一种可逆式水轮发电机组镜板测量方法及装置

摘要

本发明提供一种可逆式水轮发电机组镜板测量方法及装置，方法包括：确定可逆式水轮发电机组镜板及装配圆柱上的摄影标志点和编码点；根据所述摄影标志点和编码点以及标准尺，利用单相机在所述镜板上者拍照，获得多个照片；根据所述多个照片对镜板进行测量，获得测量结果。本发明的方案可以保证水轮机的运行平稳和高可靠性。

说明书

技术领域

本发明涉及水轮发电机组镜板形貌视觉测量技术领域，特别是指一种可逆式水轮发电机组镜板测量方法及装置。

背景技术

可逆式水轮发电机组镜板是推力轴承的关键部位之一，在大型普通卧式车床上，利用珩磨工具及专用夹具装夹工件进行珩磨镜面的制造工艺。使用花盘专用夹具定位，镜板安装时基准面与夹具装夹时定位基准统一，生产工艺容易掌握，生产效率高，经济实用，产品质量好。

珩磨镜板是生产可逆式水轮机组不可少的项目，镜板有较高的精度和较低的粗糙度要求，在车床上实现光整加工。

珩磨是最常见的一种光整和精整加工方法，使用专用夹具将镜板装夹在车床上，镜板紧贴平面定位，然后在车床刀架上用螺钉紧固珩磨工具进行珩磨加工。

在设计和制造保证其必要的条件及加工过程中要严格执行工艺，严格控制形位误差，合理选用珩磨材料，控制珩磨转速，经粗、精、光、精整加工达到质量要求，才能顺利加工出合格的产品，使工件在装配后能保证水轮机的运行平稳和高可靠性。

发明内容

本发明要解决的技术问题是如何提供一种可逆式水轮发电机组镜板测量方法及装置。保证水轮机的运行平稳和高可靠性。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：

一种可逆式水轮发电机组镜板测量方法，包括：

确定可逆式水轮发电机组镜板及装配圆柱上的摄影标志点和编码点；

根据所述摄影标志点和编码点以及标准尺，利用单相机在所述镜板上者拍照，获得多个照片；

根据所述多个照片对镜板进行测量，获得测量结果。

可选的，确定可逆式水轮发电机组镜板及装配圆柱上的摄影标志点和编码点，包括：根据以下至少一项规则，确定可逆式水轮发电机组镜板及装配圆柱上的摄影标志点和编码点；至少一项规则包括：

根据测量内容进行普通标志点的粘贴；

避免有重复的编码点；

编码点布设中要保证拍摄照片时，每两张照片的重叠编码点不少于四个，根据工件大小布设编码点，编码点数量最低不能少于六个；

工件形状90°转角处的布点，保证针对转角拍摄的摄站都具有6个以上的编码点；

标志点和编码点均匀分布在待测区域，布设位置应尽可能覆盖待测区域边界；

标志点和编码点不要布设在一个平面上，编码点附近不要布设普通标志点，粘贴编码标志时，把编码粘贴到曲率变化小的地方；

所有标志点和编码点应布设在能在多个角度拍摄到的位置，编码点布设在拍摄中不会遮挡的位置。

可选的，根据所述摄影标志点和编码点以及标准尺，利用单相机在所述镜板上者拍照，获得多个照片，包括：

按照镜板上标准尺，采用单相机系统在镜板多个位置进行多角度拍照，其中，每个靶标至少被四张照片拍到，获得多个照片。

可选的，根据所述多个照片对镜板进行测量，获得测量结果，包括：

对所述多个照片进行分析处理，解算出的各个标志点的三维坐标；

根据所述各个标志点的三维坐标对镜板进行测量，获得测量结果。

可选的，对所述多个照片进行分析处理，解算出的各个标志点的三维坐标，包括：对所述多个照片进行特征点扫描、同名点匹配、光束法平差，解算出所有标志点的三维坐标。

可选的，根据所述各个标志点的三维坐标对镜板进行测量，获得测量结果，包括：根据所述标志点的三维坐标对镜板的平面度进行测量与分析、对装配圆柱进行圆柱度的测量与分析和/或对装配圆柱轴线与镜板平面的垂直度进行测量与分析，获得测量结果。

可选的，根据所述标志点的三维坐标对对镜板的平面度进行测量与分析，获得测量结果，包括：

对镜板上测量的标志点的三维坐标进行平面的拟合，计算每个标志点的三维偏差；

根据每个标志点的三维偏差对镜板平面的质量进行评价，获得测量结果。

可选的，根据所述标志点的三维坐标对装配圆柱进行圆柱度的测量与分析，获得测量结果，包括：

对装配圆柱上测量的标志点的三维坐标进行圆柱的拟合，计算每个标志点的三维偏差；

根据每个标志点的三维偏差对装配圆柱的质量进行评价，获得测量结果。

可选的，根据所述标志点的三维坐标对装配圆柱轴线与镜板平面的垂直度进行测量与分析，获得测量结果，包括：

对装配圆柱上测量的标志点的三维坐标进行圆柱的拟合，得到拟合圆柱；

根据拟合圆柱，生成圆柱轴线；

测量与分析圆柱轴线与镜板平面之间的夹角；

根据所述夹角对圆柱轴线与镜板平面的垂直度之间的垂直度进行分析，获得测量结果。

本发明的实施例还提供一种可逆式水轮发电机组镜板测量装置，包括：

确定模块，用于确定可逆式水轮发电机组镜板及装配圆柱上的摄影标志点和编码点；

拍摄模块，用于根据所述摄影标志点和编码点以及标准尺，利用单相机在所述镜板上者拍照，获得多个照片；

处理模块，用于根据所述多个照片对镜板进行测量，获得测量结果。

本发明的上述方案至少包括以下有益效果：

通过确定可逆式水轮发电机组镜板及装配圆柱上的摄影标志点和编码点；根据所述摄影标志点和编码点以及标准尺，利用单相机在所述镜板上者拍照，获得多个照片；根据所述多个照片对镜板进行测量，获得测量结果。保证水轮机的运行平稳和高可靠性。

附图说明

图1是本发明实施例的可逆式水轮发电机组镜板测量方法的流程示意图；

图2是本发明实施例的可逆式水轮发电机组镜板测量装置的模块框示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

如图1所示，本发明的实施例提供一种可逆式水轮发电机组镜板测量方法，包括：

步骤11，确定可逆式水轮发电机组镜板及装配圆柱上的摄影标志点和编码点；

步骤12，根据所述摄影标志点和编码点以及标准尺，利用单相机在所述镜板上者拍照，获得多个照片；

步骤13，根据所述多个照片对镜板进行测量，获得测量结果。

该实施例中，测量前准备工作包含标志点与编码点的粘贴，在可逆式水轮发电机组镜板及装配圆柱上粘贴摄影标志点。

这里，确定可逆式水轮发电机组镜板及装配圆柱上的摄影标志点和编码点，包括：根据以下至少一项规则，确定可逆式水轮发电机组镜板及装配圆柱上的摄影标志点和编码点；

至少一项规则包括：

根据测量内容进行普通标志点的粘贴；

避免有重复的编码点；同一工程避免有重复的编码点，否则可能导致摄站定向、解算编码点、平差等失败；

编码点布设中要保证拍摄照片时，每两张照片的重叠编码点不少于四个，根据工件大小布设编码点，编码点数量最低不能少于六个；

工件形状90°转角处的布点，保证针对转角拍摄的摄站都具有6个以上的编码点；必要时增加一些45°转角点或采用45°转角工装，90°转角处还应加大编码点密度；

标志点和编码点均匀分布在待测区域，布设位置应尽可能覆盖待测区域边界；不要布设在一个平面上，编码点附近不要布设普通标志点，粘贴编码标志时，把编码粘贴到曲率变化小的地方，粘贴在曲率打的曲面上时，会照成编码变形较大识别错误；

标志点和编码点不要布设在一个平面上，编码点附近不要布设普通标志点，粘贴编码标志时，把编码粘贴到曲率变化小的地方；

所有标志点和编码点应布设在能在多个角度拍摄到的位置，编码点布设在拍摄中不会遮挡的位置。

进一步的，将基准尺布设在镜板上即可，确保在测量过程中基准尺与被测物的相对稳定。

本发明的一可选的实施例中，步骤12可以包括：按照镜板上标准尺，采用单相机系统在镜板多个位置进行多角度拍照，其中，每个靶标至少被四张照片拍到，获得多个照片。

该实施例中，采用单相机系统在镜板上部、中部及四周等多个位置进行多角度拍照，拍照原则是每个靶标至少被四张照片拍到，应多拍摄照片，以便于照片拼接，数据解算。

本发明的一可选的实施例中，步骤13可以，包括：

步骤131，对所述多个照片进行分析处理，解算出的各个标志点的三维坐标；

具体的，对所述多个照片进行特征点扫描、同名点匹配、光束法平差，解算出所有标志点的三维坐标。

进一步的，根据解算出的各个标志点的三维坐标，即可进行可逆式水轮发电机组镜板测量项目的分析，譬如镜板的平面度、装配圆柱的圆柱度、装配圆柱轴线与镜板平面的垂直度等。

步骤132，根据所述各个标志点的三维坐标对镜板进行测量，获得测量结果。

具体的，可以包括：根据所述标志点的三维坐标对镜板的平面度进行测量与分析、对装配圆柱进行圆柱度的测量与分析和/或对装配圆柱轴线与镜板平面的垂直度进行测量与分析，获得测量结果。

其中，根据所述标志点的三维坐标对对镜板的平面度进行测量与分析，获得测量结果，包括：

对镜板上测量的标志点的三维坐标进行平面的拟合，计算每个标志点的三维偏差；

根据每个标志点的三维偏差对镜板平面的质量进行评价，获得测量结果。

该实施例中，对镜板上测量的标志点的三维坐标进行平面的拟合，计算每个点的三维偏差，从而对镜板平面的质量进行评价。

其中，根据所述标志点的三维坐标对装配圆柱进行圆柱度的测量与分析，获得测量结果，包括：

对装配圆柱上测量的标志点的三维坐标进行圆柱的拟合，计算每个标志点的三维偏差；

根据每个标志点的三维偏差对装配圆柱的质量进行评价，获得测量结果。

该实施例中，对装配圆柱上测量的标志点的三维坐标进行圆柱的拟合，计算每个点的三维偏差，从而对装配圆柱的质量进行评价。

其中，根据所述标志点的三维坐标对装配圆柱轴线与镜板平面的垂直度进行测量与分析，获得测量结果，包括：

对装配圆柱上测量的标志点的三维坐标进行圆柱的拟合，得到拟合圆柱；

根据拟合圆柱，生成圆柱轴线；

测量与分析圆柱轴线与镜板平面之间的夹角；

根据所述夹角对圆柱轴线与镜板平面的垂直度之间的垂直度进行分析，获得测量结果。

该实施例，拟合的圆柱生成圆柱轴线，测量与分析装配圆柱轴线与镜板平面之间的夹角，从而对两者之间的垂直度进行分析，得到测量结果。

本发明的上述方法，可以应用于大型地面天线型面精调、星载各类异形固面天线型面检测、涡扇几何测量、导叶余量测量、上冠、下环加工余量测量，从而可以保证水轮机的运行平稳和高可靠性。

如图2所示，本发明的实施例还提供一种可逆式水轮发电机组镜板测量装置20，包括：

确定模块21，用于确定可逆式水轮发电机组镜板及装配圆柱上的摄影标志点和编码点；

拍摄模块22，用于根据所述摄影标志点和编码点以及标准尺，利用单相机在所述镜板上者拍照，获得多个照片；

处理模块23，用于根据所述多个照片对镜板进行测量，获得测量结果。

可选的，确定可逆式水轮发电机组镜板及装配圆柱上的摄影标志点和编码点，包括：

根据以下至少一项规则，确定可逆式水轮发电机组镜板及装配圆柱上的摄影标志点和编码点；

根据测量内容进行普通标志点的粘贴；

避免有重复的编码点；

编码点布设中要保证拍摄照片时，每两张照片的重叠编码点不少于四个，根据工件大小布设编码点，编码点数量最低不能少于六个；

工件形状90°转角处的布点，保证针对转角拍摄的摄站都具有6个以上的编码点；

标志点和编码点均匀分布在待测区域，布设位置应尽可能覆盖待测区域边界；

标志点和编码点不要布设在一个平面上，编码点附近不要布设普通标志点，粘贴编码标志时，把编码粘贴到曲率变化小的地方；

所有标志点和编码点应布设在能在多个角度拍摄到的位置，编码点布设在拍摄中不会遮挡的位置。

可选的，根据所述摄影标志点和编码点以及标准尺，利用单相机在所述镜板上者拍照，获得多个照片，包括：

按照镜板上标准尺，采用单相机系统在镜板多个位置进行多角度拍照，其中，每个靶标至少被四张照片拍到，获得多个照片。

可选的，根据所述多个照片对镜板进行测量，获得测量结果，包括：

对所述多个照片进行分析处理，解算出的各个标志点的三维坐标；

根据所述各个标志点的三维坐标对镜板进行测量，获得测量结果。

可选的，对所述多个照片进行分析处理，解算出的各个标志点的三维坐标，包括：对所述多个照片进行特征点扫描、同名点匹配、光束法平差，解算出所有标志点的三维坐标。

可选的，根据所述各个标志点的三维坐标对镜板进行测量，获得测量结果，包括：根据所述标志点的三维坐标对镜板的平面度进行测量与分析、对装配圆柱进行圆柱度的测量与分析和/或对装配圆柱轴线与镜板平面的垂直度进行测量与分析，获得测量结果。

可选的，根据所述标志点的三维坐标对对镜板的平面度进行测量与分析，获得测量结果，包括：

对镜板上测量的标志点的三维坐标进行平面的拟合，计算每个标志点的三维偏差；

根据每个标志点的三维偏差对镜板平面的质量进行评价，获得测量结果。

可选的，根据所述标志点的三维坐标对装配圆柱进行圆柱度的测量与分析，获得测量结果，包括：

对装配圆柱上测量的标志点的三维坐标进行圆柱的拟合，计算每个标志点的三维偏差；

根据每个标志点的三维偏差对装配圆柱的质量进行评价，获得测量结果。

可选的，根据所述标志点的三维坐标对装配圆柱轴线与镜板平面的垂直度进行测量与分析，获得测量结果，包括：

对装配圆柱上测量的标志点的三维坐标进行圆柱的拟合，得到拟合圆柱；

根据拟合圆柱，生成圆柱轴线；

测量与分析圆柱轴线与镜板平面之间的夹角；

根据所述夹角对圆柱轴线与镜板平面的垂直度之间的垂直度进行分析，获得测量结果。

需要说明的是，该装置是与上述方法对应的装置，上述方法实施例中的所有实现方式均适用于该装置的实施例中，也能达到相同的技术效果。

本发明的实施例还提供一种计算机可读存储介质，包括指令，当所述指令在计算机上运行时，使得计算机执行如上所述的方法。上述方法实施例中的所有实现方式均适用于该实施例中，也能达到相同的技术效果。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本发明所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。

所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

此外，需要指出的是，在本发明的装置和方法中，显然，各部件或各步骤是可以分解和/或重新组合的。这些分解和/或重新组合应视为本发明的等效方案。并且，执行上述系列处理的步骤可以自然地按照说明的顺序按时间顺序执行，但是并不需要一定按照时间顺序执行，某些步骤可以并行或彼此独立地执行。对本领域的普通技术人员而言，能够理解本发明的方法和装置的全部或者任何步骤或者部件，可以在任何计算装置(包括处理器、存储介质等)或者计算装置的网络中，以硬件、固件、软件或者它们的组合加以实现，这是本领域普通技术人员在阅读了本发明的说明的情况下运用他们的基本编程技能就能实现的。

因此，本发明的目的还可以通过在任何计算装置上运行一个程序或者一组程序来实现。所述计算装置可以是公知的通用装置。因此，本发明的目的也可以仅仅通过提供包含实现所述方法或者装置的程序代码的程序产品来实现。也就是说，这样的程序产品也构成本发明，并且存储有这样的程序产品的存储介质也构成本发明。显然，所述存储介质可以是任何公知的存储介质或者将来所开发出来的任何存储介质。还需要指出的是，在本发明的装置和方法中，显然，各部件或各步骤是可以分解和/或重新组合的。这些分解和/或重新组合应视为本发明的等效方案。并且，执行上述系列处理的步骤可以自然地按照说明的顺序按时间顺序执行，但是并不需要一定按照时间顺序执行。某些步骤可以并行或彼此独立地执行。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。