轮槽铣刀超声自动检测系统研究

发布时间：2017-07-20 05:01

  本文关键词：轮槽铣刀超声自动检测系统研究

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【摘要】：轮槽铣刀,是加工大型汽轮机转子的重要刀具,在转子加工中是最后一道工序的使用工具。虽然刀具本身相对于机床工件来说价值不高,但由于加工工件的价值极高,若因为刀具质量问题造成加工过程损坏工件的话,损失极大,所以必须保证轮槽铣刀的质量。采用超声无损检测技术对轮槽铣刀进行无损探伤,提前发现轮槽铣刀的内部缺陷,防止轮槽铣刀在加工使用过程中意外损坏,从而损坏工件,对确保汽轮机转子的加工质量具有重要意义。本文主要针对轮槽铣刀自动化超声检测的若干问题,开展了轮槽铣刀超声检测的理论研究及系统设计。其一研究了轮槽铣刀的超声显微检测方法,初步探索了超声显微方法对轮槽铣刀质量检测的可行性问题;其二采用以机械手和超声显微系统为基础的硬件系统设计和软件系统设计,实现了对复杂曲面的自动化超声显微扫查检测和高速数据处理技术;其三研究了针对一般复杂曲面工件的机械手超声检测路径规划策略,实现超声检测性能与机械手运动平稳性的优化。以上三部分综合解决了轮槽铣刀超声自动化检测系统的基本应用问题。同时,本文对机械手超声检测系统的实际应用效果进行了实验和分析,检测了包括轮槽铣刀在内的若干试件,验证了机械手超声检测系统的可行性,并对系统超声检测的分辨力进行了评估,取得了较为良好的效果。最后,本文对针对轮槽铣刀的超声检测仍存在的若干问题进行了分析探讨。
【关键词】：轮槽铣刀 机械手 超声检测 复杂曲面 路径规划
【学位授予单位】：北京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG714;TG115.285
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 绪论10-18
• 1.1 本论文的研究意义10-11
• 1.2 无损检测技术发展现状11-13
• 1.3 复杂曲面工件超声检测国内外研究进展13-14
• 1.3.1 国外曲面工件超声检测技术的研究进展13-14
• 1.3.2 国内曲面工件超声检测技术的研究现状14
• 1.4 发展趋势14-15
• 1.5 轮槽铣刀介绍15-16
• 1.6 本论文主要研究内容16-18
• 第二章 超声检测技术基本原理18-26
• 2.1 超声检测基本理论18-19
• 2.1.1 声波基本性质18
• 2.1.2 超声检测基本原理18-19
• 2.2 脉冲回波式超声原理19-22
• 2.2.1 声透镜20
• 2.2.2 工作原理及方式20-21
• 2.2.3 聚焦换能器的分辨率21-22
• 2.3 成像算法22-24
• 2.3.1 幅值成像22-23
• 2.3.2 TOF成像23
• 2.3.3 频域成像23-24
• 2.4 超声显微扫查技术特点24-26
• 第三章 机械手超声检测系统26-44
• 3.1 机械手超声无损检测系统总体设计26-27
• 3.2 超声触发方式27-29
• 3.2.1 轨迹点位置触发27-28
• 3.2.2 运动采集同步触发28-29
• 3.3 机械手超声检测系统硬件设计29-36
• 3.3.1 运动控制系统30-32
• 3.3.2 超声检测系统32-36
• 3.4 机械手超声检测系统软件设计36-41
• 3.4.1 路径规划数据处理模块38-39
• 3.4.2 位置信息通讯功能39-40
• 3.4.3 超声数据高速采集功能40-41
• 3.4.4 matlab数据追踪即时三维显示模块41
• 3.5 本章小结41-44
• 第四章 轮槽铣刀扫查路径规划44-64
• 4.1 机械手坐标系的描述和变换关系44-45
• 4.2 超声换能器的机械手空间定位方法45-47
• 4.3 轮槽铣刀的对正方法47-49
• 4.4 基于CAD模型的轨迹规划方法49-57
• 4.4.1 模型曲面信息的数据点离散方法。50-51
• 4.4.2 基于曲率变化的路径规划策略51-55
• 4.4.3 基于超声换能器标定坐标的轨迹点坐标转换方法。55-57
• 4.5 路径规划的基本参数分析57-58
• 4.6 轮槽铣刀扫查路径规划58-60
• 4.7 机械手位置信息与工件检测位置信息的变换关系60-61
• 4.8 基于轮槽铣刀有限元分析的扫查区域选择61-63
• 4.9 本章小结63-64
• 第五章 实验验证及分析64-74
• 5.1 机械手超声检测实验步骤64-65
• 5.1.1 设置超声系统64
• 5.1.2 设置机械手运动系统64
• 5.1.3 软件操作开始超声扫查检测64-65
• 5.2 不同工件的超声扫查实验65-70
• 5.2.1 平面试件65-66
• 5.2.2 规则曲面试件66-67
• 5.2.3 一般曲面试件67-68
• 5.2.4 轮槽铣刀68-69
• 5.2.5 超声扫查结果分析69-70
• 5.3 机械手轨迹规划参数的正交实验验证70-73
• 5.3.1 实验设计70-71
• 5.3.2 实验结果及分析71-73
• 5.3.3 选取较优参数73
• 5.4 本章小结73-74
• 总结和展望74-77
• 参考文献77-82
• 攻读硕士学位期间发表论文与研究成果清单82-83
• 致谢83

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前3条

1 张克潜,陈戈林;声显微镜的现状和发展[J];电子学报;1984年04期

2 吴元昌;;粉末冶金高速钢生产工艺的发展[J];粉末冶金工业;2007年02期

3 刘剑;汪津泽;缪佳兴;辛春;;UG二次开发在轮槽铣刀波刃型设计中的应用[J];工具技术;2009年03期

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本文编号：566300