本文關(guān)鍵詞：大型零件多通道自動(dòng)超聲測(cè)控系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)的研究　出處：《天津工業(yè)大學(xué)》2017年博士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：在工業(yè)生產(chǎn)中,大型零件是先進(jìn)制造裝備的關(guān)鍵部件,目前已經(jīng)廣泛應(yīng)用于航空航天、船舶、冶金、電力、機(jī)械和國防科技等領(lǐng)域,其質(zhì)量直接影響到裝備運(yùn)行的安全性和可靠性。為了保證大型零件的質(zhì)量合格,需要對(duì)其內(nèi)部的氣泡、裂紋、夾雜物等缺陷進(jìn)行檢測(cè)。超聲檢測(cè)作為一種無損檢測(cè)技術(shù),具有操作簡便、穿透能力強(qiáng)、檢測(cè)精度高和對(duì)人體無輻射危害等優(yōu)點(diǎn),適用于檢測(cè)大型零件的內(nèi)部缺陷。目前國內(nèi)主要依靠人工手持超聲探傷儀對(duì)大型零件進(jìn)行檢測(cè),該方法檢測(cè)速度慢、精度低,容易出現(xiàn)漏檢和誤測(cè)等現(xiàn)象,而且對(duì)檢測(cè)人員的要求較高,需要具有一定經(jīng)驗(yàn)的檢測(cè)人員進(jìn)行操作并判斷檢測(cè)結(jié)果。因此,為了提高對(duì)大型零件的檢測(cè)速度和精度,需要研制一種快速、高效的大型零件多通道自動(dòng)超聲測(cè)控系統(tǒng)。論文針對(duì)大型零件多通道自動(dòng)超聲測(cè)控系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了研究,主要工作內(nèi)容如下:(1)提出了一種大型零件多通道自動(dòng)超聲測(cè)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案,該系統(tǒng)由多通道自動(dòng)超聲檢測(cè)系統(tǒng)和多軸自動(dòng)控制系統(tǒng)兩部分組成,采用Xilinx的FPGA(XC3S500E芯片)和三星的ARM9(S3C2440芯片)設(shè)計(jì)了系統(tǒng)的硬件;利用Xilinx ISE平臺(tái),采用VHDL語言編寫了 FPGA軟件;在Linux系統(tǒng)上,采用C語言編寫了 ARM軟件;采用UDP/IP協(xié)議編寫了系統(tǒng)的通信軟件;采用Lab VIEW語言設(shè)計(jì)了系統(tǒng)的上位機(jī)軟件,實(shí)現(xiàn)了大型零件多通道自動(dòng)超聲檢測(cè)和多軸電機(jī)自動(dòng)控制功能。(2)研究了超聲水浸探頭運(yùn)動(dòng)步長的優(yōu)化方法和步進(jìn)軌跡的控制方法,提出了利用探頭移動(dòng)的相鄰幾何位置關(guān)系,探頭運(yùn)動(dòng)步長的優(yōu)化方法,減少探頭運(yùn)動(dòng)步數(shù),提高檢測(cè)的速度;提出了一種探頭步進(jìn)軌跡的控制方法,實(shí)現(xiàn)了大型零件的全掃描檢測(cè),減少了超聲探頭的運(yùn)動(dòng)步數(shù)和時(shí)間,提高了檢測(cè)的效率。(3)提出了多通道自動(dòng)超聲檢測(cè)系統(tǒng)與多軸自動(dòng)控制系統(tǒng)的快速切換方法,由線程控制代替進(jìn)程控制,實(shí)現(xiàn)了兩個(gè)系統(tǒng)的有序切換,減少了上位機(jī)資源占用,提高了超聲檢測(cè)的速度。(4)利用Matlab平臺(tái),建立了檢測(cè)缺陷的三維圖像模型,實(shí)現(xiàn)了檢測(cè)缺陷的三維成像,使缺陷判斷更加直觀、準(zhǔn)確,提高了超聲檢測(cè)的精度。(5)搭建了基于以太網(wǎng)的大型零件多通道自動(dòng)超聲測(cè)控系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)平臺(tái),并進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)和調(diào)試。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)大型零件多通道超聲探頭的自動(dòng)控制,得到最優(yōu)探頭運(yùn)動(dòng)軌跡,以及多通道自動(dòng)超聲檢測(cè)系統(tǒng)和多軸自動(dòng)控制系統(tǒng)之間的快速切換,實(shí)現(xiàn)A、B、C掃描成像,得到檢測(cè)內(nèi)部缺陷的三維圖像,具有檢測(cè)效率和精度高,操作簡單方便,擴(kuò)展性好等優(yōu)點(diǎn)。
【學(xué)位授予單位】：天津工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TH878.2

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本文編號(hào)：1321953