[发明专利]一种航空叶轮扩散焊立体界面的成像检测方法及其多轴自动扫查装置在审

专利信息
申请号: 201510881563.0 申请日: 2015-12-04
公开(公告)号: CN105572228A 公开(公告)日: 2016-05-11
发明(设计)人: 陆铭慧;张新菊;王运平;冯君伟;李杨杨;黄熠;罗雪峰;刘勋丰 申请(专利权)人: 南昌航空大学
主分类号: G01N29/06 分类号: G01N29/06;G01N29/265
代理公司: 南昌洪达专利事务所 36111 代理人: 刘凌峰
地址: 330063 江*** 国省代码: 江西;36
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摘要:
搜索关键词: 一种 航空 叶轮 扩散 立体 界面 成像 检测 方法 及其 自动 装置
【说明书】:

技术领域

发明涉及一种超声波检测方法和装置,具体涉及一种航空叶轮扩散焊立体界面 的成像检测方法及多轴自动扫查装置设计。

背景技术

航空发动机都是各个国家大力研发的高精尖航空部件,对航空发动机的叶轮叶片 精度、尺寸及整体质量要求越来越高。航空叶轮作为航空发动机的重要组成部分,越来越复 杂的一体式叶轮开始出现,这些航空叶轮通常存在叶片间隔较小、扭曲大、叶片厚度较薄等 特点。提高叶轮质量,乃至整个发动机系统的性能发挥重要作用。

目前还没有对航空叶轮扩散焊立体界面成套的检测方法、缺陷识别以及自动成像 检测装置,在此之前使用A扫进行检测,效率低、准确性不高、缺陷识别困难、对检测人员的 要求高。利用航空叶轮扩散焊立体界面成像检测自动装置,具有操作简单、准确性高、缺陷 易识别等优点,解决航空叶轮扩散焊立体界面的质量检测。

发明内容

为了解决上述的检测难点,本发明提供了一种航空叶轮扩散焊立体界面的成像检 测方法及多轴自动扫查装置设计。

一种航空叶轮扩散焊立体界面的成像检测方法,其特征在于方法步骤如下:

(1)根据带有未复合缺陷的样品的厚度、大小以及材质、衰减等选取合适的点聚焦水浸 式换能器(探头);

(2)根据叶轮的参数,其中包括叶轮盖板的倾斜角度调节探头的检测角度、根据叶片的 位置确定焊缝的区域,从而调节探头的检测范围(扫查范围);

(3)调节点聚焦水浸探头的焦距,保证足够的能量和一定声速范围能够覆盖所有焊缝, 保证不漏检;

(4)调节好探头的全部的参数之后,启动机械自动扫查装置,打开扫查软件,进行全波 列采集,记录并保存全部数据;

(5)扫查结束之后,通过软件提取出缺陷的特征信息,给出结论。

机械自动扫查装置主要包括内循环式滚珠丝杆、伺服电机、行星减速器、A轴伺服 电机通过传动机构带动行星减速器实现转动,B轴伺服电机带动内循环式滚珠丝杆实现Z轴 上下移动,C轴伺服电机带动内循环式滚珠丝杆实现Y轴左右移动,D轴伺服电机带动内循环 式滚珠丝杆实现X轴前后移动,E轴直接调解探头角度。

所述机械自动扫查有两种运动模式:直线运动和转动;直线传动选择内循环式滚 珠丝杆作为运动导轨。

航空叶轮的转动是整个超声波检测过程的重要环节,采用行星减速器,受力分散 且均匀,叶轮运动稳定,满足了数据采集所要求的稳定性,解决了影响超声波检测的外界干 扰。

由于叶轮盖板的厚度不均,为保证声束与焊接面垂直,经计算,应将换能器偏转1 度11分(即纵波入射角为1度11分,经过折射之后的纵波,传播方向会垂直于叶轮焊接面)。

运动方式的控制,为了保证声束时刻与焊接面垂直,固定探头不动,叶轮绕着母线 进行旋转一周。

旋转一圈之后,探头沿着盖板斜面向下平行移动1个毫米,然后重复上述运动方 式。软件的后处理,能对缺陷进行识别、定位定量。

本发明的优点是:解决了扩散焊接立体界面超声成像检测问题,设计出了一套自 动成像检测装置,提出了缺陷自动识别方法。本方法可以有效的检出扩散界面的未复合、扩 散不良缺陷以及盖板变形等问题。

附图说明

图1为本发明的被检测对象航空叶轮基座俯视图。

图2为本发明的被检测对象航空叶轮基座侧视图。

图3为本发明的航空叶轮自动成像检测装置示意图。

图4换能器三自由度机械装置主视图。

图5换能器三自由度机械装置左视图。

图6行星减速器的内部结构简图。

图7为本发明的航空叶轮检测软件主界面。

图8为本发明的航空叶轮试验测试图一。

图9为本发明的航空叶轮试验测试图二。

在图中,1:TH25-1310-SW-B10-1-JD模组(THK),2:CSSJ-02-01D、C模组垫板

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