浅谈全站仪在起重机制造过程中的应用方式

摘　要：本文对全站仪在起重机制造过程中的应用方式进行简单介绍，并与传统测量手段进行综合比较。

关键词：起重机；全站仪
　　引言
    随着我国起重机制造行业的高速发展，如何高效准确地使用先进测量仪器进行检验，已成为起重机过程中的重要环节。全站仪测量技术是检测起重机制造过程中的重要检测手段之一，它可以不借助任何传统几何测量器具而得到准确测量数据，且全站仪综合了水平仪及经纬仪的工作特点，可以达到“一机多用，精确测量”的检验效果。
1. 全站仪的工作定义、特点及应用领域
1.1全站仪的工作原理
　　 全站仪是一种集光、机、电为一体的新型测角仪器[1]。全站仪广泛应用于土木建筑工程、钢结构制造工程、大型水利工程等方面。
　　1.2全站仪的特点
　　（1）全站仪拥有准确的红外线发射系统，棱镜反射接受系统和补偿计算系统，因此全站仪可以不借助任何传统测距量具而得到准确的测量数据。
　　（2）全站仪拥有精确的数显角度指示可以直观的反映测量角度的变换，提高了传统的光学经纬仪分度式拨盘测角的精确性。
　　 (3) 全站仪拥有精确的坐标计算系统，可以直观反映出复杂线性构件的测量结果，减小多次测量造成的累积误差。
　　（4）拥有GPS（卫星定位）系统，可根据GPS辅助精确定位大型土木建筑工程的空间坐标点。 
2. 全站仪在各类起重机制造过程中的应用
2.1 全站仪在港口门座起重机制造过程中的应用
  港口门座起重机制造各构件多为大型箱体结构件，结构线性较多。因此，在组对过程中很难采用传统量具进行空间测量，而采用线坠取中放地样的测量方式会产生多次测量累积误差。且由于结构件外形尺寸较大采用传统测距方式，易受天气温度、测量工具微小变形、视觉疲劳产生的视值误差等因素的影响，以致产生测量误差甚至产生测量数据偏差。而采用全站仪进行红外测距只需将全站仪调至水平状态，并确定测量统一测量基点，将红外激光指示点调至测量基点进行多次测距。测量完成后利用程序进行计算就可得出精确的测距值，避免了由于测量温度、测量工具微小变形、视值误差等测量不利因素造成的测量误差，提高检验测量精度，大大减少测量检验时间，提高生产效率从而实现了降低企业的制造成本。
　　港口门座起重机在进行铰点机加工立体划线时如采用传统工艺方法，要先在地面平板上放出地样再使用线坠、宽座角尺等工具将地样反到构件之上进行立体划线。划线完成后使用光学水平仪、光学经纬仪进行复测。传统工艺由于多次移植划线基准，且复合使用工具测量易受原始基准发生偏移，测量结果积累多次测量误差，施工反线方法受环境影响大等因素的影响无法真实反映制造精度。而采用全站仪进行铰点立体划线，由于全站仪具有水平、垂直两向角度精确调节，既可作为水平仪使用又可作为作为经纬仪使用。将全站仪调整至水平状态，基准激光指示点与地面平板地样原始基准点重合锁死，水平角度调整垂直角度将原始基准点利用激光指示反至箱型构件两侧，确定构件基准点。将垂直角度调整至90°锁死后调整水平角度利用激光指示确定腰线基准线，最后利用红外测距完成中心铰点定位。显然由于采用全站仪作为立体划线工具，可以避免多次移植划线基准，复合使用工具测量，原始基准发生偏移，测量结果积累多次测量误差，施工反线方法受环境影响大等因素的影响对各铰点位置进行精确定位，大大降低划线施工时间。
2.2全站仪在塔式起重机制造过程中的应用
　　塔式起重机由于工作环境要求作业高度高，风阻系数大。多采用箱型桁架结构作为主要单体构件形式，塔式起重机是采用力矩平衡原理来保证机构平衡的。因此，对于起重臂架系统和平衡系统制造的直线度、几何尺寸的精度要求极高，以保证塔式起重机的工作稳定性和安全安性。塔式起重机单体构件在制造过程中，一般采用立体胎具组装焊接成型的制造工艺。因而制造胎具的制造精度决定单体构件的制造精度。而由于构件为箱型桁架结构，使用传统的检测手段进行检测，无法只使用传统检测手段对空间体力桁架结构进行一次检测。且由于制造环境条件、胎具体积大等因素所限，无法保证在恒温、恒力条件下对胎具进行几何精度检测。但如采用全站仪的红外测距系统进行几何尺寸测量，由于在同一光照条件下进行测量，其反射补偿强度可以忽略不计，最大限度的避免出现由于测量条件干扰所产生的测量误差，提高制造及检验精度。
　　塔式起重机主要用于建筑工程中，由于作业环境要求其作业面高，且其本身是采用油缸自顶升方式对标准节进行自顶升，从而达到提升或者降低工作页面的目的。这样的工作方式要求在安装塔式起重机基础时垂直、水平等空间基准极为精确。如采用传统光学水平仪加光学经纬仪的测量方式，无法使用一台仪器对与安装基础夹角成90°的结构两侧进行同时测量。这样就无法避免的产生了由于不同测量人员的测量读数习惯而产生的视值误差。而且由于传统的光学水平仪、经纬仪的精度所限，最小测量精度只能保证到毫米和度。因此采用传统的测量手段进行测量，将增加测量的误差降低测量精确度。而采用全站仪进行测量时，由于全站仪具有先进的空间坐标计算系统，可以使用加装空间坐标棱镜的测量方式，对安装基础进行空间测量计算，避免了由于不同测量人员同时测量产生的测量误差。另外，全站仪还具有可以精确到秒的角度旋转和可以精确到丝的几何测量精度，这样就可以大大提高安装工程中的测量检验精度。更为重要的是全站仪具有GPS系统，可以借助此功能对已安装完毕的基础进行测量，精确检验安装完成后基础的安装质量和下沉情况。
3．结论
　　全站仪以其完善的测量功能、准确地测量精度、方便快捷地使用方法，大大降低了在各类起重机制造过程中传统测量检验手段的误差，大幅度提高了生产效率，降低了生产成本。因此，随着我国各类起重机制造的发展和测量检验手段的日益完善，全站仪测量检验应用将成为起重机制造过程中测量检验的主要应用方式。
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