兵工学报 ›› 2023, Vol. 44 ›› Issue (8): 2432-2440.doi: 10.12382/bgxb.2022.0239
张荣繁1,*(), 倪培君1, 郭智敏1,2, 杨卓琳1, 付康1
收稿日期:
2022-04-01
上线日期:
2023-08-30
通讯作者:
基金资助:
ZHANG Rongfan1,*(), NI Peijun1, GUO Zhimin1,2, YANG Zhuolin1, FU Kang1
Received:
2022-04-01
Online:
2023-08-30
摘要:
针对复杂型面构件超声自动检测过程中,机械系统各轴回程误差对探头位姿精度、成像质量及检测灵敏度影响的问题,研究了回程误差的识别与路径修正方法,提出一种利用C扫描图像错位锯齿量分析的回程误差测量方法。通过平面试块和棒材试块边界线单轴为主运动的C扫描成像中错位锯齿量,建立与各轴回程误差值的关系;研究利用运动学逆解实现扫描点位关节变量和探头位姿的修正方法。通过某型号复杂型面构件试块进行路径修正前后的对比扫描实验,从成像质量、图元错位情况及检测灵敏度方面验证了该方法的有效性。
中图分类号:
张荣繁, 倪培君, 郭智敏, 杨卓琳, 付康. 复杂型面构件超声检测中机械回程误差的修正方法[J]. 兵工学报, 2023, 44(8): 2432-2440.
ZHANG Rongfan, NI Peijun, GUO Zhimin, YANG Zhuolin, FU Kang. Correction Method of Mechanical Backlash Error in Ultrasonic Testing of Curved Components[J]. Acta Armamentarii, 2023, 44(8): 2432-2440.
项目 | ηmax | jmax | ![]() ![]() ![]() ![]() |
---|---|---|---|
原始图像 | 623071 | 92 | 53125.77 |
右移1 | 343766 | 91 | 37021.39 |
右移2 | 165541 | 94 | 23861.67 |
右移3 | 58249 | 100 | 15977.09 |
右移4 | 68589 | 102 | 17376.44 |
表1 原始C扫描图像及移动后图像的ηmax和 η ¯值
Table 1 ηmax and η ¯ values of original C-scan image and images after moving
项目 | ηmax | jmax | ![]() ![]() ![]() ![]() |
---|---|---|---|
原始图像 | 623071 | 92 | 53125.77 |
右移1 | 343766 | 91 | 37021.39 |
右移2 | 165541 | 94 | 23861.67 |
右移3 | 58249 | 100 | 15977.09 |
右移4 | 68589 | 102 | 17376.44 |
项目 | ηmax | jmax | ![]() ![]() ![]() ![]() |
---|---|---|---|
原始图像 | 10797558 | 98 | 402419.19 |
右移1 | 3110071 | 99 | 111310.44 |
右移2 | 1642065 | 103 | 48847.28 |
右移3 | 1888771 | 104 | 76095.45 |
表1 原始C扫描图像及移动后图像的 ηmax和 η ¯值
Table 1 Table 2 ηmax and η ¯ value of original C-scan image and values of images after moving
项目 | ηmax | jmax | ![]() ![]() ![]() ![]() |
---|---|---|---|
原始图像 | 10797558 | 98 | 402419.19 |
右移1 | 3110071 | 99 | 111310.44 |
右移2 | 1642065 | 103 | 48847.28 |
右移3 | 1888771 | 104 | 76095.45 |
序号 | 缺陷规格 | 缺陷波幅/V | |
---|---|---|---|
修正前 | 修正后 | ||
1 | ϕ2.0mm、埋深5mm | 2.8 | 3.4 |
2 | ϕ2.0mm、埋深10mm | 2.9 | 3.5 |
3 | ϕ2.0mm、埋深20mm | 3.2 | 3.8 |
4 | ϕ0.8mm、埋深15mm | 0.8 | 1.1 |
5 | ϕ0.8mm、埋深20mm | 1.0 | 1.3 |
表3 路径修正前后人工缺陷的信号幅值
Table 3 Signal amplitude of artificial defects before and after the correction of backlash error
序号 | 缺陷规格 | 缺陷波幅/V | |
---|---|---|---|
修正前 | 修正后 | ||
1 | ϕ2.0mm、埋深5mm | 2.8 | 3.4 |
2 | ϕ2.0mm、埋深10mm | 2.9 | 3.5 |
3 | ϕ2.0mm、埋深20mm | 3.2 | 3.8 |
4 | ϕ0.8mm、埋深15mm | 0.8 | 1.1 |
5 | ϕ0.8mm、埋深20mm | 1.0 | 1.3 |
[1] |
王炫润, 倪培君, 易兵, 等. 回转组合体超声自动检测中防碰撞研究[J]. 兵工学报, 2018, 39(4):164-167.
|
|
|
[2] |
沈杨梅, 李伟兵, 曹营军, 等. 结构参数对复合装药战斗部破片特性的影响[J]. 含能材料, 2022, 30(1):50-57.
|
|
|
[3] |
doi: 10.1080/10589759.2019.1652296 URL |
[4] |
doi: 10.1134/S1061830921050090 |
[5] |
李勇, 李东升, 李小强. 大型复杂壁板构件塑性成形技术研究与应用进展[J]. 航空制造技术, 2020, 63(21): 24-33.
|
|
|
[6] |
段现银, 余胜, 彭芳瑜, 等. 基于特征矩阵的大型舱体类构件毛坯模型复杂特征分层识别方法[J]. 机械工程学报, 2021, 57(5):166-176.
doi: 10.3901/JME.2021.05.166 |
doi: 10.3901/JME.2021.05.166 |
|
[7] |
孙得川, 权恩, 曹梦成. 超声波实时测量技术在固体火箭发动机中的应用[J]. 兵工学报, 2016, 37(11):1969-1975.
doi: 10.3969/j.issn.1000-1093.2016.11.001 |
|
|
[8] |
姬文苏, 丁玉奎. 火箭发动机多层粘接结构超声检测研究[J]. 兵工学报, 2015, 36(增刊1):364-368.
|
|
|
[9] |
潘勤学, 邵唱, 肖定国, 等. 基于形状因子的螺栓紧固力超声测量方法研究[J]. 兵工学报, 2019, 40(4):880-888.
doi: 10.3969/j.issn.1000-1093.2019.04.024 |
doi: 10.3969/j.issn.1000-1093.2019.04.024 |
|
[10] |
周正干, 孙广开. 先进超声检测技术的研究应用进展[J]. 机械工程学报, 2017, 53(22):1-10.
doi: 10.3901/JME.2017.22.001 |
doi: 10.3901/JME.2017.22.001 |
|
[11] |
李雄兵, 杨岳, 胡宏伟, 等. 面向超声检测的曲面自动测量[J]. 中南大学学报(自然科学版), 2010, 41(1):194-200.
|
|
|
[12] |
doi: 10.1080/10589759.2010.489610 URL |
[13] |
王晓笋, 巫世晶, 陈杰, 等. 考虑动载荷与动态磨损系数的直齿轮传动系统动态磨损特性[J]. 中南大学学报(自然科学版), 2014, 45(2):408-413.
|
|
|
[14] |
doi: 10.1016/j.mechmachtheory.2010.01.003 URL |
[15] |
张杨, 周晓军, 杨陈龙, 等. 变厚度曲面构件超声检测灵敏度修正[J]. 浙江大学学报(工学版), 2013, 47(1):116-121.
|
|
|
[16] |
doi: 10.1007/s00158-007-0098-2 URL |
[17] |
|
[18] |
doi: 10.1016/j.mechmachtheory.2006.07.007 URL |
[19] |
|
[20] |
涂春磊, 徐志农, 杨辰龙, 等. 曲面工件超声检测机器人误差补偿分析[J]. 轻工机械, 2011, 29(5):23-27.
|
|
|
[21] |
郑慧峰, 周晓军, 李雄兵. 基于本体多关节的超声检测机器人误差修正[J]. 农业机械学报, 2008, 39(4):164-167.
|
|
|
[22] |
杨唐文, 孙增圻, 孙富春, 等. 柔性宏/微空间机械手系统的误差修正[J]. 清华大学学报(自然科学版), 2003, 43(4):525-528.
|
|
[1] | 潘勤学, 邵唱, 肖定国, 潘瑞鹏, 刘晓豪. 基于形状因子的螺栓紧固力超声检测方法研究[J]. 兵工学报, 2019, 40(4): 880-888. |
[2] | 王炫润, 倪培君, 易兵, 李雄兵. 回转组合体超声自动检测中防碰撞研究[J]. 兵工学报, 2018, 39(4): 780-786. |
阅读次数 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
全文 500
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
摘要 252
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||