舱段结构件壁厚检测及偏差修正关键技术研究

发布时间：2023-04-09 23:31

　　工件厚度检测是舱段结构件制造过程的重要环节,其壁厚的均匀度必须保持在一个较小的范围内,若超过该范围,工件后续补救环节相当复杂。当前舱段结构件壁厚测量多选择人工手持超声波检测仪,划线做标记的方式,易产生工装夹具更换慢、精度一致性难于保证、人工强度大等多个问题,由此开展工件壁厚快速自动检测。本文针对目前舱段结构件壁厚检测中存在的问题,研究了一种基于电磁超声的非接触式、无需耦合剂的壁厚自动检测系统,完成对舱段结构件的壁厚信息采集及后期壁厚数据处理。本文的主要研究内容如下:(1)首先根据舱段结构件壁厚检测的实际情况及厂家的壁厚检测技术要求,在总结了国内外试件壁厚检测设备的基础上,提出了基于电磁超声的舱段结构件壁厚检测系统整体方案架构。(2)基于对电磁超声测厚技术原理的研究,提出了舱段结构件壁厚检测系统各部分的设计要求,并对壁厚检测系统的机械设计部分、运动控制部分、壁厚数据采集部分进行了详细的设计开发,完成了一套可以实现对不同类型、不同长度直径的舱段结构件壁厚快速自动检测系统。(3)利用点云配准与模型重构算法完成模型重构及与标准模型比对,得出壁厚偏差。最后对壁厚检测系统进行实验室测试,以验证壁厚...

【文章页数】：70 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 课题研究目的与意义
    1.2 国内外相关研究综述
        1.2.1 国外检测技术发展过程与研究现状
        1.2.2 国内检测技术发展过程与研究现状
        1.2.3 电磁超声测厚技术
        1.2.4 激光超声测厚技术
        1.2.5 压电超声测厚技术
    1.3 本文研究内容及组织结构
        1.3.1 本文的主要研究内容
        1.3.2 本文的组织结构
第二章 舱段结构件壁厚检测系统方案构建
    2.1 舱段结构件壁厚检测方法研究
    2.2 舱段结构件壁厚检测系统设计要求
    2.3 舱段结构件壁厚检测系统方案构建
        2.3.1 壁厚检测机械设计
        2.3.2 壁厚检测运动控制
        2.3.3 壁厚数据采集
    2.4 本章小结
第三章 舱段结构件壁厚数据采集与处理
    3.1 电磁超声波检测仪器概况及参数指标
        3.1.1 电磁超声波检测仪器概况
        3.1.2 仪器参数指标和探头介绍
    3.2 舱段结构件壁厚数据采集处理
        3.2.1 舱段结构件装夹及参考点选取
        3.2.2 舱段结构件壁厚检测方式规划
        3.2.3 舱段结构件壁厚异常值处理
        3.2.4 舱段结构件壁厚值数据存储
        3.2.5 壁厚检测系统测量精度试验分析
    3.3 舱段结构件壁厚数据整合简化处理
        3.3.1 采集的壁厚值数据与坐标点匹配
        3.3.2 舱段结构件三维点云的简化平滑处理
    3.4 本章小结
第四章 点云配准与模型重构算法研究
    4.1 三维点云数据配准
    4.2 本文点云配准方法
        4.2.1 点云数据集粗配准
        4.2.2 点云数据集精配准
        4.2.3 点云配准实验结果及分析
    4.3 试件点云数据三角化模型重构
    4.4 本文点云数据三角化方法
        4.4.1 Delaunay算法的特性
        4.4.2 本算法的基本实现思想及超级四面体的构造
        4.4.3 三角剖分实验结果及分析
    4.5 本章小节
第五章 舱段结构件壁厚偏差修正与软件开发
    5.1 舱段结构件壁厚偏差显示
    5.2 舱段结构件壁厚偏差修正方法
    5.3 舱段结构件壁厚检测与切削系统软件的开发
    5.4 本章小结
第六章 舱段结构件壁厚检测系统测试
    6.1 实验室测试
    6.2 试件壁厚偏差显示
    6.3 试件壁厚偏差修正效果分析
    6.4 本章小结
第七章 总结与展望
    7.1 总结
    7.2 展望
致谢
在学期间所取研究成果
参考文献



本文编号：3787928