法蘭密封型面是核主泵的關(guān)鍵承壓承載邊界,服役過程承受熱/機(jī)械應(yīng)力沖擊、重水腐蝕等,易發(fā)生型面變形、表面剝落等失效情況。傳統(tǒng)方法需人工攜帶接觸式量具進(jìn)入核輻射現(xiàn)場完成型面尺寸誤差和表面缺陷檢測,對(duì)人體有害且檢測結(jié)果不穩(wěn)定。針對(duì)該問題,本文圍繞機(jī)器人三維光學(xué)測量系統(tǒng)搭建、無碰撞測量路徑生成、測量數(shù)據(jù)處理算法、密封型面尺寸誤差/表面缺陷計(jì)算等開展研究,主要內(nèi)容包括:（1）研究機(jī)器人三維光學(xué)測量系統(tǒng)無碰撞測量路徑生成方法�？紤]現(xiàn)場檢測需求搭建機(jī)器人光學(xué)測量平臺(tái),建立機(jī)器人手眼轉(zhuǎn)換矩陣分步求解數(shù)學(xué)模型,提出基于點(diǎn)云-模型匹配的工件坐標(biāo)系-機(jī)器人基坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換矩陣計(jì)算方法;綜合考慮掃描儀測量景深、測量范圍、測量角度等現(xiàn)場測量的約束參數(shù),提出機(jī)器人掃描測量位姿優(yōu)化方法,完成機(jī)器人6個(gè)軸關(guān)節(jié)角度計(jì)算;提出自動(dòng)測量和手動(dòng)測量兩種模式下的碰撞避免方案,實(shí)現(xiàn)法蘭密封型面機(jī)器人無碰撞測量路徑自動(dòng)生成。（2）研究法蘭密封型面點(diǎn)云數(shù)據(jù)處理、尺寸參數(shù)提取與缺陷深度計(jì)算方法。提出基于質(zhì)心移動(dòng)的點(diǎn)云法矢估計(jì)與實(shí)時(shí)顯示算法,并采用工件坐標(biāo)系-機(jī)器人基坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換矩陣代替?zhèn)鹘y(tǒng)PCA算法提升點(diǎn)云匹配速度;通過機(jī)器人初始路徑點(diǎn)確定... 

【文章來源】：華中科技大學(xué)湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：83 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

長時(shí)間服役后的法蘭密封面

華 中 科 技 大 學(xué) 碩 士 學(xué) 位 論 文都相對(duì)較差，此外針對(duì)核主泵法蘭密封面這種特定的檢測對(duì)象，需境中對(duì)密封面近距離進(jìn)行檢測操作，存在一定的危險(xiǎn)性；采用三坐4]對(duì)復(fù)雜型面零件表面逐點(diǎn)測量，該方式雖然測量精度高，但存在率慢、數(shù)據(jù)處理慢等問題，大大降低了檢測效率，此外，由于三離線測量，一般需要將工件搬運(yùn)至三坐標(biāo)測量機(jī)上進(jìn)行檢測，涉及復(fù)、檢測路徑規(guī)劃等，效率低下，而核主泵法蘭密封型面屬于核主泵拆卸搬運(yùn)，因此不適用于三坐標(biāo)測量機(jī)等離線測量方式。

(a) 汽車曲軸參數(shù)提取 (b) 獲取點(diǎn)云中直線信息圖 1-3 點(diǎn)云特征參數(shù)提取對(duì)于零件點(diǎn)云缺陷的計(jì)算問題，Huang 提出了一種基于高密度點(diǎn)云數(shù)據(jù)的三維曲面缺陷檢測方法，首先將曲面劃分為多個(gè)子區(qū)域，其次利用基于小波包熵和法向量的兩個(gè)新的評(píng)價(jià)指標(biāo)來表征多個(gè)子區(qū)域的特征，以確定子區(qū)域是否超出規(guī)范的限值，該方法適用于評(píng)估曲線整體的缺陷和變形程度[50]。Pham 基于局部表面進(jìn)行特征識(shí)別，過濾不需要的缺陷信息，然后對(duì)每個(gè)缺陷區(qū)域使用其預(yù)定義規(guī)則來測量缺陷的尺寸、深度和方向，如圖 1-4(a)所示，該方法適用于類平面[51]。Romina 提出 AGLR 方法處理曲面三維點(diǎn)云中的缺陷，該方法能在準(zhǔn)確定位故障位置的同時(shí)對(duì)故障表面進(jìn)行檢測[52]。Xiong 提出了計(jì)算鋼軌上表面、垂直面的缺陷檢測算法，對(duì)每個(gè)點(diǎn)云剖面計(jì)算出其與標(biāo)準(zhǔn)鋼軌模型剖面的偏差，并將偏差較大的點(diǎn)標(biāo)記為候選缺陷點(diǎn)，用 k-means 將候選缺陷點(diǎn)合并到候選缺陷區(qū)域?qū)崿F(xiàn)了鋼軌表面自動(dòng)缺陷檢測[53]，如圖 1-4(b)所示。

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本文編號(hào)：3318953