[發明專利]一種鋼包鐵殼變形檢測方法

在審

• 申請號: 201810877107.2
• 申請日: 2018-08-03
• 公開（公告）號: CN110793452A
• 公開（公告）日: 2020-02-14
• 發明（設計）人: 張丕龍;陳偉;吳守倉;董琦;陸斌
• 申請（專利權）人: 中冶寶鋼技術服務有限公司
• 主分類號: G01B11/16
• 分類號: G01B11/16
• 代理公司: 31219 上海光華專利事務所(普通合伙)
• 代理人: 雷紹寧

1.一種鋼包鐵殼變形檢測方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、掃描前處理：在鋼包鐵殼和模芯周圍架設三維激光掃描儀，選取多個測站，在距離鋼包鐵殼和模芯0-10米的范圍內布置多個標靶點，作為不同位置處數據拼接的同名點或連接點；

S2、數據采集：分別對鋼包鐵殼內表面和模芯外表面進行掃描，采集鋼包鐵殼內表面和模芯外表面的原始三維點云數據；

S3、數據拼接：對相鄰測站采集到的原始三維點云數據進行粗拼接，然后通過數據處理軟件進行三維平差計算，完成精準拼接，分別得到鋼包鐵殼內表面和模芯外表面的三維模型數據；

S4、數據過濾：剔除三維點云數據中的噪聲數據和冗余數據，獲得分布均勻的三維點云數據；

S5、數據配準：將過濾后的鋼包鐵殼內表面和模芯外表面的三維點云數據配準，轉換至同一坐標系中，完成鋼包鐵殼與模芯的三維點云數據配準；

S6、位置擬合：按一定間距分別對鋼包鐵殼內表面和模芯外表面的三維點云數據進行水平截面，并對每一水平截面的點云進行圓擬合；分別求取鋼包鐵殼內表面和模芯外表面的多個截面擬合圓的平均圓心位置，使得兩個平均圓心位置重合，得出模芯在鋼包鐵殼內的最佳安放位置；

S7、變形分析：計算模芯外表面與鋼包鐵殼內表面之間的距離，分析鋼包鐵殼的變形情況，判斷鋼包鐵殼的使用安全性。

2.根據權利要求1所述的變形檢測方法，其特征在于，所述步驟S1中的標靶點采用標靶球。

3.根據權利要求1所述的變形檢測方法，其特征在于，所述步驟S1中，擺放標靶點時應保證從每個測站都能掃描到至少三個標靶點。

4.根據權利要求1所述的變形檢測方法，其特征在于，執行所述步驟S5時，采用ICP算法對鋼包鐵殼內表面和模芯外表面的三維點云數據進行配準。

5.根據權利要求1所述的變形檢測方法，其特征在于，執行所述步驟S6時，按20cm間距分別對鋼包鐵殼內表面和模芯外表面的三維點云數據進行水平截面。

6.根據權利要求1所述的變形檢測方法，其特征在于，執行所述步驟S2時，在采集完鋼包鐵殼內表面的原始三維點云數據后，對鋼包鐵殼的外表面進行掃描，采集鋼包鐵殼外表面的原始三維點云數據；執行所述S3時，利用鋼包鐵殼內表面和外表面的三維點云數據拼接出完整的鋼包鐵殼的三維點云數據。

7.根據權利要求6所述的變形檢測方法，其特征在于，執行所述步驟S6時，需先自定義三維空間坐標系：選取鋼包鐵殼的俯視方向，定義鋼包鐵殼帶吊環的一側為北方，然后定義鋼包鐵殼底部中心為坐標原點，東方為X軸正向，北方為Y軸正向，鋼包鐵殼開口方向為Z軸。

8.根據權利要求7所述的變形檢測方法，其特征在于，還包括步驟S8、采用XOZ平面截取鋼包鐵殼的三維點云數據，獲得鋼包鐵殼的截面點云，量取鋼包鐵殼各處的結構尺寸。

9.根據權利要求8所述的變形檢測方法，其特征在于，還包括步驟S9、根據鋼包鐵殼上的耳軸的三維點云數據擬合圓柱體，提取所述圓柱體的截面法向方向，計算耳軸的水平度，并從外側測量耳軸的變形尺寸。

10.根據權利要求9所述的變形檢測方法，其特征在于，還包括步驟S10、量取鋼包鐵殼開口的尺寸，檢測鋼包鐵殼開口處的橢圓度。