捆绑式模锻压机结构及其上下同轴度的控制方法

摘要

本发明公开了捆绑式模锻压机结构及其同轴度的控制方法，捆绑式模锻压机结构，包括基座，四个C形板组，上十字键和下十字键，下夹紧装置和上夹紧装置，所述下夹紧装置和上夹紧装置均由两个夹紧梁和若干大拉杆构成，大拉杆的两端分别与夹紧梁连接，板A和板B之间的间隙为AB空间，板C和板D之间的间隙为CD空间，至少一个大拉杆同时贯穿AB空间和CD空间，其优点在于：打破常规的设备安装基准建立方法，综合考虑压机安装需求及今后使用中监测要求，全局部署建立安装基准体系，确保安装质量和压机在今后运行质量和可追溯性。标识的安装过程中，对于轧制中心的标识采用先标记后加工，再测量的方式，解决标识中心与压机轧制中心重合的问题。

权利要求

1.捆绑式模锻压机结构，其特征在于：包括基座（1）、以及竖直插设在基座上的四个C形板组（3），这四个C形板组分别为板A、板B、板C、板D，板A与板B平行设置，板C与板D平行设置，板A与板C对称设置，板B与板D对称设置；还包括上十字键（6）和下十字键（4），所述下十字键（4）的一端设置在板A和板C之间，下十字键（4）的另一端设置在板B和板D之间，且下十字键（4）与基座靠紧，所述上十字键（6）的一端设置在板A和板C之间，上十字键（6）的另一端设置在板B和板D之间，且上十字键（6）位于下十字键（4）的正上方；还包括下夹紧装置（2）和上夹紧装置（5），所述下夹紧装置（2）和上夹紧装置（5）均由两个夹紧梁和若干大拉杆构成，大拉杆的两端分别与夹紧梁连接，板A和板B之间的间隙为AB空间，板C和板D之间的间隙为CD空间，至少一个大拉杆同时贯穿AB空间和CD空间。

2.根据权利要求1所述的捆绑式模锻压机结构，其特征在于：所述C形板组是由5片层叠的C形板构成。

3.根据权利要求1所述的捆绑式模锻压机结构，其特征在于：基座（1）包括两个对称设置的压机支座（11），每一个压机支座远离地面的一面开有C形板安装缺口，C形板组的近地面与C形板安装缺口的底面相贴合，还包括两个压机支座连接梁（12），压机支座连接梁（12）的两端分别与压机支座连接，每一个压机支座连接梁远离地面的一面开有下十字键安装缺口，下十字键的近地面与下十字键安装缺口的底面相贴合。

4. 基于权利要求3所述捆绑式模锻压机结构的上下同轴度的控制方法，其特征在于：

包括如下控制步骤，

C形板安装前的变形控制检测：在C形板运送到安装现场时由检测中心进行工件的加工精度控制检测，要求检测后的C形板的共面度要求在0.15mm之内，不合格产品去除；

基座与外部件的安装精度控制：通过标准的检测塞尺检测基座与C形板接触面0.05mm塞尺不入，通过标准的检测塞尺检测基座与十字键接触面0.05mm塞尺不入；达不到上述标准则重新安装调整，并再次采用塞尺检测，直到达到上述标准为止；

基座同轴度的控制：压机支座安装在下联接件联结凹槽上，通过激光跟踪仪器检测压机支座与下联接件联结凹槽的同轴度，以及两个下十字键安装缺口的同轴度，对比检测数据通过固定同轴度使其同轴度≤0.1mm；

基座平面度的控制：检测压机支座上4个C形板安装缺口底面的平面度，通过检测数据由钳工进行研磨平面使其4个C形板安装缺口底面的共面度≤0.1mm，检测2个下十字键安装缺口的平面度，通过检测数据由钳工进行研磨平面使2个下十字键安装缺口的平面度≤0.1mm；

C形板的垂直度控制：利用内置桁架调整装置配合检测中心调整C形板的垂直度在全长36190mm上≤0.5mm。

5.根据权利要求4所述的上下同轴度的控制方法，其特征在于： C形板安装前的变形控制检测步骤为：（1）、在C形板上预设检测视点A和检测视点B，将激光跟踪仪安装在专用工作台上，然后再将该专用工作台移动到使激光跟踪仪靠近检测视点A和检测视点B两点连线的延长线的位置上；

（2）、通过激光跟踪仪分别测得检测视点A和检测视点B两点的坐标从而建立A、B两点连线的延长线，然后确定出对专用工作台的垂直角度调整装置、水平角度调整装置、水平平移调整装置和上下升降调整装置的调整量；

（3）、按照（2）确定的调整量分别对专用工作台的垂直角度调整装置、水平角度调整装置、水平平移调整装置和上下升降调整装置进行调整；

（4）、重复上述步骤（2）至步骤（3），直到用激光跟踪仪测量检测视点A和检测视点B两点时激光跟踪仪的垂直转角码盘和水平转角码盘的读数接近零；此时，再通过激光跟踪仪测得A、B两点的距离值；

（5）、然后测量中间弯板的侧面点，计算弯板的共面误差。

6.根据权利要求5所述的上下同轴度的控制方法，其特征在于：所述专用工作台包括自上而下依次层叠的激光跟踪仪安装盘（8）、直角度调整装置（7）、水平角度调整装置（9）、水平平移调整装置（10）、上下升降调整装置（11）。

7.根据权利要求4所述的上下同轴度的控制方法，其特征在于：还包括基准体系的建立步骤，

基准体系的建立包括标记出压机沉降永久标识步骤、标记出压机沉降测量标识步骤、标记出压机安装中心标识步骤；

其中压机安装中心标识分为三个标识层，第一标识层的标记高程为0mm，第二标识层的标记高程为-500mm，第三标识层的标记高程为-10000mm，第一标识层的标识数目为3，这个

3个标识分别在轧制中心的正北、正西、正南方向，第二标识层的标识数目为3，这个3个标识分别在轧制中心的正北、正西、正南方向，第三标识层的标识数目为3，这个3个标识分别在轧制中心的正北、正西、正南方向；

所述轧制中心是整个捆绑式模锻压机结构的安装中心。

说明书

捆绑式模锻压机结构及其上下同轴度的控制方法

技术领域

[0001] 本发明涉及捆绑式模锻压机结构及其同轴度的控制方法。

背景技术

[0002] 传统压机结构多采用三梁四柱的形式，但800MN大型模锻压机的大型零件在铸、锻方面都远超行业最大制造能力，因此，采用4组C形板组（5片一组）代替四柱，上十字键替代上横梁，并通过夹紧梁及拉杆夹紧形成捆绑式框架。

[0003] 框架中C形板单件外形尺寸为350mm（厚）X36190mm（长）X4650mm（宽）、单重250吨，属于超薄、细长件，造成C形板在生产过程、运输过程、安装中以及安装后都会存在不规则的扭曲变形，这对于800MN压机的框架安装精度影响极大，因此必须在这些过程中都采用精密的控制技术来监控、调整C形板的变形，从而最终保证800MN压机机架上下的同轴度精度。

发明内容

[0004] 本发明的目的在于将组装好C形板组后通过检测中心对捆绑式模锻压机结构上下同轴度的精度进行检测，将理论计算数据与实际检测数据对比，通过以上精密控制技术达到图纸设计要求机架上下同轴度不大于0.2mm的目标，实现了800MN大型模锻压机机架这主要设备、大工件的精密安装，从而提供一种捆绑式模锻压机结构及其同轴度的控制方法。

[0005] 本发明的实现方案如下：捆绑式模锻压机结构，包括基座、以及竖直插设在基座上的四个C形板组，这四个C形板组分别为板A、板B、板C、板D，板A与板B平行设置，板C与板D平行设置，板A与板C对称设置，板B与板D对称设置；还包括上十字键和下十字键，所述下十字键的一端设置在板A和板C之间，下十字键的另一端设置在板B和板D之间，且下十字键与基座靠紧，所述上十字键的一端设置在板A和板C之间，上十字键的另一端设置在板B和板D之间，且上十字键位于下十字键的正上方；还包括下夹紧装置和上夹紧装置，所述下夹紧装置和上夹紧装置均由两个夹紧梁和若干大拉杆构成，大拉杆的两端分别与夹紧梁连接，板A和板B之间的间隙为AB空间，板C和板D之间的间隙为CD空间，至少一个大拉杆同时贯穿AB空间和CD空间。

[0006] 下夹紧装置和上夹紧装置用于夹紧C形板组，上十字键和下十字键用于连接C形板组。下夹紧装置和上夹紧装置、上十字键和下十字键均起到固定C形板组的作用。

[0007] 所述C形板组是由5片层叠的C形板构成。

[0008] 基座包括两个对称设置的压机支座，每一个压机支座远离地面的一面开有C形板安装缺口，C形板组的近地面与C形板安装缺口的底面相贴合，还包括两个压机支座连接梁，压机支座连接梁的两端分别与压机支座连接，每一个压机支座连接梁远离地面的一面开有下十字键安装缺口，下十字键的近地面与下十字键安装缺口的底面相贴合。

[0009] 上下同轴度的控制方法，包括如下控制步骤，

[0010] C形板安装前的变形控制检测：在C形板运送到安装现场时由检测中心进行工件的加工精度控制检测，要求检测后的C形板的共面度要求在0.15mm之内，不合格产品去除；

[0011] 基座与外部件的安装精度控制：通过标准的检测塞尺检测基座与C形板接触面0.05mm塞尺不入，通过标准的检测塞尺检测基座与十字键接触面0.05mm塞尺不入；达不到上述标准则重新安装调整，并再次采用塞尺检测，直到达到上述标准为止；

[0012] 基座同轴度的控制：压机支座安装在下联接件联结凹槽上，通过激光跟踪仪器检测压机支座与下联接件联结凹槽的同轴度，以及两个下十字键安装缺口的同轴度，对比检测数据通过固定同轴度使其同轴度≤0.1mm；

[0013] 基座平面度的控制：检测压机支座上4个C形板安装缺口底面的平面度，通过检测数据由钳工进行研磨平面使其4个C形板安装缺口底面的共面度≤0.1mm，检测2个下十字键安装缺口的平面度，通过检测数据由钳工进行研磨平面使2个下十字键安装缺口的平面度≤0.1mm；

[0014] C形板的垂直度控制：利用内置桁架调整装置配合检测中心调整C形板的垂直度在全长36190mm上≤0.5mm。

[0015] C形板安装前的变形控制检测步骤为：

[0016] （1）、在C形板上预设检测视点A和检测视点B，将激光跟踪仪安装在专用工作台上，然后再将该专用工作台移动到使激光跟踪仪靠近检测视点A和检测视点B两点连线的延长线的位置上；

[0017] （2）、通过激光跟踪仪分别测得检测视点A和检测视点B两点的坐标从而建立A、B两点连线的延长线，然后确定出对专用工作台的垂直角度调整装置、水平角度调整装置、水平平移调整装置和上下升降调整装置的调整量；

[0018] （3）、按照（2）确定的调整量分别对专用工作台的垂直角度调整装置、水平角度调整装置、水平平移调整装置和上下升降调整装置进行调整；

[0019] （4）、重复上述步骤（2）至步骤（3），直到用激光跟踪仪测量检测视点A和检测视点B两点时激光跟踪仪的垂直转角码盘和水平转角码盘的读数接近零；此时，再通过激光跟踪仪测得A、B两点的距离值；

[0020] （5）、然后测量中间弯板的侧面点，计算弯板的共面误差。

[0021] 所述专用工作台包括自上而下依次层叠的激光跟踪仪安装盘、直角度调整装置、水平角度调整装置、水平平移调整装置、上下升降调整装置。

[0022] 还包括基准体系的建立步骤，

[0023] 基准体系的建立包括标记出压机沉降永久标识步骤、标记出压机沉降测量标识步骤、标记出压机安装中心标识步骤；

[0024] 其中压机安装中心标识分为三个标识层，第一标识层的标记高程为0mm，第二标识层的标记高程为-500mm，第三标识层的标记高程为-10000mm，第一标识层的标识数目为3，这个3个标识分别在轧制中心的正北、正西、正南方向，第二标识层的标识数目为3，这个3个标识分别在轧制中心的正北、正西、正南方向，第三标识层的标识数目为3，这个3个标识分别在轧制中心的正北、正西、正南方向；

[0025] 所述轧制中心是整个捆绑式模锻压机结构的安装中心。

[0026] 综上所述述，本发明通过将组装好C形板组后通过检测中心对捆绑式模锻压机结构上下同轴度的精度进行检测，将理论计算数据与实际检测数据对比，通过以上精密控制技术达到图纸设计要求机架上下同轴度不大于0.2mm的目标，实现了800MN大型模锻压机机架这主要设备、大工件的精密安装。

[0027] 对于本发明涉及的方法部分，上下同轴度的控制方法，具体来说，包括如下控制步骤，

[0028] 首先：在C形板等工件运送到安装现场时由检测中心进行工件的加工精度控制检测，检测包括 C形板关键数据的检测方式与检测数据、压机底座的关键数据的检测方式与检测数据。

[0029] 其次：压机底座安装精度控制，通过标准的检测塞尺检测压机底座装置各工件接触面0.05mm塞尺不入，局部地方（长100mm以内、深度400mm以内）允许0.1mm塞尺可入。

[0030] 第三：组装好C形板后通过检测中心对机架上下同轴度的精度进行检测，理论计算数据与实际检测数据对比。

[0031] 通过以上精密控制技术达到图纸设计要求机架上下同轴度不大于0.2mm的目标，实现了800MN大型模锻压机机架这主要设备、大工件的精密安装。

[0032] C形板安装前的变形控制检测的说明如下：

[0033] 作为800MN大型模锻压机的关键产品，其机架由4个C形板组组成，由于尺寸巨大。每块C形板由多块钢板拼装组焊而成，C形板总长36190±1mm，宽度4650±0.2mm，厚度350±0.2mm。

[0034] C形板加工后，从加工车间运输至安装现场，由于结构特殊，支点不同，变形情况也不同，为保证安装精度，需对C形板进行检测。

[0035] 1、检测内容及主要技术性能指标：

[0036] C型板不仅尺寸大，且精度要求高，C形板内槽尺寸24190±0.5mm，两头部6000mm范围内，平面度允许公差不大于0.1mm，两头共面性不大于0.15mm。为此，在整个C形板装吊前，需要对其加工精度进行复核检测。

[0037] 2、 检测设备的选择：

[0038] 由于C形板有高精度的尺寸和形位误差的要求且满足生产现场测量要求，在目前检测技术中，主要采用坐标测量法进行。在现有便携式的坐标测量设备中，从功能上说经纬仪测量系统、激光跟踪仪、摄影测量系统都可满足测量要求。

[0039] 经纬仪测量系统以两台以上的高精度电子经纬仪为传感器，结合其他附件和系统软件，以角度前方交会的测量原理对被测物实现无接触测量，测量速度快，测量范围在几米到几十米，测量精度为 ±（0.05~0.2）mm，从精度上，经纬仪测量系统无法满足要求。

[0040] 摄影测量系统与经纬仪系统原理类似，通过一台高分辨率的数字相机对被测物拍摄，得到物体的多幅二维数字影像，根据透视投影的目标点、相机中心和像点三点共线条件，经相机定向及图像匹配后，根据最小二乘原理，将多个光线（束）的共线方程联立求解（光线束法平差）可以得到目标点三维坐标（X，Y，Z）。摄影测量系统绝对测量精度为 (5+5L/1000)微米，C形板测量长度36米，即使用摄影测量系统绝对测量精度为0.185mm，从精度上，也无法满足要求。

[0041] 激光跟踪测量系统以单台激光跟踪仪为传感器，以极坐标的测量原理进行快速跟踪测量，坐标重复测量精度达到5ppm，只要将反射装置在被测物的表面移动，就可实现该表面的快速数字化。但5ppm的精度也是不能满足测量要求的。

[0042] 由于现有测量技术、测量设备精度无法满足C形板的高精度测量要求，为此，需要研究提高现有测量设备精度的方法，满足测量要求。经综合分析上述设备的结构、原理，我们决定选择激光跟踪仪进行改进，提高其测量精度。

[0043] 3、提高激光跟踪仪测量精度：

[0044] 在40m测量范围内，C形板的共面要求在0.15mm之内。

[0045] 激光跟踪仪在静态测量中，其测量确定度是0.005mm/m，在40米测量范围内时，激光跟踪仪的测量误差是0.2mm，即直接使用激光跟踪仪进行测量，无法满足测量要求。而在现有的便携式、大尺寸空间测量设备中，激光跟踪仪是精度最高的。

[0046] 为此，我们对激光跟踪仪的内部结构和测量原理进行了深入的了解和分析，发现激光跟踪仪的本质是一种球坐标测量系统,其基本原理是测量目标点的距离及水平和垂直方向的偏转角,距离分量由激光干涉仪测量,角度分量由高精角度编码器测量。激光跟踪仪主要由一个激光干涉仪和水平、垂直的两个角度码盘构成，其误差主要由两部分组成：一部分是激光干涉仪的误差，该误差为0.001mm/m，另一部分误差为角度码盘的转角误差，该误差大于1角秒。

[0047] 激光跟踪仪长度测量不确定数学推导如下：

[0048] 设激光跟踪仪所在位置为T，两个被测点为A和B，T到AB的垂线与AB相交于P，AB之间的距离为d，在直角三角形TPB中，d=d2-d1。r1、r2分别是激光跟踪仪到A、B点之间的距离，若设∠TAP=a1，∠TBP=a2,则d1=r1cosa1，d2=r2cosa2 ，d=r2cosa2-r1cosa1。对测量距离d求导，得：Δd=cosa2Δr2- cosa1Δr1+ r2sin a2Δa2- r1sina1Δa1。上式中，Δr1、Δr2是激光干涉仪测量长度的精度，Δa1、Δa2是激光跟踪仪测量角度的精度。当激光跟踪仪放置在点P处时，a1= a2=0°。在这种情况下，由于cos（0°）=1，sin（0°）=0，即得Δd=Δr2-Δr1。可见，当激光跟踪仪位于A、B两点连线的延长线上并且其指向方向也与A、B两点连线一致时，AB点之间的距离测量值的不确定度取决于测量两点坐标时激光干涉仪测量长度的不确定度。

[0049] 可见，影响量最大是仪器的转角误差。如果在测量过程中尽量减小仪器的水平转动和垂直转动，只利用仪器的干涉测量功能，这时在40米测量范围内，仪器的测量测量误差约为0.04mm，这样就能满足C形板的测量要求。

[0050] 专用工作台的设计：

[0051] 基于上述分析，要解决的第一个技术问题即提供一种在测量三维空间中A、B两点的距离时，可将激光跟踪仪尽可能的移动到A、B两点连线的延长线上，并且使激光跟踪仪的指向方向与A、B两点连线尽可能的一致的激光跟踪仪专用工作台。

[0052] 然而，激光跟踪仪的三脚架没有上下升降和水平位移功能，也没有角度调整功能。为了满足该测量要求，结合电子经纬仪三脚架可以实现上下升降的功能后，需要设计制作激光跟踪仪专用工作台，实现跟踪仪的水平位移、水平角度和俯仰角度的调整功能。

[0053] C型板测量原理，采用专用工作台进行多次调整，使得激光跟踪仪测量A、B两点时激光跟踪仪的垂直转角码盘和水平转角码盘的读数接近零（此处使用术语“接近”是因为考虑到在必不可少的误差影响下将很难保证激光跟踪仪的垂直转角码盘和水平转角码盘绝对为零，故只能采取保守的说法）；此时，再通过激光跟踪仪测得A、B两点的距离值。最后达到检测中间弯板的侧面点，并计算弯板的共面误差的目的。

[0054] 由此，在最终测量时，激光跟踪仪基本上不需要进行水平转动和垂直转动，只利用激光跟踪仪的干涉测量功能，这样就减小了仪器的测量误差，以满足超大型C型板的高精度测量要求。

[0055] 由于800MN模锻压机设备结构复杂，设备总重量超过2万吨，单个部件最大重量435吨，高度超过40米，单件C形板总长度超过36米。为保证压机安装后整体精度和安装质量，在安装过程中，主要、关键零部件都需要按照要求的位置、及方位进行安装，需要在各个方位、高层上建立多个安装基准，同时，考虑到由于压机自身重量对地基沉降的影响以及今后压机维修等综合因素，为此，需要建立一套压机基准体系。

[0056] 压机标识的分类：

[0057] 基准体系的建立包括标记出压机沉降永久标识步骤、标记出压机沉降测量标识步骤、标记出压机安装中心标识步骤；

[0058] 压机沉降永久标识是为检测压机沉降相对于海平面的绝对值；压机沉降测量标识是安装中和今后测量使用；压机安装中心标识是压机整个安装的基准也是记录安装过程变化的依据。

[0059] 标识分为监视压机沉降永久标识（沉降测量的基准）、压机沉降标识和压机中心测量标识。其中，相关的基础沉降的标识建立和测量监视工作在基础施工中进行。

[0060] 压机沉降永久标识的设立：

[0061] 压机永久标识是监视压机沉降的测量基准，所有沉降数据都是由此基准给出，根据安装现场的条件，以及800MN设备安装布局，压机沉降永久标识设置数量为3个（O1,O2,O3），，高程为0mm，点位分布。该标识分为南面2个，与中心相距15000mm，北面1个，与中心相距33000mm，用圆圈表示。该标识打桩深度低于地坑基础深度，具体深度大于压机地基的深度。

[0062] 压机安装中心标识：

[0063] 由于压机最底部与地面的高度差接近16m，由于深度尺寸太大，根据基础施工情况和压机的特点，我们设立三层压机中心标识，该标识与土建施工过程相结合。压机中心标识是整个压机的安装中心，该中心也是压机的轧制中心。压机中心测量标识（△1～△9），数量9个，高程为0mm的地面标识3个，分别在轧制中心的正北、正西、正南方向；高程为－500mm的地坑墙面标识3个，分别在在轧制中心的正北、正西、正南方向。高程为－10000mm的地坑墙面标识3个，分别在在轧制中心的正北、正西、正南方向。点位分布见。

[0064] 压机中心标识的中心必须与压机轧制中心重合，为了保证这个要求，我们进行以下工作：

[0065] 在800MN模锻压机的安装中，由于安装工期的要求，土建施工和安装同步在进行，所有很多工作需要协调，有的要简化。压机基础板和支座安装时，土建四周正在施工，因此在当时的情况下，不能建立轧制中心标识。

[0066] 为了保证轧制中心准确和配合土建施工，我们在C形板安装完成后，利用压机现有的中心，反做压机中心标识，作为以后压机的安装标识。

[0067] 首先用激光跟踪仪测量压机C形板、下十字键等已经安装的部件，建立压机轧制中心坐标系。根据该中心坐标系，用经纬仪测量系统使用的不干胶纸标识的中心，贴在预埋钢板的不锈钢板中心上，用激光跟踪仪测量该中心，得到偏差值。根据该偏差值，移动不干胶纸标识的中心，使其中心与轧制中心重合，然后取下不锈钢板，上机床加工不锈钢板中心的φ6.5 mm孔。加工后再次安装不锈钢板，测量其中心与轧制中的偏差，该偏差值应小于0.3mm。

[0068] 压机沉降测量点标识：

[0069] 由于压机高度尺寸超过40m，其中有近16m在地面以下，而且在安装大型工件过程中需要经常监测压机的沉降情况，为了保证测量数准确，测量过程简便，我们设置两层测量点标识。

[0070] 第一层设置在基础板的4个角上面，(□1～□4)，高程为－15000mm。

[0071] 压机沉降第二层标识设置在下侧梁的四个角上，其中北面测量设置两个点，南面侧梁设置两个点。

[0072] 压机第二层测量点标识是在第一层标识由于安装压机部件遮挡后，无法进行监测时，利用同步转站的方法，继续测量压机的沉降。

[0073] 本发明的优点在于：800MN模锻压机是中国乃至世界上都是第一台最大的模锻压机，因此在许多测量工作中，没有可以借鉴的经验或方法，需要项目组进行创新。本项目中采用了多种创新的技术，主要创新点如下： 1、打破常规的设备安装基准建立方法，综合考虑压机安装需求及今后使用中监测要求，全局部署建立安装基准体系，确保安装质量和压机在今后运行质量和可追溯性。2、根据标识的用途，设计出经纬仪系统、激光跟踪仪等仪器都能识别和使用的测量标识，实现了测量仪器和测量数据的统一。3、标识的安装过程中，对于轧制中心的标识采用先标记后加工，再测量的方式，解决标识中心与压机轧制中心重合的问题。4、在压机沉降测量过程中，利用两种测量仪器和测量测量方法，提高了基础沉降的测量精度，扩展了测量功能，保证了压机沉降测量结果的可靠性。

附图说明

[0074] 图1为捆绑式模锻压机结构示意图。

[0075] 图2为基座结构示意图。

[0076] 图3为专用工作台的结构示意图。

[0077] 图中的标号分别表示为：1、基座；2、下夹紧装置，3、C形板组，4、下十字键；5、上夹紧装置；6、上十字键；7、直角度调整装置；8、激光跟踪仪安装盘；9、水平角度调整装置；10、水平平移调整装置；11、上下升降调整装置。

具体实施方式

[0078] 实施例一

[0079] 如图1、2、3所示。

[0080] 捆绑式模锻压机结构，其特征在于：包括基座1、以及竖直插设在基座上的四个C形板组3，这四个C形板组分别为板A、板B、板C、板D，板A与板B平行设置，板C与板D平行设置，板A与板C对称设置，板B与板D对称设置；还包括上十字键6和下十字键4，所述下十字键4的一端设置在板A和板C之间，下十字键4的另一端设置在板B和板D之间，且下十字键4与基座靠紧，所述上十字键6的一端设置在板A和板C之间，上十字键6的另一端设置在板B和板D之间，且上十字键6位于下十字键4的正上方；还包括下夹紧装置2和上夹紧装置5，所述下夹紧装置2和上夹紧装置5均由两个夹紧梁和若干大拉杆构成，大拉杆的两端分别与夹紧梁连接，板A和板B之间的间隙为AB空间，板C和板D之间的间隙为CD空间，至少一个大拉杆同时贯穿AB空间和CD空间。

[0081] 所述C形板组是由5片层叠的C形板构成。

[0082] 基座1包括两个对称设置的压机支座11，每一个压机支座远离地面的一面开有C形板安装缺口，C形板组的近地面与C形板安装缺口的底面相贴合，还包括两个压机支座连接梁12，压机支座连接梁12的两端分别与压机支座连接，每一个压机支座连接梁远离地面的一面开有下十字键安装缺口，下十字键的近地面与下十字键安装缺口的底面相贴合。

[0083] 上下同轴度的控制方法，包括如下控制步骤，

[0084] C形板安装前的变形控制检测：在C形板运送到安装现场时由检测中心进行工件的加工精度控制检测，要求检测后的C形板的共面度要求在0.15mm之内，不合格产品去除；

[0085] 基座与外部件的安装精度控制：通过标准的检测塞尺检测基座与C形板接触面0.05mm塞尺不入，通过标准的检测塞尺检测基座与十字键接触面0.05mm塞尺不入；达不到上述标准则重新安装调整，并再次采用塞尺检测，直到达到上述标准为止；

[0086] 基座同轴度的控制：压机支座安装在下联接件联结凹槽上，通过激光跟踪仪器检测压机支座与下联接件联结凹槽的同轴度，以及两个下十字键安装缺口的同轴度，对比检测数据通过固定同轴度使其同轴度≤0.1mm；

[0087] 基座平面度的控制：检测压机支座上4个C形板安装缺口底面的平面度，通过检测数据由钳工进行研磨平面使其4个C形板安装缺口底面的共面度≤0.1mm，检测2个下十字键安装缺口的平面度，通过检测数据由钳工进行研磨平面使2个下十字键安装缺口的平面度≤0.1mm；

[0088] 如图2，基座平面度的控制和基座同轴度的控制后，其安装完成后的精度如下：A1与A4共面，偏北0.14mm；A2~A3共面，偏北0.38mm；B1与B 4共面，偏北0.15mm ；B 2~ B 3共面，偏北0.14mm；D1与D 4共面，偏东0.2mm ；D 2~ D 3共面，偏东0.2mm；C1~C4共面，局部点0.2mm；F数值，设计要求8300mm，实测8299.2mm。

[0089] C形板的垂直度控制：利用内置桁架调整装置配合检测中心调整C形板的垂直度在全长36190mm上≤0.5mm。

[0090] C形板安装前的变形控制检测步骤为：

[0091] （1）、在C形板上预设检测视点A和检测视点B，将激光跟踪仪安装在专用工作台上，然后再将该专用工作台移动到使激光跟踪仪靠近检测视点A和检测视点B两点连线的延长线的位置上；

[0092] （2）、通过激光跟踪仪分别测得检测视点A和检测视点B两点的坐标从而建立A、B两点连线的延长线，然后确定出对专用工作台的垂直角度调整装置、水平角度调整装置、水平平移调整装置和上下升降调整装置的调整量；

[0093] （3）、按照2确定的调整量分别对专用工作台的垂直角度调整装置、水平角度调整装置、水平平移调整装置和上下升降调整装置进行调整；

[0094] （4）、重复上述步骤2至步骤3，直到用激光跟踪仪测量检测视点A和检测视点B两点时激光跟踪仪的垂直转角码盘和水平转角码盘的读数接近零；此时，再通过激光跟踪仪测得A、B两点的距离值。

[0095] （5）、然后测量中间弯板的侧面点，计算弯板的共面误差。

[0096] 所述专用工作台包括自上而下依次层叠的激光跟踪仪安装盘8、直角度调整装置7、水平角度调整装置9、水平平移调整装置10、上下升降调整装置11。

[0097] 还包括基准体系的建立步骤，

[0098] 基准体系的建立包括标记出压机沉降永久标识步骤、标记出压机沉降测量标识步骤、标记出压机安装中心标识步骤；

[0099] 其中压机安装中心标识分为三个标识层，第一标识层的标记高程为0mm，第二标识层的标记高程为-500mm，第三标识层的标记高程为-10000mm，第一标识层的标识数目为3，这个3个标识分别在轧制中心的正北、正西、正南方向，第二标识层的标识数目为3，这个3个标识分别在轧制中心的正北、正西、正南方向，第三标识层的标识数目为3，这个3个标识分别在轧制中心的正北、正西、正南方向；

[0100] 所述轧制中心是整个捆绑式模锻压机结构的安装中心。

[0101] 综上所述述，本发明通过将组装好C形板组后通过检测中心对捆绑式模锻压机结构上下同轴度的精度进行检测，将理论计算数据与实际检测数据对比，通过以上精密控制技术达到图纸设计要求机架上下同轴度不大于0.2mm的目标，实现了800MN大型模锻压机机架这主要设备、大工件的精密安装。

[0102] 对于本发明涉及的方法部分，上下同轴度的控制方法，具体来说，包括如下控制步骤，

[0103] 首先：在C形板等工件运送到安装现场时由检测中心进行工件的加工精度控制检测，检测包括 C形板关键数据的检测方式与检测数据、压机底座的关键数据的检测方式与检测数据。

[0104] 其次：压机底座安装精度控制，通过标准的检测塞尺检测压机底座装置各工件接触面0.05mm塞尺不入，局部地方（长100mm以内、深度400mm以内）允许0.1mm塞尺可入。

[0105] 第三：组装好C形板后通过检测中心对机架上下同轴度的精度进行检测，理论计算数据与实际检测数据对比。

[0106] 通过以上精密控制技术达到图纸设计要求机架上下同轴度不大于0.2mm的目标，实现了800MN大型模锻压机机架这主要设备、大工件的精密安装。

[0107] C形板安装前的变形控制检测的说明如下：

[0108] 作为800MN大型模锻压机的关键产品，其机架由4个C形板组组成，由于尺寸巨大。每块C形板由多块钢板拼装组焊而成，C形板总长36190±1mm，宽度4650±0.2mm，厚度350±0.2mm。

[0109] C形板加工后，从加工车间运输至安装现场，由于结构特殊，支点不同，变形情况也不同，为保证安装精度，需对C形板进行检测。

[0110] 1、检测内容及主要技术性能指标：

[0111] C型板不仅尺寸大，且精度要求高，C形板内槽尺寸24190±0.5mm，两头部6000mm范围内，平面度允许公差不大于0.1mm，两头共面性不大于0.15mm。为此，在整个C形板装吊前，需要对其加工精度进行复核检测。

[0112] 2、 检测设备的选择：

[0113] 由于C形板有高精度的尺寸和形位误差的要求且满足生产现场测量要求，在目前检测技术中，主要采用坐标测量法进行。在现有便携式的坐标测量设备中，从功能上说经纬仪测量系统、激光跟踪仪、摄影测量系统都可满足测量要求。

[0114] 经纬仪测量系统以两台以上的高精度电子经纬仪为传感器，结合其他附件和系统软件，以角度前方交会的测量原理对被测物实现无接触测量，测量速度快，测量范围在几米到几十米，测量精度为 ±（0.05~0.2）mm，从精度上，经纬仪测量系统无法满足要求。

[0115] 摄影测量系统与经纬仪系统原理类似，通过一台高分辨率的数字相机对被测物拍摄，得到物体的多幅二维数字影像，根据透视投影的目标点、相机中心和像点三点共线条件，经相机定向及图像匹配后，根据最小二乘原理，将多个光线（束）的共线方程联立求解（光线束法平差）可以得到目标点三维坐标（X，Y，Z）。摄影测量系统绝对测量精度为 (5+5L/1000)微米，C形板测量长度36米，即使用摄影测量系统绝对测量精度为0.185mm，从精度上，也无法满足要求。

[0116] 激光跟踪测量系统以单台激光跟踪仪为传感器，以极坐标的测量原理进行快速跟踪测量，坐标重复测量精度达到5ppm，只要将反射装置在被测物的表面移动，就可实现该表面的快速数字化。但5ppm的精度也是不能满足测量要求的。

[0117] 由于现有测量技术、测量设备精度无法满足C形板的高精度测量要求，为此，需要研究提高现有测量设备精度的方法，满足测量要求。经综合分析上述设备的结构、原理，我们决定选择激光跟踪仪进行改进，提高其测量精度。

[0118] 3、提高激光跟踪仪测量精度：

[0119] 在40m测量范围内，C形板的共面要求在0.15mm之内。

[0120] 激光跟踪仪在静态测量中，其测量确定度是0.005mm/m，在40米测量范围内时，激光跟踪仪的测量误差是0.2mm，即直接使用激光跟踪仪进行测量，无法满足测量要求。而在现有的便携式、大尺寸空间测量设备中，激光跟踪仪是精度最高的。

[0121] 为此，我们对激光跟踪仪的内部结构和测量原理进行了深入的了解和分析，发现激光跟踪仪的本质是一种球坐标测量系统,其基本原理是测量目标点的距离及水平和垂直方向的偏转角,距离分量由激光干涉仪测量,角度分量由高精角度编码器测量。激光跟踪仪主要由一个激光干涉仪和水平、垂直的两个角度码盘构成，其误差主要由两部分组成：一部分是激光干涉仪的误差，该误差为0.001mm/m，另一部分误差为角度码盘的转角误差，该误差大于1角秒。

[0122] 激光跟踪仪长度测量不确定数学推导如下：

[0123] 设激光跟踪仪所在位置为T，两个被测点为A和B，T到AB的垂线与AB相交于P，AB之间的距离为d，在直角三角形TPB中，d=d2-d1。r1、r2分别是激光跟踪仪到A、B点之间的距离，若设∠TAP=a1，∠TBP=a2,则d1=r1cosa1，d2=r2cosa2 ，d=r2cosa2-r1cosa1。对测量距离d求导，得：Δd=cosa2Δr2- cosa1Δr1+ r2sin a2Δa2- r1sina1Δa1。上式中，Δr1、Δr2是激光干涉仪测量长度的精度，Δa1、Δa2是激光跟踪仪测量角度的精度。当激光跟踪仪放置在点P处时，a1= a2=0°。在这种情况下，由于cos（0°）=1，sin（0°）=0，即得Δd=Δr2-Δr1。可见，当激光跟踪仪位于A、B两点连线的延长线上并且其指向方向也与A、B两点连线一致时，AB点之间的距离测量值的不确定度取决于测量两点坐标时激光干涉仪测量长度的不确定度。

[0124] 可见，影响量最大是仪器的转角误差。如果在测量过程中尽量减小仪器的水平转动和垂直转动，只利用仪器的干涉测量功能，这时在40米测量范围内，仪器的测量测量误差约为0.04mm，这样就能满足C形板的测量要求。

[0125] 专用工作台的设计：

[0126] 基于上述分析，要解决的第一个技术问题即提供一种在测量三维空间中A、B两点的距离时，可将激光跟踪仪尽可能的移动到A、B两点连线的延长线上，并且使激光跟踪仪的指向方向与A、B两点连线尽可能的一致的激光跟踪仪专用工作台。

[0127] 然而，激光跟踪仪的三脚架没有上下升降和水平位移功能，也没有角度调整功能。为了满足该测量要求，结合电子经纬仪三脚架可以实现上下升降的功能后，需要设计制作激光跟踪仪专用工作台，实现跟踪仪的水平位移、水平角度和俯仰角度的调整功能。

[0128] C型板测量原理，采用专用工作台进行多次调整，使得激光跟踪仪测量A、B两点时激光跟踪仪的垂直转角码盘和水平转角码盘的读数接近零（此处使用术语“接近”是因为考虑到在必不可少的误差影响下将很难保证激光跟踪仪的垂直转角码盘和水平转角码盘绝对为零，故只能采取保守的说法）；此时，再通过激光跟踪仪测得A、B两点的距离值。最后达到检测中间弯板的侧面点，并计算弯板的共面误差的目的。

[0129] 由此，在最终测量时，激光跟踪仪基本上不需要进行水平转动和垂直转动，只利用激光跟踪仪的干涉测量功能，这样就减小了仪器的测量误差，以满足超大型C型板的高精度测量要求。

[0130] 由于800MN模锻压机设备结构复杂，设备总重量超过2万吨，单个部件最大重量435吨，高度超过40米，单件C形板总长度超过36米。为保证压机安装后整体精度和安装质量，在安装过程中，主要、关键零部件都需要按照要求的位置、及方位进行安装，需要在各个方位、高层上建立多个安装基准，同时，考虑到由于压机自身重量对地基沉降的影响以及今后压机维修等综合因素，为此，需要建立一套压机基准体系。

[0131] 压机标识的分类：

[0132] 基准体系的建立包括标记出压机沉降永久标识步骤、标记出压机沉降测量标识步骤、标记出压机安装中心标识步骤；

[0133] 压机沉降永久标识是为检测压机沉降相对于海平面的绝对值；压机沉降测量标识是安装中和今后测量使用；压机安装中心标识是压机整个安装的基准也是记录安装过程变化的依据。

[0134] 标识分为监视压机沉降永久标识（沉降测量的基准）、压机沉降标识和压机中心测量标识。其中，相关的基础沉降的标识建立和测量监视工作在基础施工中进行。

[0135] 压机沉降永久标识的设立：

[0136] 压机永久标识是监视压机沉降的测量基准，所有沉降数据都是由此基准给出，根据安装现场的条件，以及800MN设备安装布局，压机沉降永久标识设置数量为3个（O1,O2,O3），，高程为0mm，点位分布。该标识分为南面2个，与中心相距15000mm，北面1个，与中心相距33000mm，用圆圈表示。该标识打桩深度低于地坑基础深度，具体深度大于压机地基的深度。

[0137] 压机安装中心标识：

[0138] 由于压机最底部与地面的高度差接近16m，由于深度尺寸太大，根据基础施工情况和压机的特点，我们设立三层压机中心标识，该标识与土建施工过程相结合。压机中心标识是整个压机的安装中心，该中心也是压机的轧制中心。压机中心测量标识（△1～△9），数量9个，高程为0mm的地面标识3个，分别在轧制中心的正北、正西、正南方向；高程为－500mm的地坑墙面标识3个，分别在在轧制中心的正北、正西、正南方向。高程为－10000mm的地坑墙面标识3个，分别在在轧制中心的正北、正西、正南方向。点位分布见。

[0139] 压机中心标识的中心必须与压机轧制中心重合，为了保证这个要求，我们进行以下工作：

[0140] 在800MN模锻压机的安装中，由于安装工期的要求，土建施工和安装同步在进行，所有很多工作需要协调，有的要简化。压机基础板和支座安装时，土建四周正在施工，因此在当时的情况下，不能建立轧制中心标识。

[0141] 为了保证轧制中心准确和配合土建施工，我们在C形板安装完成后，利用压机现有的中心，反做压机中心标识，作为以后压机的安装标识。

[0142] 首先用激光跟踪仪测量压机C形板、下十字键等已经安装的部件，建立压机轧制中心坐标系。根据该中心坐标系，用经纬仪测量系统使用的不干胶纸标识的中心，贴在预埋钢板的不锈钢板中心上，用激光跟踪仪测量该中心，得到偏差值。根据该偏差值，移动不干胶纸标识的中心，使其中心与轧制中心重合，然后取下不锈钢板，上机床加工不锈钢板中心的φ6.5 mm孔。加工后再次安装不锈钢板，测量其中心与轧制中的偏差，该偏差值应小于0.3mm。

[0143] 压机沉降测量点标识：

[0144] 由于压机高度尺寸超过40m，其中有近16m在地面以下，而且在安装大型工件过程中需要经常监测压机的沉降情况，为了保证测量数准确，测量过程简便，我们设置两层测量点标识。

[0145] 第一层设置在基础板的4个角上面，(□1～□4)，高程为－15000mm。

[0146] 压机沉降第二层标识设置在下侧梁的四个角上，其中北面测量设置两个点，南面侧梁设置两个点。

[0147] 压机第二层测量点标识是在第一层标识由于安装压机部件遮挡后，无法进行监测时，利用同步转站的方法，继续测量压机的沉降。

[0148] 如上所述，则能很好的实现本发明。