工业测量
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| en_title | Industrial Surveying |
|---|---|
| core_concept | 精密测量、三维坐标测量、几何尺寸检测、装配控制 |
| image_caption | 使用机器人全站仪进行大型设备安装的精密测量。 |
| application | 大型设备安装、精密机械制造、航空航天工业、船舶工业、汽车工业 |
| equipment | 全站仪、激光跟踪仪、三坐标测量机（CMM）、工业摄影测量系统、激光干涉仪 |
| principle | 利用高精度测量技术，为工业设备的制造、安装、检测和维护提供几何参数测定和空间位置控制。 |
| field | 工程测量 |
工业测量（Industrial Surveying）是工程测量的一个专门分支，主要为工业生产和设备安装提供高精度的几何尺寸测量和空间位置控制。它是现代工业制造、装配和质量控制不可或缺的技术手段。
工业测量的特点是：精度要求高（通常达到毫米级甚至亚毫米级）、测量对象复杂（如曲面、异形面）、作业环境特殊（如高温、振动、电磁干扰）。因此，它需要特殊的测量仪器和方法。
主要应用领域
1. 大型设备安装测量
- 发电设备：
* 水轮发电机组的安装定位 * 汽轮发电机组的同轴度测量 * 核电站反应堆压力容器的安装测量
- 冶金设备：
* 高炉、转炉的垂直度测量 * 轧钢机的安装测量 * 大型起重机的轨道测量
- 天文望远镜：
* 基座安装定位 * 转轴垂直度测量 * 反射面形状测量
2. 精密机械制造测量
- 几何尺寸检测：
* 零件的尺寸测量 * 形位公差检测（如圆度、平面度、垂直度） * 复杂曲面的形状测量
- 装配控制：
* 部件相对位置的测量与调整 * 同轴度、平行度的测量 * 装配间隙的控制
3. 航空航天工业测量
- 飞机制造：
* 机身部件的装配测量 * 机翼变形测量 * 起落架安装测量
- 火箭制造：
* 箭体垂直度测量 * 发动机喷管同轴度测量 * 惯性导航平台基准测量
- 卫星制造：
* 天线安装定位 * 太阳能帆板展开测量
4. 船舶与汽车工业测量
- 船舶制造：
* 船体分段的装配与合拢测量 * 螺旋桨轴线测量 * 甲板平面度测量
- 汽车制造：
* 车身框架尺寸检测 * 生产线机器人标定 * 模具、夹具的检测与校准
主要技术与设备
- 精密全站仪：特别是自动化和机器人全站仪，用于建立高精度控制网和进行坐标测量。
- 激光跟踪仪 (Laser Tracker)：一种高精度的三维坐标测量系统，通过跟踪一个靶球来实时获取其空间坐标。它是大型设备装配和动态测量的利器。
- 工业摄影测量：利用高分辨率相机从不同角度拍摄被测物体，通过图像匹配和空间后方交会原理，计算出物体表面大量点的三维坐标。适合复杂曲面的快速、非接触测量。
- 精密水准仪：用于高程的精密传递，特别是在设备安装中保证水平度和高程一致性。
- 激光干涉仪：用于最高精度的距离和角度测量，常用于校准机床和三坐标测量机。
- 三坐标测量机 (CMM)：在计量室中对中小型、高精度零部件进行尺寸和形位公差检测的标准设备。
参见
* 整流罩装配测量
- 卫星装配：
* 太阳能帆板展开测量 * 天线指向测量 * 姿态控制系统校准
4. 船舶工业测量
- 船体分段的制造与装配测量
- 推进系统的安装测量
- 舵机装置的安装测量
测量技术与方法
1. 光学-机械测量
传统但仍然有效的测量方法，主要包括：
- 经纬仪法：用于垂直度、平行度测量
- 水准仪法：用于平面度、标高测量
- 光学铅垂仪：用于垂直度测量
- 准直仪：用于直线度、同轴度测量
- 光学平板：用于平面度测量
2. 电子-光学测量
现代工业测量的主流技术：
- 机器人全站仪：自动跟踪棱镜，实时测量三维坐标
- 激光跟踪仪：通过跟踪反射球，高精度测量空间点位
- 三坐标测量机（CMM）：用于精密零件的尺寸和形位公差测量
- 激光干涉仪：用于高精度的长度和角度测量
- 工业摄影测量系统：通过多相机同步拍摄，重建物体的三维形状
3. 三维扫描测量
用于获取物体表面的密集三维点云数据：
- 结构光扫描：通过投影结构光图案获取物体表面的三维信息
- 激光扫描：使用激光线或点阵扫描物体表面
- 白光干涉测量：用于微小物体表面的超精密测量
精度要求
工业测量的精度要求因应用场合而异：
- 一般机械制造：±0.1~0.5mm
- 精密机械：±0.01~0.05mm
- 超精密加工：±0.001~0.005mm
- 大型设备安装：±0.5~2mm（相对精度可达1:100000）