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 ,为实现曲面工件的快速无损检测开辟了新的途径     

自由曲面零件的寻位自适应检测方法研究

针对复杂曲面零件检测过程中难以准确定位和测量效率低的问题，提出自由曲面零件的寻位自适应检测这一新的方法。对该方法所涉及的曲面零件的自动寻位、测的自适应生成和基于寻位信息的位姿自适应检测控制等关键问题给出了可行的解决办法。在此基础上开发了曲面零件寻位自适应检测软件并进行了仿真验证。理论分析与实验结果表明，所提出的方法是可行的，为复杂自由曲面零件的无定位检测开辟了一条新的有效途径。     

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.     

智能寻位加工技术中一种新的寻位方法

智能寻位加工中的关键技术是工件寻位。文章对现有的工件寻位方法进行了分析,指出了它们的优缺点,并在此基础上提出了一种适合常规工件寻位的新方法,实验证明这种方法简洁实用,能够应用到寻位加工系统中去,实现常规工件的敏感制造。     

曲面工件超声无损检测系统的数据接口设计

从曲面工件超声无损检测的原理出发，分析了国内外曲面数据交换标准，提出了用IGES标准作为曲面工作超声无损检测系统的数据接口实现规范，并介绍了具体的实现方法。     

大范围工件寻位问题的递阶求解方法

为解决大范围工件寻位这一难题,研究出宏微观相结合的递阶寻位方法。该方法利用先进智能传感技术,以无接触方式快速获取工件宏观位姿信息,并以此引导微观精确测量过程获取工件关键特征的精确信息,最后通过基于现代数学理论的快速算法准确求解出工件的实际状态,实验结果表明,所提出的方法具有良好的应用效果。     

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.     

无夹具制造中工件寻位的一种新方法

本文对无夹具制造中的工件寻位问题进行了理论分析,找出了问题的难点,提出了可行的解决办法。在此基础上建立了工件寻位的线性化数学模型,研究出了求Ｔ矩阵的快速迭代算法,开发了工件寻位软件并进行了实验验证。理论分析与实验结果表明,本文提出的方法可行,为无夹具制造系统的实现奠定了必要的理论与技术基础。     

利用寻位信息的自由曲面在线测量路径规划方法

自由曲面的高速、高精度、扫描测量是曲面在线检测需要解决的首要问题.为此,提出一种基于寻位信息的测量路径规划方法,使得在满足精度要求的前提下,实现测点优化分布;在此基础上,将自适应控制理论应用在测头自动跟踪控制中,以便测头能够跟随曲面的变化自动调整其位置,完成自由曲面的高速、高精度、扫描测量,理论分析与仿真实验结果表明,所提出的测量方法可行,为曲面的精密测量开辟了一条新的有效途径.     

激光超声在复杂曲面零件无损检测中的应用研究

针对传统复杂曲面工件超声无损检测中存在的问题,提出了应用激光超声无损检测技术的解决思路.在分析检测对象几何特征和激光超声检测特点的基础上,给出复杂曲面零件激光超声检测的参考方案,并详细介绍系统的工作原理、主要组成模块.     

复杂型面工件超声自动检测中的匹配定位方法

为提高复杂型面工件超声自动检测的效率和通用性,研究了CAD模型已知时工件的匹配定位方法。首先使用人工缺陷贴片的超声C扫描数据获取待匹配特征点的位姿。然后以工件3个角点为特征点进行初始定位,由2个局部坐标系匹配得到初始匹配矩阵。最后根据点到曲面的最小距离原则进行精匹配定位,使用循环迭代及Menq算法进行寻优求解。实例表明,选用6个采样点时,匹配误差可控制在0.4mm以内,能很好地满足复杂型面工件超声自动检测的精度要求。     

基于阵元指向性的复合材料曲面结构超声表面契合法研究

采用相控阵超声结合表面契合法(Surface adaptive ultrasonic,SAUL)检测复合材料曲面结构过程中周向缺陷检测分辨力低,给缺陷定量带来困难。为提高SAUL的检测能力,以T700/环氧树脂T形长桁为研究对象,建立弹性各向异性有限元模型,并对照弹性各向同性情况分析其声传播规律,发现弹性各向异性和层间反射共同作用导致肋板处形成明显噪声。在此基础上,基于阵元指向性开展曲面结构成像检测研究,结果表明：引入阵元指向性校正系数对声源脉冲信号幅值进行优化,降低探头频率,可使阵元声场更适应曲面结构,从而减弱两侧肋板反射,提高成像质量。针对周向长度4.5 mm、深1.5 mm的分层缺陷,改进后的SAUL方法对应仿真和试验中周向缺陷长度定量误差较常规SAUL结果分别减小7.4%和13.1%,表明优化阵元指向性可有效改善SAUL周向检测分辨力,提高复合材料曲面结构超声检测缺陷定量水平,具有推广应用价值。     

一种复杂结构件圆柱面扩散焊缝阵列超声检测方法

航空发动机某高温合金盘构件采用盘体与叶片环进行焊接的方式制备,由于构件结构复杂,在检测圆柱形焊接面缺陷时,采用单晶超声检测换能器检测效率不高,缺陷信号信噪比低。为提高该种结构件的检测能力,研究圆柱面焊缝的阵列超声自动检测方法,分析面积型缺陷和声源的相对位置对缺陷反射声压和波型转换的影响,提出一种基于双阵列换能器的一发一收检测方案。根据高温合金盘结构设计基于双阵列换能器的声束发射-接收方法和圆柱面焊缝全覆盖检测方案;基于时域有限差分方法建立高温合金盘的阵列超声声学响应仿真模型,对检测参数进行设计和优化。对含有人工缺陷的实际试样进行检测试验,结果表明所提出的双阵列超声换能器检测方法能有效检测到圆柱面焊缝区域?2 mm的当量缺陷。     

曲面工件自动超声检测轨迹规划

航空发动机叶片是典型复杂曲面结构,为实现叶片的自动化超声检测,提出基于曲面点云数据重建的自动化检测轨迹规划方法,在此基础上实现7轴联动复杂曲面自动扫描成像。叶片点云采用线激光轮廓仪配合工件旋转轴自动扫描获取,数据拼接整理后采用数据拟合方法获得曲面轮廓方程,基于曲面上的曲线方程规划加减速扫描轨迹,进一步对各扫描轨迹点进行多轴运动分解,获得包括六轴机械手和工件旋转轴在内的各轴轨迹。实际检测试验表明,轨迹规划算法可以实现叶片自动扫描,获得清晰C扫描图像。     

机器人超声-电火花复合加工模具曲面的干涉预报与实验研究

对利用机器人进行超声－电火花复合精加工模具自由曲面进行研究,探讨加工过程预报干涉的方法和加工规律,为进一步实现模具自由面精加工自动化提供理论和实验基础。     

空间连杆机构实现曲面精加工方法研究

与自由曲面相比,直纹面是一参数直线集,由直线L在空间沿轨迹曲线Γ运动得到,其加工方法技术较复杂,成本高。利用空间连杆机构结构简单、控制容易、运动连续等特点,主动曲柄的连续转动驱动机构运动,同时改变机构杆长、副长或扭角,可使起始点于连杆端点的刀具沿连杆运动曲线作主运动,并沿该连杆本身作直线进给运动,完成直纹面的切削加工。该方法技术原理简单成本低,并能实现高效率,高精度的曲面零件连续线接触精加工。     

基于滑动矩形窗的锚固螺杆超声波信号回波搜索算法

提出一种简单的回波搜索法——滑动矩形窗回波搜索算法,该法可以排除因数据偶然突变而引起的搜索错误,通过对现场采集的1万多条数据处理分析,能取得很好的效果。     

逆向工程中B样条拟合曲线与曲面的算法与实现

利用产品原形的三维测量数据,通过逆向工程设计新产品、改进或生产旧产品的过程中,曲线拟合及曲面重构是关键。采用B样条曲线拟合及B样条曲面重构,曲线更改灵活,曲面连接光滑,在逆向工程中具有广泛的实用性。