极向段的坡口加工方法、装置、加工设备及存储介质

摘要

本申请涉及核聚变堆真空室制造技术领域，特别涉及一种聚变堆真空室极向段的坡口加工方法、装置、加工设备及存储介质，其中，方法包括以下步骤：采集聚变堆真空室每个极向段表面的三维点云数据；基于三维点云数据进行模型逆向重构，生成聚变堆真空室的实际三维模型，并由实际三维模型获取聚变堆真空室的剖视图；从剖视图中提取相邻极向段之间的交叉重构区域，并参照交叉重构区域和预设分段边界计算每个极向段的目标加工余量，并根据目标加工余量和目标坡口尺寸生成每个极向段的坡口加工策略，对每个极向段进行坡口加工。由此，解决相关技术中极向段在加工时无法准确确定极向段的加工余量，大大降低焊接坡口的加工精度等问题。

权利要求

1.一种聚变堆真空室极向段的坡口加工方法，其特征在于，包括以下步骤：

采集聚变堆真空室每个极向段表面的三维点云数据；

基于所述三维点云数据进行模型逆向重构，生成所述聚变堆真空室的实际三维模型，并由所述实际三维模型获取所述聚变堆真空室的剖视图；以及从所述剖视图中提取相邻极向段之间的交叉重构区域，并参照所述交叉重构区域和预设分段边界计算所述每个极向段的目标加工余量，并根据所述目标加工余量和目标坡口尺寸生成所述每个极向段的坡口加工策略，对所述每个极向段进行坡口加工；

其中，参照所述交叉重构区域和预设分段边界计算所述每个极向段的目标加工余量，包括：根据所述交叉重构区域的面积计算总加工余量；如果所述预设分段边界处于所述交叉重构区域内，则计算所述交叉重构区域内以所述预设分段边界划分的两个子区域的面积比例，根据所述面积比例和所述总加工余量计算所述每个极向段的目标加工余量；如果所述预设分段边界处于所述交叉重构区域外，则按照预设分配策略分配所述总加工余量，得到每个极向段的目标加工余量；

其中，根据所述目标加工余量和目标坡口尺寸生成所述每个极向段的坡口加工策略，包括：计算相邻待加工极向段之间实际加工余量的差值；如果所述差值大于预设值，则根据所述差值修正所述预设分段边界，其中，修正后的预设分段边界靠近实际加工余量较大的极向段侧；根据所述修正后的预设分段边界和所述目标坡口尺寸生成所述每个极向段的坡口加工参数，其中，实际加工余量较大的极向段的端面切除部分大于实际加工余量较小的极向段的端面切除部分。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，采集聚变堆真空室每个极向段表面的三维点云数据，包括：

以激光跟踪仪的自身坐标系作为第一三维坐标系，并在所述第一三维坐标系下采集每个极向段侧面的三维点云数据，其中，每个极向段表面由端面和侧面组成；

通过测量臂采集每个极向段端面的三维点云数据，基于测量臂与激光跟踪仪之间标定的公共基准点将所述每个极向段端面的三维点云数据转换至所述第一三维坐标系下。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，基于所述三维点云数据进行模型逆向重构，生成所述聚变堆真空室的实际三维模型，包括：在设计软件中建立第二三维坐标系，并在所述设计软件中生成所述聚变堆真空室的理想三维模型；

将所述每个极向段表面的三维点云数据与所述理想三维模型进行关系匹配，直到关系匹配满足目标收敛精度时得到三维点云数据与所述理想三维模型之间的最佳拟合关系；

利用所述最佳拟合关系将所述每个极向段表面的三维点云数据转换至所述第二三维坐标系，并在所述第二三维坐标系下对每个极向段进行模型逆向重构，生成所述聚变堆真空室的实际三维模型。

4.一种聚变堆真空室极向段的坡口加工装置，其特征在于，包括：

采集模块，用于采集聚变堆真空室每个极向段表面的三维点云数据；

重构模块，用于基于所述三维点云数据进行模型逆向重构，生成所述聚变堆真空室的实际三维模型，并由所述实际三维模型获取所述聚变堆真空室的剖视图；以及处理模块，用于从所述剖视图中提取相邻极向段之间的交叉重构区域，并参照所述交叉重构区域和预设分段边界计算所述每个极向段的目标加工余量，并根据所述目标加工余量和目标坡口尺寸生成所述每个极向段的坡口加工策略，对所述每个极向段进行坡口加工；

其中，所述处理模块包括：

分配单元，用于根据所述交叉重构区域的面积计算总加工余量；如果所述预设分段边界处于所述交叉重构区域内，则计算所述交叉重构区域内以所述预设分段边界划分的两个子区域的面积比例，根据所述面积比例和所述总加工余量计算所述每个极向段的目标加工余量；如果所述预设分段边界处于所述交叉重构区域外，则按照预设分配策略分配所述总加工余量，得到每个极向段的目标加工余量；

生成单元，用于计算相邻待加工极向段之间实际加工余量的差值；如果所述差值大于预设值，则根据所述差值修正所述预设分段边界，其中，修正后的预设分段边界靠近实际加工余量较大的极向段侧；根据所述修正后的预设分段边界和所述目标坡口尺寸生成所述每个极向段的坡口加工参数，其中，实际加工余量较大的极向段的端面切除部分大于实际加工余量较小的极向段的端面切除部分。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，

所述采集模块进一步用于以激光跟踪仪的自身坐标系作为第一三维坐标系，并在所述第一三维坐标系下采集每个极向段侧面的三维点云数据，其中，每个极向段表面由端面和侧面组成；通过测量臂采集每个极向段端面的三维点云数据，基于测量臂与激光跟踪仪之间标定的公共基准点将所述每个极向段端面的三维点云数据转换至所述第一三维坐标系下；

所述重构模块进一步用于在设计软件中建立第二三维坐标系，并在所述设计软件中生成所述聚变堆真空室的理想三维模型；将所述每个极向段表面的三维点云数据与所述理想三维模型进行关系匹配，直到关系匹配满足目标收敛精度时得到三维点云数据与所述理想三维模型之间的最佳拟合关系；利用所述最佳拟合关系将所述每个极向段表面的三维点云数据转换至所述第二三维坐标系，并在所述第二三维坐标系下对每个极向段进行模型逆向重构，生成所述聚变堆真空室的实际三维模型。

6.一种加工设备，其特征在于，包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序，以实现如权利要求1‑3任一项所述的聚变堆真空室极向段的坡口加工方法。

7.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行，以用于实现如权利要求1‑3任一项所述的聚变堆真空室极向段的坡口加工方法。

说明书

极向段的坡口加工方法、装置、加工设备及存储介质

技术领域

[0001] 本申请涉及核聚变堆真空室制造技术领域，特别涉及一种聚变堆真空室极向段的坡口加工方法、装置、加工设备及存储介质。

背景技术

[0002] 聚变工程实验反应堆真空室沿环向被分为8个45度的扇区，各扇区制造完成后运输至总装现场再装配成360度环。其中，1/8真空室扇区由两个对称的1/16真空室扇区组成， 1/16真空室扇区由两个对称的1/32扇区组成，1/32扇区则沿极向被分解为四个极向段。

[0003] 然而，极向段在制造过程中，通常存在成型误差、装配误差、焊接变形等问题，导致极向段在加工时无法准确确定极向段的加工余量，大大降低焊接坡口的加工精度。

发明内容

[0004] 本申请提供一种聚变堆真空室极向段的坡口加工方法、装置、加工设备及存储介质，以解决相关技术中极向段在加工时无法准确确定极向段的加工余量，大大降低焊接坡口的加工精度等问题。

[0005] 本申请第一方面实施例提供一种聚变堆真空室极向段的坡口加工方法，包括以下步骤：采集聚变堆真空室每个极向段表面的三维点云数据；基于所述三维点云数据进行模型逆向重构，生成所述聚变堆真空室的实际三维模型，并由所述实际三维模型获取所述聚变堆真空室的剖视图；从所述剖视图中提取相邻极向段之间的交叉重构区域，并参照所述交叉重构区域和预设分段边界计算所述每个极向段的目标加工余量，并根据所述目标加工余量和目标坡口尺寸生成所述每个极向段的坡口加工策略，对所述每个极向段进行坡口加工。

[0006] 进一步地，参照所述交叉重构区域和预设分段边界计算所述每个极向段的目标加工余量，包括：根据所述交叉重构区域的面积计算总加工余量；如果所述预设分段边界处于所述交叉重构区域内，则计算所述交叉重构区域内以所述预设分段边界划分的两个子区域的面积比例，根据所述面积比例和所述总加工余量计算所述每个极向段的目标加工余量；如果所述预设分段边界处于所述交叉重构区域外，则按照预设分配策略分配所述总加工余量，得到每个极向段的目标加工余量。

[0007] 进一步地，根据所述目标加工余量和目标坡口尺寸生成所述每个极向段的坡口加工策略，包括：计算相邻待加工极向段之间实际加工余量的差值；如果所述差值大于预设值，则根据所述差值修正所述预设分段边界，其中，修正后的预设分段边界靠近实际加工余量较大的极向段侧；根据所述修正后的预设分段边界和所述目标坡口尺寸生成所述每个极向段的坡口加工参数，其中，实际加工余量较大的极向段的端面切除部分大于实际加工余量较小的极向段的端面切除部分。

[0008] 进一步地，采集聚变堆真空室每个极向段表面的三维点云数据，包括：以激光跟踪仪的自身坐标系作为第一三维坐标系，并在所述第一三维坐标系下采集每个极向段侧面的三维点云数据，其中，每个极向段表面由端面和侧面组成；通过测量臂采集每个极向段端面的三维点云数据，基于测量臂与激光跟踪仪之间标定的公共基准点将所述每个极向段端面的三维点云数据转换至所述第一三维坐标系下。

[0009] 进一步地，基于所述三维点云数据进行模型逆向重构，生成所述聚变堆真空室的实际三维模型，包括：在设计软件中建立第二三维坐标系，并在所述设计软件中生成所述聚变堆真空室的理想三维模型；将所述每个极向段表面的三维点云数据与所述理想三维模型进行关系匹配，直到关系匹配满足目标收敛精度时得到三维点云数据与所述理想三维模型之间的最佳拟合关系；利用所述最佳拟合关系将所述每个极向段表面的三维点云数据转换至所述第二三维坐标系，并在所述第二三维坐标系下对每个极向段进行模型逆向重构，生成所述聚变堆真空室的实际三维模型。

[0010] 本申请第二方面实施例提供一种聚变堆真空室极向段的坡口加工装置，包括：采集模块，用于采集聚变堆真空室每个极向段表面的三维点云数据；重构模块，用于基于所述三维点云数据进行模型逆向重构，生成所述聚变堆真空室的实际三维模型，并由所述实际三维模型获取所述聚变堆真空室的剖视图；处理模块，用于从所述剖视图中提取相邻极向段之间的交叉重构区域，并参照所述交叉重构区域和预设分段边界计算所述每个极向段的目标加工余量，并根据所述目标加工余量和目标坡口尺寸生成所述每个极向段的坡口加工策略，对所述每个极向段进行坡口加工。

[0011] 进一步地，所述处理模块包括：分配单元，用于根据所述交叉重构区域的面积计算总加工余量；如果所述预设分段边界处于所述交叉重构区域内，则计算所述交叉重构区域内以所述预设分段边界划分的两个子区域的面积比例，根据所述面积比例和所述总加工余量计算所述每个极向段的目标加工余量；如果所述预设分段边界处于所述交叉重构区域外，则按照预设分配策略分配所述总加工余量，得到每个极向段的目标加工余量；生成单元，用于计算相邻待加工极向段之间实际加工余量的差值；如果所述差值大于预设值，则根据所述差值修正所述预设分段边界，其中，修正后的预设分段边界靠近实际加工余量较大的极向段侧；根据所述修正后的预设分段边界和所述目标坡口尺寸生成所述每个极向段的坡口加工参数，其中，实际加工余量较大的极向段的端面切除部分大于实际加工余量较小的极向段的端面切除部分。

[0012] 进一步地，所述采集模块进一步用于以激光跟踪仪的自身坐标系作为第一三维坐标系，并在所述第一三维坐标系下采集每个极向段侧面的三维点云数据，其中，每个极向段表面由端面和侧面组成；通过测量臂采集每个极向段端面的三维点云数据，基于测量臂与激光跟踪仪之间标定的公共基准点将所述每个极向段端面的三维点云数据转换至所述第一三维坐标系下。

[0013] 进一步地，所述重构模块进一步用于在设计软件中建立第二三维坐标系，并在所述设计软件中生成所述聚变堆真空室的理想三维模型；将所述每个极向段表面的三维点云数据与所述理想三维模型进行关系匹配，直到关系匹配满足目标收敛精度时得到三维点云数据与所述理想三维模型之间的最佳拟合关系；利用所述最佳拟合关系将所述每个极向段表面的三维点云数据转换至所述第二三维坐标系，并在所述第二三维坐标系下对每个极向段进行模型逆向重构，生成所述聚变堆真空室的实际三维模型。

[0014] 本申请第三方面实施例提供一种加工设备，包括：至少一个处理器；以及，与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被设置为用于执行如上述实施例所述的聚变堆真空室极向段的坡口加工方法。

[0015] 本申请第四方面实施例提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储计算机指令，所述计算机指令用于使所述计算机执行如上述实施例所述的聚变堆真空室极向段的坡口加工方法。

[0016] 由此，本申请至少具有如下有益效果：

[0017] 基于模型逆向重构得到的聚变堆真空室的实际三维模型准确确定每个极向段的加工余量，实现真空室每个极向段加工余量的二次分配，并可以根据每个极向段的加工余量重新进行坡口设计，消除极向段在制造过程中的轮廓偏差对加工精度的影响，有效提升焊接坡口的加工精度。由此，解决了相关技术中极向段在加工时无法准确确定极向段的加工余量，大大降低焊接坡口的加工精度等问题。

[0018] 本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。

附图说明

[0019] 本申请上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

[0020] 图1为根据本申请实施例提供的一种聚变堆真空室极向段的坡口加工方法的流程图；

[0021] 图2为根据本申请实施例的极向段模型示例图；

[0022] 图3为根据本申请实施例的聚变堆真空室极向段的三维点云数据示例图；

[0023] 图4为根据本申请实施例的实际三维模型与理想三维模型的端面局部剖面比较示例图；

[0024] 图5为根据本申请实施例的迁移至真空室极向段第二三维坐标系的三维点云数据示例图；

[0025] 图6为根据本申请实施例的三维点云数据处理过程流程图；

[0026] 图7为根据本申请实施例的聚变堆真空室极向段的坡口加工装置的方框示意图；

[0027] 图8为根据本申请实施例的加工设备的结构示意图。

具体实施方式

[0028] 下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。

[0029] 托卡马克装置目前是最基本最常见也是被认为最有前景的磁约束核聚变装置，是一种环形的等离子体磁约束装置。托卡马克装置主要包括磁体系统、真空室及真空系统、包层系统、偏滤器系统、电源系统、制冷系统和诊断系统等。真空室是托卡马克装置的核心安全部件之一，真空室的设计、材料、制造、组装及其所需要的超真空环境以及密封性能，都直接影响着等离子体的放电品质。

[0030] 目前，聚变工程实验反应堆真空室通常为D型截面双层壳体结构，比如，D型截面高 15米，赤道面最大环向直径为25.5米，最小环向直径为7.2米，壳体选用50mm厚的超低碳不锈钢材料，总重达5600吨。由于运输限制以及为实现模块化制造，聚变工程实验反应堆真空室沿环向被分为8个45度的扇区，各扇区制造完成后运输至总装现场再装配成360 度环。当前对于1/8真空室扇区主要技术要求如下：

[0031] (1)所有主焊缝要求全焊透，焊缝缺陷等级要求达到ISO 5817:2003B级(弧焊)或GB/T 22085.2–2008(电子束焊)要求；

[0032] (2)所有焊缝必须通过100％无损检测；

[0033] (3)总体尺寸公差控制在±8mm以内，内外壳体表面粗糙度Ra3.2；漏率≤1.0*10‑8Pa·m3·s‑1。

[0034] 以上技术要求，使壳体成型、子部件制造、焊接变形控制、装配等各方面均面临巨大技术挑战。

[0035] 1/8真空室扇区采用自底向上划分并设计出一系列功能模块，使各个模块具有相对独立性、通用性及互换性，通过模块的选择和组合构成1/8真空室扇区。1/8真空室扇区由两个对称的1/16真空室扇区组成，1/16真空室扇区由两个对称的1/32扇区组成，1/32扇区则沿极向被分解为四个极向段。根据公差分配1/16真空室扇区轮廓偏差为±6mm，1/32扇区轮廓偏差为±4mm，极向段轮廓偏差为±3mm。

[0036] 4个极向段组焊为1/32扇区之前，需机加工焊接坡口，加工精度要求优于0.5mm。然而，相关技术中极向段的坡口加工存在以下技术难点：

[0037] (1)极向段在制造过程中，由成型误差、装配误差、焊接变形等累积导致极向段存在轮廓偏差，影响焊接坡口的加工精度；

[0038] (2)极向段的加工端面加工余量分配不均，部分端面加工余量为负，需要二次分配加工余量。

[0039] 下面参考附图描述本申请实施例的聚变堆真空室极向段的坡口加工方法、装置、加工设备及存储介质。针对上述背景技术中心提到的极向段在加工时无法准确确定极向段的加工余量，大大降低焊接坡口的加工精度的问题，本申请提供了一种聚变堆真空室极向段的坡口加工方法，在该方法中，基于模型逆向重构得到的聚变堆真空室的实际三维模型准确确定每个极向段的加工余量，实现真空室每个极向段加工余量的二次分配，并可以根据每个极向段的加工余量重新进行坡口设计，消除极向段在制造过程中的轮廓偏差对加工精度的影响，有效提升焊接坡口的加工精度。由此，解决了相关技术中极向段在加工时无法准确确定极向段的加工余量，大大降低焊接坡口的加工精度等问题。

[0040] 具体而言，图1为本申请实施例所提供的一种聚变堆真空室极向段的坡口加工方法的流程示意图。

[0041] 如图1所示，该聚变堆真空室极向段的坡口加工方法包括以下步骤：

[0042] 在步骤S101中，采集聚变堆真空室每个极向段表面的三维点云数据。

[0043] 其中，每个极向段表面由端面和侧面组成，以图2所示的1/32扇区为例，示例给出了四个极向段示例，相邻极向段之间对接的面为端面，端面之外的面为侧面。

[0044] 在本实施例中，采集聚变堆真空室每个极向段表面的三维点云数据，包括：以激光跟踪仪的自身坐标系作为第一三维坐标系，并在第一三维坐标系下采集每个极向段侧面的三维点云数据；通过测量臂采集每个极向段端面的三维点云数据，基于测量臂与激光跟踪仪之间标定的公共基准点将每个极向段端面的三维点云数据转换至第一三维坐标系下。

[0045] 其中，第一三维坐标系为激光跟踪仪所处的真实空间坐标系，是激光跟踪仪的自身坐标系。

[0046] 可以理解的是，本申请实施例可以通过测量得到的一组公共基准点，并组合使用激光跟踪仪与柔性关节坐标测量臂采集每个极向段表面的三维点云数据，其中，组合使用两者的目的是利用激光跟踪仪测量范围广的优点对各极向段整体进行均匀采点，利用柔性关节坐标臂可以便捷的通过激光扫描获取待加工极向段端面三维点云数据，从而可以有效提升数据采集的便捷性和效率。

[0047] 在具体采集数据时，本申请实施例以激光跟踪仪的任意一点为中心建立第一三维坐标系，将柔性关节坐标测量臂测量的点云数据通过公共基准点空间变换至激光第一三维坐标系，从而可以得到如图3所示的在同一三维坐标系下极向段表面的所有三维点云数据。

[0048] 在步骤S102中，基于三维点云数据进行模型逆向重构，生成聚变堆真空室的实际三维模型，并由实际三维模型获取聚变堆真空室的剖视图。

[0049] 其中，本申请实施例可以通过多种方式进行模型逆向重构，比如可以基于CATIAV5R20 软件逆向工程模块进行模型逆向重构，对此不作具体限定。

[0050] 可以理解的是，本申请实施例可以基于模型逆向重构得到聚变堆真空室的实际三维模型，并对实际三维模型做剖截面得到聚变堆真空室的剖视图，其中，剖视图中包括局部剖视图，通过局部剖视图可以生成如图4所示的二维图。

[0051] 在本实施例中，基于三维点云数据进行模型逆向重构，生成聚变堆真空室的实际三维模型，包括：在设计软件中建立第二三维坐标系，并在设计软件中生成聚变堆真空室的理想三维模型；将每个极向段表面的三维点云数据与理想三维模型进行关系匹配，直到关系匹配满足目标收敛精度时得到三维点云数据与理想三维模型之间的最佳拟合关系；利用最佳拟合关系将每个极向段表面的三维点云数据转换至第二三维坐标系，并在第二三维坐标系下对每个极向段进行模型逆向重构，生成聚变堆真空室的实际三维模型。

[0052] 其中，第二三维坐标系为设计软件中建立的虚拟空间坐标系，设计软件可以根据实际的需求进行选择，比如Spatial Analyzer软件。理想三维模型是指利用设计软件设计得到的设计模型，比如CAD模型等。

[0053] 具体而言，(1)采用设计软件，并基于最小二乘法原理将激光跟踪仪测量的极向段轮廓数据与极向段理想三维模型进行最佳拟合，求解空间变换关系，其中，最佳拟合是指将测量数据与设计模型进行关系匹配，寻找最优解，关系匹配直至满足一定的收敛精度。

[0054] (2)、根据最佳拟合求解得到的空间变化关系，完成激光跟踪仪测量数据与柔性关节坐标测量臂测量数据从测量第一三维坐标系向第二三维坐标系的空间转换，可以实现第一三维坐标系与第二三维坐标系的统一，从而实现所有极向段采集数据的统一，例如，如图 5所示，可以实现如图2和图3所示的四个极向段采集数据的统一；其中，空间变化关系可以为空间变换矩阵，可以应用到整体数据的空间变换。

[0055] (3)、在第二三维坐标系下，进行模型逆向重构，并对柔性关节坐标测量臂测量的点云数据和激光跟踪仪测量的点云数据进行处理生成实际三维模型。

[0056] 在本实施例中，如图6所示，对三维点云数据进行逆向建模包括：对三维点云数据进行去噪和过滤处理，以创建三角网络；在三角网络中创建扫描曲线以及B样条曲线，以生成曲线网络；在曲线网络中重建曲面桥接，以生成光滑曲面；对光滑曲面进行封闭曲面处理，以生成实际三维模型。

[0057] 在步骤S103中，从剖视图中提取相邻极向段之间的交叉重构区域，并参照交叉重构区域和预设分段边界计算每个极向段的目标加工余量，并根据目标加工余量和目标坡口尺寸生成每个极向段的坡口加工策略，对每个极向段进行坡口加工。

[0058] 其中，预设分段边界是指第二三维坐标系下理想模型中相邻极向段之间的分段边界。

[0059] 可以理解的是，本申请实施例可以基于逆向工程技术，可以比较实际三维模型与理想三维模型的偏差，完成真空室各极向段加工余量的二次分配，并对实际三维模型进行坡口设计，比如，可以在实际三维模型上面把坡口设计出来，输出机床加工模型，机床根据加工模型进行坡口加工，可以消除实际制造极向段的轮廓偏差，保证焊接坡口的加工精度。其中，加工可以使用落地镗铣床、龙门铣等加工方式进行坡口加工。

[0060] 在本实施例中，参照交叉重构区域和预设分段边界计算每个极向段的目标加工余量，包括：根据交叉重构区域的面积计算总加工余量；如果预设分段边界处于交叉重构区域内，则计算交叉重构区域内以预设分段边界划分的两个子区域的面积比例，根据面积比例和总加工余量计算每个极向段的目标加工余量；如果预设分段边界处于交叉重构区域外，则按照预设分配策略分配总加工余量，得到每个极向段的目标加工余量。

[0061] 其中，交叉区域面积越大，存在的加工余量越多，交叉区域面积越小，存在的加工余量越小，本申请实施例可以根据交叉区域面积与加工余量的对应关系确定实际加工余量。

[0062] 其中，预设分配策略可以根据实际情况具体设置，对此不作具体限定；比如，预设分配策略可以为：靠近预设分段边界的极向段的分配比例大于相邻极向段的分配比例，以图 4所示的极向段2和极向段3为例，预设分段边界在交叉重构区域上方，靠近极向段2的一侧，因此极向段2分配的加工余量大于极向段3分配的加工余量，比如，极向段2分配的加工余量可以为80％，极向段3分配的加工余量可以为20％等。

[0063] 以图4所示的四个极向段为例，由于四个极向段均处于同一坐标系下，因此各极向段端面模型逆向重构完成后，即可将各对接端面的实际三维模型与理想模型进行比较分析，比较各极向段实际三维模型与理想模型装配的加工余量。

[0064] 在本实施例中，根据目标加工余量和目标坡口尺寸生成每个极向段的坡口加工策略，包括：计算相邻待加工极向段之间实际加工余量的差值；如果差值大于预设值，则根据差值修正预设分段边界，其中，修正后的预设分段边界靠近实际加工余量较大的极向段侧；根据修正后的预设分段边界和目标坡口尺寸生成每个极向段的坡口加工参数，其中，实际加工余量较大的极向段的端面切除部分大于实际加工余量较小的极向段的端面切除部分。

[0065] 其中，预设值可以根据实际情况进行设置或具体标定，对此不作具体限定。

[0066] 可以理解的是，本申请实施例可以通过重构模型交叉区域、预设分段边界比较，确定加工余量的以及是否需要调整预设分段边界，以提升坡口加工的精度。

[0067] 具体而言，本申请实施例可以相邻待加工极向段之间实际加工余量确定是否需要更改预设分段边界，例如：对于图4中所示的极向段2与极向段3内壳，由于极向段2内壳加工余量很多，而极向段3内壳加工余量为负，因此可以将预设分段边界向极向段2侧偏移；由此，本申请实施例通过修正预设分段边界的方式可以提升坡口加工的精度，并且完成加工余量的二次分配后，在实际三维模型的基础上进行坡口设计，输出可用于机床加工的模型，机床根据该模型加工，可以完成极向段的坡口加工，并且加工精度优于0.5mm。

[0068] 根据本申请实施例提出的聚变堆真空室极向段的坡口加工方法，基于模型逆向重构得到的聚变堆真空室的实际三维模型准确确定每个极向段的加工余量，实现真空室每个极向段加工余量的二次分配，并可以根据每个极向段的加工余量重新进行坡口设计，消除极向段在制造过程中的轮廓偏差对加工精度的影响，有效提升焊接坡口的加工精度。

[0069] 其次参照附图描述根据本申请实施例提出的聚变堆真空室极向段的坡口加工装置。

[0070] 图7是本申请实施例的聚变堆真空室极向段的坡口加工装置的方框示意图。

[0071] 如图7所示，该聚变堆真空室极向段的坡口加工装置10包括：采集模块100、重构模块200和处理模块300。

[0072] 其中，采集模块100用于采集聚变堆真空室每个极向段表面的三维点云数据；重构模块200用于基于三维点云数据进行模型逆向重构，生成聚变堆真空室的实际三维模型，并由实际三维模型获取聚变堆真空室的剖视图；处理模块300用于从剖视图中提取相邻极向段之间的交叉重构区域，并参照交叉重构区域和预设分段边界计算每个极向段的目标加工余量，并根据目标加工余量和目标坡口尺寸生成每个极向段的坡口加工策略，对每个极向段进行坡口加工。

[0073] 进一步地，处理模块300包括：分配单元和生成单元。其中，分配单元，用于根据交叉重构区域的面积计算总加工余量；如果预设分段边界处于交叉重构区域内，则计算交叉重构区域内以预设分段边界划分的两个子区域的面积比例，根据面积比例和总加工余量计算每个极向段的目标加工余量；如果预设分段边界处于交叉重构区域外，则按照预设分配策略分配总加工余量，得到每个极向段的目标加工余量；生成单元，用于计算相邻待加工极向段之间实际加工余量的差值；如果差值大于预设值，则根据差值修正预设分段边界，其中，修正后的预设分段边界靠近实际加工余量较大的极向段侧；根据修正后的预设分段边界和目标坡口尺寸生成每个极向段的坡口加工参数，其中，实际加工余量较大的极向段的端面切除部分大于实际加工余量较小的极向段的端面切除部分。

[0074] 进一步地，采集模块100进一步用于以激光跟踪仪的自身坐标系作为第一三维坐标系，并在第一三维坐标系下采集每个极向段侧面的三维点云数据，其中，每个极向段表面由端面和侧面组成；通过测量臂采集每个极向段端面的三维点云数据，基于测量臂与激光跟踪仪之间标定的公共基准点将每个极向段端面的三维点云数据转换至第一三维坐标系下。

[0075] 进一步地，重构模块200进一步用于在设计软件中建立第二三维坐标系，并在设计软件中生成聚变堆真空室的理想三维模型；将每个极向段表面的三维点云数据与理想三维模型进行关系匹配，直到关系匹配满足目标收敛精度时得到三维点云数据与理想三维模型之间的最佳拟合关系；利用最佳拟合关系将每个极向段表面的三维点云数据转换至第二三维坐标系，并在第二三维坐标系下对每个极向段进行模型逆向重构，生成聚变堆真空室的实际三维模型。

[0076] 需要说明的是，前述对聚变堆真空室极向段的坡口加工方法实施例的解释说明也适用于该实施例的聚变堆真空室极向段的坡口加工装置，此处不再赘述。

[0077] 根据本申请实施例提出的聚变堆真空室极向段的坡口加工装置，基于模型逆向重构得到的聚变堆真空室的实际三维模型准确确定每个极向段的加工余量，实现真空室每个极向段加工余量的二次分配，并可以根据每个极向段的加工余量重新进行坡口设计，消除极向段在制造过程中的轮廓偏差对加工精度的影响，有效提升焊接坡口的加工精度。

[0078] 图8为本申请实施例提供的加工设备的结构示意图。该加工设备可以包括：

[0079] 存储器1201、处理器1202及存储在存储器1201上并可在处理器1202上运行的计算机程序，处理器1202执行程序时实现上述实施例中提供的聚变堆真空室极向段的坡口加工方法。

[0080] 进一步地，加工设备还包括：

[0081] 通信接口1203，用于存储器1201和处理器1202之间的通信。

[0082] 存储器1201，用于存放可在处理器1202上运行的计算机程序。

[0083] 存储器1201可能包含高速RAM存储器，也可能还包括非易失性存储器(non‑volatile memory)，例如至少一个磁盘存储器。

[0084] 如果存储器1201、处理器1202和通信接口1203独立实现，则通信接口1203、存储器 1201和处理器1202可以通过总线相互连接并完成相互间的通信。总线可以是工业标准体系结构(Industry Standard Architecture，简称为ISA)总线、外部设备互连(Peripheral Component，简称为PCI)总线或扩展工业标准体系结构(Extended Industry Standard Architecture，简称为EISA)总线等。总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图8中仅用一条粗线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。

[0085] 可选的，在具体实现上，如果存储器1201、处理器1202及通信接口1203，集成在一块芯片上实现，则存储器1201、处理器1202及通信接口1203可以通过内部接口完成相互间的通信。

[0086] 处理器1202可能是一个中央处理器(Central Processing Unit，简称为CPU)，或者是特定集成电路(Application Specific Integrated Circuit，简称为ASIC)，或者是被配置成实施本申请实施例的一个或多个集成电路。

[0087] 本实施例还提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储计算机指令，计算机指令用于使计算机执行如上述实施例的聚变堆真空室极向段的坡口加工方法。

[0088] 在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不是必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或N个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

[0089] 此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，“N个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

[0090] 流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更N个用于实现定制逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本申请的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本申请的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

[0091] 在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，"计算机可读介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或N个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)，可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(CDROM)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。

[0092] 应当理解，本申请的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，N个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。如，如果用硬件来实现和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。

[0093] 本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

[0094] 此外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。

[0095] 上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。