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.pdf

1、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(guó)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(wú)損檢測(cè)技術(shù)，具有操作簡(jiǎn)便、穿透能力強(qiáng)、檢測(cè)精度高和對(duì)人體無(wú)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(guó)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

2、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(XC3S50

3、0E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(yǔ)言編寫(xiě)了FPGA軟件;在Linux系統(tǒng)上，采用C語(yǔ)言編寫(xiě)了ARM軟件;采用UDP/IP協(xié)議編寫(xiě)了系統(tǒng)的通信軟件;采用LabVIEW語(yǔ)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(zhǎng)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

4、頭運(yùn)動(dòng)步長(zhǎng)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