多自由度超聲自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)若干檢測(cè)問(wèn)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(cè)越來(lái)越多，對(duì)檢測(cè)精度、檢測(cè)速度以及可靠性的要求也越來(lái)越高。本文結(jié)合多自由度超聲自動(dòng)檢測(cè)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)項(xiàng)目，圍繞系統(tǒng)實(shí)際檢測(cè)過(guò)程中的相關(guān)問(wèn)題展開(kāi)。針對(duì)具有曲面外型的復(fù)雜工件檢測(cè)時(shí)，超聲探頭位姿誤差影響檢測(cè)精度的問(wèn)題。從系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)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(bǔ)償方法，為曲面工件自動(dòng)連續(xù)檢測(cè)掃描提供準(zhǔn)確的控制參數(shù)以提高檢測(cè)的精度。針對(duì)厚截面工件檢測(cè)時(shí)，

2、檢測(cè)快速性和深度方向上檢測(cè)靈敏度及分辨率均勻性的問(wèn)題。從檢測(cè)方法優(yōu)化的角度出發(fā)，對(duì)超聲相控陣動(dòng)態(tài)深度聚焦掃描方法進(jìn)行優(yōu)化研究，為厚截面工件快速檢測(cè)提供更優(yōu)化的檢測(cè)方法以提高該類(lèi)工件檢測(cè)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(guó)內(nèi)外超聲檢測(cè)自動(dòng)化技術(shù)、檢測(cè)機(jī)器人系統(tǒng)位姿誤差補(bǔ)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?jī)?nèi)容和各個(gè)章節(jié)具體安排。
　　 第二章主

3、要闡述了常規(guī)超聲檢測(cè)的基本原理和方法、超聲相控陣檢測(cè)原理以及本文研究的多自由度超聲自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)。
　　 第三章首先，利用D-H法對(duì)多自由度超聲自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)分析，建立相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)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(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)的特點(diǎn)，提出基于機(jī)器人多關(guān)節(jié)攝動(dòng)補(bǔ)償模型逆向求解標(biāo)定誤差參數(shù)的方法，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)位姿誤差補(bǔ)償以提高檢測(cè)精度；最后，通過(guò)螺旋槳曲面工件的檢測(cè)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證該方法的有

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