寄生式超声自动检测方法的研究及系统开发

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1、原创性声明本人声明，所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了论文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得中南大学或其他单位的学位或证书而使用过的材料。与我共同工作的同志对本研究所作的贡献均己在论文中作了明确的说明。作者签名：盈翌乏日期：址年』月三日学位论文版权使用授权书本人了解中南大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留学位论文并根据国家或湖南省有关部门规定送交学位论文，允许学位论文被查阅和借阅；学校可以公布学位论文的全部

2、或部分内容，可以采用复印、缩印或其它手段保存学位论文。同时授权中国科学技术信息研究所将本学位论文收录到《中国学位论文全文数据库》，并通过网络向社会公众提供信息服务。日期：绌年』月王日摘要超声无损检测是目前材料内部缺陷检测的重要方法之一，在产品质量控制中发挥着举足轻重的作用。超声自动检测是近年来超声无损检测领域的前沿课题之一，目前普遍需要建构多自由度的试验台，因此存在开发周期长，成本高等不足。本文在该研究背景下提出了寄生式超声自动检测方法，并对数控机床的计算机运动控制技术、超声检测的路径规划方法、超声信号的分析与处理方法、

3、超声检测结果可视化及缺陷分析进行深入系统地研究。在对寄生式超声自动检测的运动控制方法进行了研究中，利用串口通信实现数控机床的计算机运动控制；针对CNC开环控制在位置反馈上存在的不足研究了一个有效的改进途径：通过分析机床运动特性建立其数学模型，设计运动采集同步实验确定运动控制参数，并采用插值法动态求解机床的动态位置信息，实现对机床的软闭环运动控制，为寄生式超声自动检测系统提供运动控制平台。开展超声自动检测路径规划方法的研究，通过分析不同类型工件的形状特征，建立了弓字形扫描和环形扫描2种路径规划模型，分析了2种扫描的特点及原

4、则，设计和实现了相应的算法。对路径规划过程中步距、速度的选择进行了优化。对超声信号分析及处理方法进行了研究，在分析超声A波数据工作原理的基础上构建其数学模型，设计了二种超声A波数据的压缩算法；最后分析了A波数据的特征提取方法。建立了C扫描图像的数学表示模型，并实现超声检测结果的可视化。对C扫描图像的缺陷分析方法进行了研究，通过采用C扫描图像二值化、缺陷标记、及5领域法的缺陷提取流程实现对缺陷的定位、定量分析。开发了寄生式超声自动检测系统，并通过检测实例验证了寄生式超声自动检测系统的有效性。关键词：寄生式，超声检测，软闭环

5、控制，路径规划，超声成像ABSTRACTUltrasonicnon。destructivetestingiScurrentlyoneoftheimportantmethodstotestintemaldefectsandplaysadecisiveroleinproductsqualitycontr01．Automaticultrasonictestingisafrontierresearchinultrasonicnon—destructivetesting．Generally,aspecialtest-bedwith

6、multi-DOFisneededtobedeveloped，whichcausingsomedisadvantagessuchaslongdevelopmentcycleandhighcost．Basedontheabovebackground，anewmethodofparasiticultrasonicautomatictestingispresentedinthisdissertation．Somekeytechniquesinsuchasmotioncomputer-controllingofNCmachine

7、，pathplanningofuItrasonictesting，ultrasonicsignalanalysisandprocessing，visualizationofultrasonictestinganddefectanalysisalgorithm，aresystematicallystudied．Theparasiticmotioncontrolmethodofultrasonicautomatictestingisstudied．ThecomputercontrolofNCmachinemotionisre

8、alizedthroughserialcommunication．AsolutioniSexecutedinordertoovercometheshortcomingsofCNCopen—loopcontrolforpositionfeedback：anexperimentisdesignedtodeterminem