多自由度超聲自動檢測系統(tǒng)若干檢測問題的研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代工業(yè)尤其航天航空工業(yè)的發(fā)展，具有復(fù)雜曲面、厚截面工件的檢測越來越多，對檢測精度、檢測速度以及可靠性的要求也越來越高。本文結(jié)合多自由度超聲自動檢測實驗系統(tǒng)項目，圍繞系統(tǒng)實際檢測過程中的相關(guān)問題展開。針對具有曲面外型的復(fù)雜工件檢測時，超聲探頭位姿誤差影響檢測精度的問題。從系統(tǒng)運動學(xué)及誤差的角度出發(fā)，分析誤差產(chǎn)生的原因、建立誤差模型、提出誤差補償方法，為曲面工件自動連續(xù)檢測掃描提供準(zhǔn)確的控制參數(shù)以提高檢測的精度。針對厚截面工件檢測時，

2、檢測快速性和深度方向上檢測靈敏度及分辨率均勻性的問題。從檢測方法優(yōu)化的角度出發(fā)，對超聲相控陣動態(tài)深度聚焦掃描方法進行優(yōu)化研究，為厚截面工件快速檢測提供更優(yōu)化的檢測方法以提高該類工件檢測的快速性和準(zhǔn)確性。
　　 第一章首先，闡明了論文的課題背景和研究意義；然后，介紹了國內(nèi)外超聲檢測自動化技術(shù)、檢測機器人系統(tǒng)位姿誤差補償方法以及超聲相控陣技術(shù)與應(yīng)用的研究現(xiàn)狀；最后，介紹了論文的主要研究內(nèi)容和各個章節(jié)具體安排。
　　 第二章主

3、要闡述了常規(guī)超聲檢測的基本原理和方法、超聲相控陣檢測原理以及本文研究的多自由度超聲自動檢測系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)。
　　 第三章首先，利用D-H法對多自由度超聲自動檢測系統(tǒng)進行運動學(xué)分析，建立相應(yīng)的運動學(xué)模型；其次，分析誤差的原因，基于矩陣微分原理建立誤差模型；然后，根據(jù)超聲自動檢測系統(tǒng)的特點，提出基于機器人多關(guān)節(jié)攝動補償模型逆向求解標(biāo)定誤差參數(shù)的方法，實現(xiàn)系統(tǒng)位姿誤差補償以提高檢測精度；最后，通過螺旋槳曲面工件的檢測實驗驗證該方法的有

4、效性。
　　 第四章首先，介紹超聲相控陣動態(tài)聚焦掃描方法基本原理以及在厚截面工件檢測中的應(yīng)用；然后，結(jié)合超聲相控陣檢測的特點，基于惠更斯原理提出多焦點聚焦發(fā)射聲場的方法，用于改善檢測深度方向上靈敏度和分辨率的均勻性，并對線性陣列聚焦發(fā)射聲場進行仿真得到相應(yīng)的軸向聲壓分布。最后，通過對厚截面試塊超聲相控陣動態(tài)深度聚焦掃描檢測的實驗驗證該方法的有效性。
　　 第五章對全文的工作進行了回顧與總結(jié)，歸納出論文的不足之處，并對將來