曲面工件自动超声检测轨迹规划

doi:10.3901/JME.2022.24.041

机械工程学报 ›› 2022, Vol. 58 ›› Issue (24): 41-48.doi: 10.3901/JME.2022.24.041

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曲面工件自动超声检测轨迹规划

赵新玉¹, 李鹏飞¹, 段晓敏², 张斌³

1. 大连交通大学材料科学与工程学院大连 116028;
2. 大连交通大学理学院大连 116028;
3. 北京航空制造技术研究院北京 100024

收稿日期:2022-02-12 修回日期:2022-08-20 出版日期:2022-12-20 发布日期:2023-04-03
作者简介:赵新玉,男,1979年出生,博士,副教授,主要研究方向为焊接、检测技术与装备,发表学术论文50余篇。E-mail:xyz@djtu.edu.cn;李鹏飞,男,1996年出生。主要研究方向为自动化超声检测。E-mail:769524512@qq.com;段晓敏,女,1979年出生。博士,副教授,主要研究方向为信息几何及其应用。E-mail:dxmhope@djtu.edu.cn;张斌,男,1972年出生。主要研究方向为超声无损检测研究与检测系统研制。E-mail:2414378254@qq.com
基金资助:
国家重点研发计划（2016YFF0203000）和国家自然科学基金（61401058）资助项目。

Motion Planning of Curved Surface for Automatic Ultrasonic Testing

ZHAO Xinyu¹, LI Pengfei¹, DUAN Xiaomin², ZHANG Bin³

1. School of Material Science and Engineering, Dalian Jiaotong University, Dalian 116028;
2. School of Science, Dalian Jiaotong University, Dalian 116028;
3. AVIC Manufacturing Technology Institute, Beijing 100024

Received:2022-02-12 Revised:2022-08-20 Online:2022-12-20 Published:2023-04-03

摘要/Abstract

摘要： 航空发动机叶片是典型复杂曲面结构，为实现叶片的自动化超声检测，提出基于曲面点云数据重建的自动化检测轨迹规划方法，在此基础上实现7轴联动复杂曲面自动扫描成像。叶片点云采用线激光轮廓仪配合工件旋转轴自动扫描获取，数据拼接整理后采用数据拟合方法获得曲面轮廓方程，基于曲面上的曲线方程规划加减速扫描轨迹，进一步对各扫描轨迹点进行多轴运动分解，获得包括六轴机械手和工件旋转轴在内的各轴轨迹。实际检测试验表明，轨迹规划算法可以实现叶片自动扫描，获得清晰C扫描图像。

关键词: 航空发动机叶片, 六轴机械手, 轨迹规划, 超声检测

Abstract: Aeroengine blade is a typical complex surface. In order to realize automatic ultrasonic inspection on blades, an trajectory planning method based on surface point cloud data reconstruction was proposed for the automatic ultrasonic testing. Furthermore, an automatic scanning with seven-axis motion was realized the image this kind complex surface. The blade point cloud data are acquired using linear laser scan and two-axis motion. The surface contour equation is obtained by data fitting method, then acceleration and deceleration trajectory is planning based on the curve equation. An motion decomposition method including the six-axis manipulator and blade rotation axis is developed for each trace point. The actual inspection experiment shows that this path planning algorithm can obtain a clear C-scan image autocratically.

Key words: aeroengine blade, six-axis manipulator, trajectory planning, ultrasonic testing

中图分类号:

TB553

赵新玉, 李鹏飞, 段晓敏, 张斌. 曲面工件自动超声检测轨迹规划[J]. 机械工程学报, 2022, 58(24): 41-48.

ZHAO Xinyu, LI Pengfei, DUAN Xiaomin, ZHANG Bin. Motion Planning of Curved Surface for Automatic Ultrasonic Testing[J]. Journal of Mechanical Engineering, 2022, 58(24): 41-48.

参考文献

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