[發明專利]超大型曲面零部件加工精度評估方法和設備

有效

• 申請號: 201310661645.5
• 申請日: 2013-12-09
• 公開（公告）號: CN103617369A
• 公開（公告）日: 2014-03-05
• 發明（設計）人: 丑強;任黨培;張若興
• 申請（專利權）人: 國核（北京）科學技術研究院有限公司
• 主分類號: G06F19/00
• 分類號: G06F19/00
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 李敬文

技術領域

本發明示例性實施例總體上涉及超大型零部件加工精度評估，具體涉及針對超大型零部件的加工精度評估方法和設備。

背景技術

對于一般的規模和形狀的曲面零部件加工精度評估問題，已經進行了很多研究，然而對于超大型曲面零部件，仍沒有有效的方法來進行加工精度評估。一種典型的超大型曲面零部件是核電廠鋼制安全殼(containment?vessel，CV)的鋼板。CV作為核電廠(AP系列)特有的重要核二級設備，是非能動安全系統中的重要設備，也是核島保護系統中的重要的保護邊界。安全殼內包容著反應堆、蒸汽發生器、穩壓器等主工藝系統設備，其本身也是非能動安全殼冷卻系統的組成部分，在事故工況下能有效防止放射性物質外泄。CV由多個弧形鋼板焊接而成，具有重量重、體積大等特點，一般可重達幾千噸，體積也可高達幾萬立方米。

相比于通常規模和形狀的零部件加工精度或生產誤差評估針對的對象，CV鋼板等超大型曲面零部件的尺寸巨大，而且其曲面是一個橢球面，采集的數據相對于整個橢球面過于局部。此外，在數據點(或橢球面)經過坐標變換后利用最小二乘法進行擬合時，目標函數將變得非常復雜，是非線性的，而且對于初始值敏感。因此，傳統技術中采用的線性最優化方法(例如線性最小二乘法)無法適用于類似于CV鋼板這種超大型曲面零部件加工精度評估。

發明內容

本發明示例性實施例提供了超大型零部件加工精度評估方法和設備，能夠快速、高效、準確地執行超大型曲面零部件的加工精度評估，以利于對零部件的生產、拼裝等多個環節的控制或改良。

根據本發明實施例，一種零部件加工精度評估方法，包括步驟：

進行數據預處理以獲得在零部件的曲面上相對均勻采樣的采樣數據集；

根據測量坐標系與理論曲面模型的理論坐標系之間的變換關系，對采樣數據集進行初始定位，以獲得與曲面粗略匹配的初始迭代向量；

利用采樣數據集及初始迭代向量求解非線性最優化問題，獲得使采樣數據與理論曲面模型相匹配的最優的坐標變換)；以及

基于采樣數據集及最優的坐標變換進行誤差分析，評估零部件的加工精度。

在一個實施例中，進行數據預處理的步驟包括：根據規定的數據格式、采樣間距和采樣精度，處理來自零部件的采樣數據集。

在一個實施例中，測量坐標系和理論坐標系采用三坐標形式。

在一個實施例中，在三維笛卡爾直角坐標系中對采樣數據集進行初始定位，初始迭代向量由旋轉量α、β、γ和平移量t_x、t_y、t_z表示。

在一個實施例中，在對采樣數據集進行初始定位的步驟之前，所述方法還包括：建立測量坐標系與理論坐標系之間的變換關系，變換關系由下述變化矩陣T表示：

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