曲面工件超声自适应检测方法研究

对曲面工件进行超声检测时,受工件曲率影响,超声波在曲界面处反射偏转特性不规律,造成回波接收困难,增加了检测的实现难度。针对以上问题,结合超声测距和幅值最大原理,阐述了以机械臂为运动机构的曲面工件点云建模方法,分析点位间角度关系,提出了一种基于分段三次Hermite函数的声束姿态调整算法,并通过C扫结果验证了算法有效性。以曲面轴承试块为例,进行了缺陷定量实验,试块缺陷检出率100%,缺陷尺寸误差不大于5.86%。实验结果表明:该方法能够实现曲面工件高精度扫查,为实现曲面工件超声自动化检测提供了一种便捷有效的途径。

探头楔块和曲面工件间隙的计算

采用超声波探头检测曲面工件时,对探头楔块和曲面工件间的间隙有一定要求。以管状工件为例,对常规探头和曲面楔块与曲面工件间的间隙进行分析,推导了间隙的计算公式,并分析了不同楔块和工件的适配;首先对比了焊缝超声检测标准ISO 17640-2018,GB/T 11345-2013和ASME BPVC V-2021中的间隙要求;然后通过实例说明了ASME BPVC V-2021标准中楔块在曲面工件上的应用;最后计算与比较了常规探头在满足不同标准间隙要求时所能应用的最小管径,并根据不同标准要求对相控阵曲面楔块与标称管径间的间隙范围进行了验证。该研究有助于在曲面工件超声检测中正确修磨探头,选择合适的楔块。

基于声束追踪的变厚度曲面工件超声探头位姿规划

针对传统变厚度曲面工件穿透法自动超声检测时各检测点声压变化大、信噪比低等问题,将多元高斯声束叠加声场建模方法引入曲面工件超声检测系统,建立接收声场数学模型,分析了检测参数对接收声压的影响,仿真与试验表明接收声压对探头姿态十分敏感,常规方法中探头位姿与声束路径间存在的小角度不可忽略,提出了基于声束追踪的探头位姿规划方法。针对双三次B样条曲面工件,先以常规方法确定发射探头位姿,然后从发射探头开始,追踪系统中声束,确定接收探头位姿。实际应用表明,与常规方法相比,基于声束追踪的探头位姿接收到的信号强、信噪比高,检测更精确。

超声波法曲面工件残余应力测量

开发了超声波法焊接残余应力测量系统.用该系统配合平直探头对曲面工件的焊接残余应力进行测量尝试.将超声波法获得的测量结果与激光全息小孔法的测量结果比较,超声波法测量所得的焊接残余拉压应力区间与小孔法相同,分布曲线较小孔法测量结果缓和,最大拉压应力均要小于曲面工件中实际拉压应力.根据试验结果,结合名义声弹性常数表达式分析了曲面耦合状态对超声波法测量结果的影响.提出用超声波法测量曲面工件需要根据工件曲率半径修正声弹性常数,减小曲率半径导致的耦合误差,提高测量结果的准确性.

曲面工件超声测量中探头自动对正的研究

分析了探头调整时脉冲回波信号的变化特点,在实验的基础上构建了声束入射角与表面波时域特征值间的关系模型。根据机械手调整前后的两个入射角解算出转动关节需要偏转的角度,然后逆解运动方程获取检测机械手在测量点处的运动点位值,最后调整探头位姿后并根据反馈回的对正误差来决定是否需要进行下一轮调整。在五自由度超声检测机器人上进行的大量试验表明,该方法在提高对正精度的同时,大幅度地缩短了超声测距的时间。

复杂曲面工件的超声无损检测系统研制

为了实现大型复杂曲面工件的自动化缺陷检测,开发了超声无损检测机器人系统。论述了复杂曲面工件的超声检测原理、检测机器人系统模型、分布式的系统控制模式。工件检测试验表明,该系统具有较好的稳定性、可靠性,检测精度高、效率高,能达到工业生产的要求,在大型复杂曲面工件的超声检测中有良好的应用前景。

反求工程在曲面工件超声无损检测中的应用研究

阐述了反求工程在曲面工件超声波检测中的重要作用 ,并对曲面工件超声波检测中反求工程的特点和关键技术进行分析和研究 ,在此基础上提出了面向实物的超声波测量、曲面重建、超声波无损检测一体化方案 。

砂带磨削机器人磨削曲面工件的工作空间及加工轨迹分析

研究了机器人砂带磨削加工技术,以克服传统磨削加工工作环境恶劣、劳动强度大的缺点。针对曲面工件的磨削加工任务,研究设计了3P3R构型的砂带磨削机器人;通过对该机器人运动学和工作空间的分析,应用数值分析方法得到机器人的大致可达工作空间;对待加工工件表面点进行数学建模,应用蒙特卡洛法对曲面工件的磨削加工轨迹进行了仿真分析,得到所有待加工表面点最接近于加工时的机器人姿态。分析结果不仅判断了工件是否具有可加工性,而且仿真分析的加工轨迹为工件加工的示教编程提供引导,同时提供了一种离线编程的途径。

大曲面工件的超声测量技术研究

为了解决航空航天领域大曲面工件的数字化测量难点 ,采用单个超声探头脉冲反射法对大曲面工件的外形进行测量 ,获得了工件表面的形状特征数字化信息 .试验结果表明 ,该测量方法具有测量范围大、成本低 ,速度快和工作可靠等优点 ,满足了大曲面工件精确测量的要求。

曲面工件超声波检测的扫描方法进展

曲面工件的超声波检测中，由于工件表面曲率对超声波束的散射和聚焦，如何将超声波束准确可靠地投射到工件内的待检测区域，是检测工作中比较关心的问题。本文对棒材和管材超声波检测中常用的扫描方法作了评述，介绍了最近几年出现的适于棒材和管材的接触法和水浸法探伤方法。对于厚壁管和薄壁管，针对不同位置的缺陷，给出了相应的最佳探伤条件。提出了提高管材横波偏置法探伤灵敏度的措施。本文还讨论了一些适合于曲面探伤的探头，如骑马式探头、双晶片聚焦探头、管探头、渐开线探头等。最后讨论了液浸法和接触法探伤参数之间的关系，以及几何声学方法用于曲面工件探伤时的局限性。

非圆曲面工件相切磨削的脉冲分布及频率匹配最优化设计

对非圆曲面特殊工件外廓相切磨削的脉冲分布及三种进给动作对应脉冲的最优化频率匹配进行了研究。首先建立了特殊工件相切磨削的数学分析模型,确立了加工分段。然后求取了进给过程中x向平移、y向平移及rotz旋转所对应的脉冲数分布。最后对这三种进给动作对应脉冲的频率最优化匹配进行了设计,使得工件在保证加工精度的前提下加工时间最短,并对方案的加工误差进行了分析。程序运行结果表明了分析模型及脉冲匹配控制方案的正确性。

曲面工件ALOK成象分析

本文结合ALOK成象原理,针对脉冲回波式和发接式两种探头组合方式,用数学分析的方法对曲面工件ALOK成象过程进行了分析并给出了相应的去噪和缺陷边界重建公式。

曲面工件柔性线阵聚焦和仿真方法

铸锻焊变曲率工件在相控阵检测时,传统相控阵探头难以紧密贴合,需要制备多种型廓楔块来保证耦合质量,检测方法复杂、低效且成本较高。采用柔性相控阵检测技术可以较好解决上述问题,但还需要解决柔性相控阵聚焦法则和微小缺陷的检测能力评价等关键技术。首先,根据相控阵声学原理,提出柔性相控阵换能器的延迟聚焦法则;然后,采用有限元方法建立声场传播模型,验证延迟聚焦法则的正确性;最后,对带有预埋缺陷的曲面工件进行仿真试验。结果表明,柔性相控阵技术能够对曲面工件内部微小缺陷进行高效率、高精度无损检测。

三维曲面工件形状的归一化测量方法

介绍了一种全新的三维曲工件形状的归一化测量方法。通过测量工件曲面上的若干条截面曲线的曲率函数而测得曲面工件的三维形状，并且验证了该测量方法的实用可行性．

用三坐标测量机测量抛物线曲面工件形状误差的方法

本文探讨了用三坐标机测量抛物面工件的方法,以及对测量数据的分析和处理。

圆柱曲面工件对接纵缝超声波周向探伤缺陷的测定与修正

在现场检测工作中,对圆柱曲面工件对接焊缝的超声波周向探伤,一些探伤人员因没有曲面对比试块而采用CSK—ⅢA对比试块绘制距离——波幅曲线进行探伤,且对缺陷定位与平板工件定位一样计算,这往往会造成很多误差或误判,在对某化肥厂(甲方)与某钢管厂(乙方)直缝焊接管(φ426×8和φ325×8)的质量纠纷复检中证实了这一点。

由Excel绘制曲面工件缺陷定位修正曲线

介绍以Excel(电子表格)作为计算分析工具,叙述了绘制曲面工件缺陷定位修正曲线的方法,并对缺陷定位修正曲线进行了数学回归分析,提高了曲面工件缺陷定位精度。

大型曲面工件机器人激光随形清洗控制系统设计

针对工程应用中大型曲面工件的低成本、实时随形清洗的难题,以STM32为主控芯片设计了机器人激光清洗控制系统。机器人末端安装有二维扫描式激光清洗头用以实现激光扫描,STM32与机器人控制器通过以太网实现通信,并借助激光测距仪实现两者的协同工作,完成了曲面随形聚焦和分块扫描清洗的功能。将一大型曲面工件按S形进行分块扫描清洗的路径规划,并对其进行激光清洗测试,结果表明该控制系统具有分块拼接完整、清洗效果好的特点,清洗效率可达0.396 m^(2)/h。

大型曲面薄壁工件自动补偿铣削技术研究

某大型曲面薄壁工件研究采用旋压成型,然后再用机械加工减薄。由于工件尺寸大、壁薄且旋压产品壁厚差大,机械加工减薄存在很大难度。在机械加工中采用点位测量的自动补偿铣削技术,通过厚度点位测量和补偿控制,能够解决大型曲面薄壁工件加工难题。

内圆周向检测曲面工件缺陷定位参数的修正

介绍了内圆周向检测曲面工件时,绘制曲面工件缺陷定位修正曲线的方法,并对缺陷定位修正曲线进行了数学回归分析,提高了曲面工件缺陷定位精度。