轮槽铣刀超声自动检测系统研究.pdf

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1、轮槽铣刀超声自动检测系统研究印明哲2015年5月中图分类号：TB553UDC分类号：621轮槽铣刀超声自动检测系统研究作者姓名印明哲学院名称机械与车辆学院指导教师孟凡武副教授答辩委员会主席王西彬教授申请学位工程硕士学科专业机械工程学位授予单位北京理工大学论文答辩日期2015年6月ResearchofUltrasonicAutomaticTestingSystemforMillingCutterwithFir-slotCandidateName:MingzheYinSchoolorDepartment:SchoolofMechanicalEngineerin

2、gFacultyMentor:AssociateProf.FanwuMengChair,ThesisCommittee:Prof.XibinWangDegreeApplied:MasterofEngineeringMajor:MechanicalEngineeringDegreeby:BeijingInstituteofTechnologyTheDateofDefence:June，2015研究成果声明本人郑重声明：所提交的学位论文是我本人在指导教师的指导下进行的研究工作获得的研究成果。尽我所知，文中除特别标注和致谢的地方外，学位论文中不包含其他人已经发表

3、或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京理工大学或其它教育机构的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的合作者对此研究工作所做的任何贡献均已在学位论文中作了明确的说明并表示了谢意。特此申明。签名：日期：北京理工大学硕士学位论文摘要轮槽铣刀，是加工大型汽轮机转子的重要刀具，在转子加工中是最后一道工序的使用工具。虽然刀具本身相对于机床工件来说价值不高，但由于加工工件的价值极高，若因为刀具质量问题造成加工过程损坏工件的话，损失极大，所以必须保证轮槽铣刀的质量。采用超声无损检测技术对轮槽铣刀进行无损探伤，提前发现轮槽铣刀的内部缺陷，防止轮槽铣刀在加工使用过程中意外损

4、坏，从而损坏工件，对确保汽轮机转子的加工质量具有重要意义。本文主要针对轮槽铣刀自动化超声检测的若干问题，开展了轮槽铣刀超声检测的理论研究及系统设计。其一研究了轮槽铣刀的超声显微检测方法，初步探索了超声显微方法对轮槽铣刀质量检测的可行性问题；其二采用以机械手和超声显微系统为基础的硬件系统设计和软件系统设计，实现了对复杂曲面的自动化超声显微扫查检测和高速数据处理技术；其三研究了针对一般复杂曲面工件的机械手超声检测路径规划策略，实现超声检测性能与机械手运动平稳性的优化。以上三部分综合解决了轮槽铣刀超声自动化检测系统的基本应用问题。同时，本文对机械手超声检测系统的

5、实际应用效果进行了实验和分析，检测了包括轮槽铣刀在内的若干试件，验证了机械手超声检测系统的可行性，并对系统超声检测的分辨力进行了评估，取得了较为良好的效果。最后，本文对针对轮槽铣刀的超声检测仍存在的若干问题进行了分析探讨。关键词：轮槽铣刀；机械手；超声检测；复杂曲面；路径规划1北京理工大学硕士学位论文AbstractThemillingcutterwithfir-slotisaveryimportantmachiningtoolusedforthelargeturbinerotormachining.It’stheverylaststepoftheturb

6、inerotormachiningprocess.Themillingcutterwithfir-slotisnotveryvaluable,butitmakesalotofdamageifthemillingcutterisbrokenduringtheturbinerotorismachining.Asaconsequencethemillingcutterwithfir-slotmustguaranteethequality.Wedetectthemillingcutterwiththeultrasonicnondestructivetestingm

7、ethod,tofindtheinternaldefects,toimprovethequalityofmillingcutterandensurethesafetyofturbinerotormachining.It’sverysignificantfortheturbinerotormachiningfortestingthemillingcutter.Inthispaper,forsolvingtheproblemsofmillingcutter’sautomaticultrasonicscanningdetection,wedesignandcom

8、pletethe-robotultrasonictestingsy