[发明专利]阀门密封面损伤区域模型的快速重建与修复路径规划方法

说明书

本发明公开了一种阀门密封面损伤区域模型的快速重建与修复路径规划方法，针对大型电站机组阀门密封面损伤区域车削清理后的待修复空间，利用原有的车削加工刀杆，将车削刀头替换成旋转探头和激光测距仪，利用旋转探头对待修复空间进行扫描，在这个过程中记录激光测距仪得到的旋转探头和待修复空间表面的距离数据，快速完成待修复损伤区域的三维模型重构，并根据后续加工工艺，输出密封面损伤区域模型的自动化修复路径；为自动化修复的稳定性提供检测和程序支持，保证修复质量。

技术领域

本发明涉及阀门密封面损伤区域修复技术领域，具体涉及一种阀门密封面损伤区域模型的快速重建与修复路径规划方法。

背景技术

阀门在火电、水电、核电、化工等能源行业中是一种重要的控制部件，随着阀门服役时间的增加，密封面在内部介质以及服役阀芯开关闭合撞击下，不可避免的会产生掉块、凹坑、蚀斑等缺陷，影响密封效果，对服务机组的危害性极大。由于阀门大部分都是焊接在主管道上，拆卸维修困难，目前大部分还是依靠现场车削加上后续手工电弧堆焊的方式进行修复，自动化程度低，修复的周期和修复质量难以控制。其中损伤模型的快速重建和修复路径的规划是实现后续自动化现场修复的关键基础技术，目前还没有成熟的技术方法。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种阀门密封面损伤区域模型的快速重建与修复路径规划方法，为自动化修复的稳定性提供检测和程序支持，保证修复质量。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：

一种阀门密封面损伤区域模型的快速重建与修复路径规划方法，所述方法包括如下步骤：

步骤1：阀门密封面损伤区域经过均匀厚度的车削加工并清理干净后，拆掉车削加工刀头，利用车削加工刀头原有的车削刀盘和刀杆，将装有激光测距仪的旋转探头替换车削加工刀头安装到车削刀盘上，以激光测距仪和车削刀盘为相对中心分别建立修复加工坐标系P_TOOL和阀门管道坐标系P_BASE；

步骤2：控制刀杆，将装有激光测距仪的旋转探头沿阀门内腔径向运动到密封面损伤区域，通过径向的移动，标定出密封面损伤区域径向边界；通过对比损伤区域径向边界测量距离数据、待修复损伤区域和激光测距仪的距离数据，得到待修复损伤区域的深度信息H；

步骤3：从任意一个待修复损伤区域的径向边界开始，通过控制刀杆旋转，带动固定在车削刀盘上的旋转探头和激光测距仪做轴向360°旋转，同时扫描记录激光测距仪返回的距离数据，沿轴向数据间隔3-10点/度；

步骤4：完成步骤3中某一个位置360°旋转测量后，控制刀杆沿径向向待修复损伤区域移动一个测量间隔△S，重复步骤3的过程，依次完成每一个待修复损伤区域径向剖面的测量；

步骤5：移动到另一个待修复损伤区域的径向边界，通过刀杆控制旋转探头的轴向扫描，同步记录激光测距仪返回的距离数据，沿轴向数据间隔3-10点/度，完成最后一次数据测量；

步骤6：根据步骤1中建立的以激光测距仪和车削刀盘为相对中心的修复加工坐标系P_TOOL和阀门管道坐标系P_BASE，通过坐标变换标定出两个坐标系中原点的相对偏差，对步骤3、4、5中在修复加工坐标系中测量的数据和相对偏差修正后，计算出待修复损伤区域表面在阀门管道坐标系P_BASE中的数据，结合待修复损伤区域的深度信息H、每次径向移动距离△S和在不同径向截面的测量数据，在阀门管道坐标系P_BASE中计算出待修复损伤区域的空间包络模型，也就是待修复损伤区域的三维模型；