原始数据备份后，将第二次扫描数据中的热风围管以外的数据都删除掉，将第一次扫描数据中的热风围管点云数据删除，利用控制点将第一、二次的扫描点云数据进行拼接；建模并计算中心开孔位置坐标值；利用全站仪在热风围管上放样坐标值；利用全站仪验证热风围管放样坐标值的准确性；开孔。本发明专利技术的目的是实现针对每根进风管的尺寸变化进行精准开孔。开孔。开孔。

【技术实现步骤摘要】
一种使用激光扫描仪辅助高炉热风围管开孔方法


[0001]本专利技术涉及测量
，尤其涉及一种使用激光扫描仪辅助高炉热风围管开孔方法。

技术介绍

[0002]高炉热风围管更换时，目前最常使用的方法是通过模具进行开孔，受到模具制作单一性和理想性的影响，不可能适应每根进风管的尺寸变化，这会造成开孔位置偏差。另一方面，热风围管制作、安装过程中产生的偏差也会对开孔位置造成影响，主要原因有下：热风围管在制作时其管径和圈径会存在很大偏差；在热风围管安装时其在水平和垂直方向上都会存在偏差；热风围管运到现场时需要进行拼装，拼装过程中不可避免的会存在扭曲现象。这对开孔工作造成了很大的影响。
[0003]对比资料1：高炉热风围管风口开孔辅助工具
[0004]本技术提供了一种模拟连接状态下的，快速准确对高炉热风围管风口的开孔位置进行定位的辅助工具。它包括有水平的横管和倾斜的斜管，所述的斜管一端由支撑杆固定于横管的左端，斜管另外一端通过大法兰盘与风口装置的鹅颈管相连，并且斜管为断开式结构，在断开处采用小法兰盘连接，所述的横管的右端顶在风口的小套上。
[0005]使用本技术装置，不需要采用专用测量仪器，也无需搭设脚架，即可实现快速准确对高炉热风围管风口的开孔位置的定位。这种胎具不但本身重量大，而且不能适应热风围管安装偏差、送风装置的制作偏差，且胎具的通用性较差。开孔位置准确性不高，孔形不正，需搭设很多脚架。
[0006]对比资料2：高炉送风装置在热风围管上开孔的方法
[0007]本专利技术涉及冶炼工程中的高炉送风装置的安装，具体地说是一种高炉送风装置在热风围管上开孔的方法。其步骤包括：实测高炉风口法兰数据；高炉送风装置实际尺寸数据实测；制作开孔定位胎具；制作热风围管上的开孔样板；利用经纬仪在热风围管上投放开孔纵向中心轴线；利用定位胎具定位开孔中心点；利用开孔样板在热风围管上绘出开孔边线；按开孔边线在热风围管上切割开孔。本专利技术通过实测实际施工数据进行测量纠偏，采取测量仪器投放中心轴线并结合定位胎具的方法确定精准的开孔中心点，利用开孔样板达到精确开孔，工艺操作过程简便快捷，能有效地确保和提高送风装置的安装质量。这种方法操作复杂，且开孔花费的时间长，需要在高炉内部设置吊盘，其安全性较差，需较多施工人员及施工机具，效率低，成本大。
[0008]对比资料3：高炉风口设备安装方法
[0009]本专利技术公开了一种能够提高安装质量的高炉风口设备安装方法。该安装方法具体过程如下：首先，利用几何法确定接管孔中心的位置；然后在热风围管上以接管孔中心为圆心预开孔；将接管放入预先开好的接管孔内；接着将风口设备的其它部件采用整体安装法安装在接管与风口之间；然后将热风围管上的孔逐步扩大，调节接管的位置，使风口设备的安装角度及直吹管的水平度达到安装要求；最后将接管与热风围管焊接固定。采用这种安
装方法可以提高整个风口设备的安装质量，提高高炉的生产运行能力和生产效率，另外，也提高了各个风口设备之间的互换性。这种方法不能适应热风围管安装偏差、送风装置的制作偏差。

技术实现思路

[0010]本专利技术的目的是提供一种使用激光扫描仪辅助高炉热风围管开孔方法，用于辅助高炉热风围管更换开孔时使用，其特征是将激光扫描仪和全站仪联合使用，巧妙的使用全站仪的放样和精准控制测量功能弥补了激光扫描仪的缺点。该方法无需制作任何工装，能够适应热风围管制作、安装过程中产生的偏差，通过建模实现了针对每根进风管的尺寸变化进行精准开孔。
[0011]为解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：
[0012]本专利技术一种使用激光扫描仪辅助高炉热风围管开孔方法，包括：布设控制点；使用全站仪测量控制点坐标值，并统一坐标系；使用激光扫描仪进行第一次扫描；拆除热风围管和相关附件；使用全站仪指导安装热风围管，尽可能接近拆除前的状态；使用激光扫描仪进行第二次扫描；将第一、二次的扫描原始数据备份后，将第二次扫描数据中的热风围管以外的数据都删除掉，将第一次扫描数据中的热风围管点云数据删除，利用控制点将第一、二次的扫描点云数据进行拼接；建模并计算中心开孔位置坐标值；利用全站仪在热风围管上放样坐标值；利用全站仪验证热风围管放样坐标值的准确性；开孔。
[0013]进一步的，具体包括如下步骤：
[0014]1)在高炉的热风围管对应平台上布设控制点,布设控制点的原则是保证全站仪每站都能通视到至少5个控制点；
[0015]2)使用全站仪测量多个控制点的坐标值，并将多个控制点的坐标统一到同一坐标系；具体步骤如下：
[0016]a)将全站仪架设到第一控制点上对中整平后，将第一控制点设置为(0,0,0)然后进行自由建站，分别测量控制点第二控制点、第三控制点、第八控制点、第七控制点的坐标值，并记录；
[0017]b)然后将全站仪架设到第三控制点对中整平后，把第一控制点作为后视点建立坐标系，测量第二控制点的坐标值并与上述步骤a)中所测量的第二控制点的坐标值进行比较，误差较小时方可测量第三控制点和第五控制点的坐标值，并记录；
[0018]c)然后将全站仪架设到第七控制点对中整平后，把第一控制点作为后视点建立坐标系，测量第八控制点的坐标值并与上述步骤a)中所测量的第八控制点的坐标值进行比较，误差较小时测量第六控制点和第五控制点的坐标值并记录；对比步骤b)和步骤c)测量的第五控制点的坐标值，误差较小时方可进行下一步测量；
[0019]3)使用激光扫描仪进行第一次扫描，并将扫描数据统一到全站仪坐标系，扫描共设四站；
[0020]4)拆除热风围管和相关附件；
[0021]5)使用全站仪指导安装热风围管，尽可能接近拆除前的状态；
[0022]6)使用激光扫描仪进行第二次扫描，并将扫描数据统一到全站仪坐标系，扫描共设四站；
[0023]7)将第一、二次的扫描原始数据备份后，将第二次扫描数据中的热风围管以外的数据都删除掉，将第一次扫描数据中的热风围管点云数据删除，利用控制点将第一、二次的扫描点云数据进行拼接；
[0024]8)利用扫描数据将热风围管和变径建模，变径与热风围管的交线即为相贯线，变径的轴线与热风围管的交点即为开孔中心位置的坐标值，在相贯线上均匀的找到8个点的坐标；
[0025]9)利用全站仪在热风围管上放样相贯线上的8个点的坐标和开孔中心位置的坐标；
[0026]10)使用全站仪利用布的设控制点的坐标值对放样坐标值的准确性进行验证，确保热风围管上放样坐标值的准确性；
[0027]11)进行开孔。
[0028]进一步的，所述控制点上有一个样冲点以便于配合棱镜杆确定其坐标值。
[0029]与现有技术相比，本专利技术的有益技术效果：
[0030]本专利技术使用全站仪进行控制点布设和放样，使用激光扫描仪进行扫描，然后利用软件进行建模分析，从而完成高炉热风围管开孔工作。
[0031]该方法无需制作任何工装，能够适应热风围管制作、安装过程中产生的偏差，通过建模实现本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种使用激光扫描仪辅助高炉热风围管开孔方法，其特征在于，包括：布设控制点；使用全站仪测量控制点坐标值，并统一坐标系；使用激光扫描仪进行第一次扫描；拆除热风围管和相关附件；使用全站仪指导安装热风围管，尽可能接近拆除前的状态；使用激光扫描仪进行第二次扫描；将第一、二次的扫描原始数据备份后，将第二次扫描数据中的热风围管以外的数据都删除掉，将第一次扫描数据中的热风围管点云数据删除，利用控制点将第一、二次的扫描点云数据进行拼接；建模并计算中心开孔位置坐标值；利用全站仪在热风围管上放样坐标值；利用全站仪验证热风围管放样坐标值的准确性；开孔。2.根据权利要求1所述的使用激光扫描仪辅助高炉热风围管开孔方法，其特征在于，具体包括如下步骤：1)在高炉的热风围管对应平台上布设控制点,布设控制点的原则是保证全站仪每站都能通视到至少5个控制点(3)；2)使用全站仪测量多个控制点的坐标值，并将多个控制点的坐标统一到同一坐标系；具体步骤如下：a)将全站仪架设到第一控制点(3.1)上对中整平后，将第一控制点(3.1)设置为(0,0,0)然后进行自由建站，分别测量控制点第二控制点(3.2)、第三控制点(3.3)、第八控制点(3.8)、第七控制点(3.7)的坐标值，并记录；b)然后将全站仪架设到第三控制点(3.3)对中整平后，把第一控制点(3.1)作为后视点建立坐标系，测量第二控制点(3.2)的坐标值并与上述步骤a)中所测量的第二控制点(3.2)的坐标值进行比较，误差较小时方可测量第三控制点(3.4)和第五控制点(3.5)的坐标值，并记录；c)然后将全站仪架设到第七控制点(3.7)对中整平后，把第一控...

【专利技术属性】
技术研发人员：郝俊义，
申请(专利权)人：包头钢铁集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：