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对接焊缝超声波探伤机器人研究
资料介绍
在大型压力容器制造过程中，对接焊缝中存在的裂纹、未焊透、气孔、夹渣等缺陷，会直接影响到设备的安全运行和使用寿命，若焊缝缺陷处理不当，甚至导致严重的安全事故。因此，对对接焊缝进行超声波检测，是压力容器投入生产使用的必要环节。目前国内对大型压力容器对接焊缝超声波探伤主要采用人工作业方式，存在劳动强度大、效率低等缺陷。
本文为解决大型压力容器在对接焊缝超声检测人工作业中存在的问题，基于仿生原理和人机远程控制技术，以单片机为控制核心，研制一种能代替人工探伤操作的自动化程度高的超声波辅助探伤机器人。该机器人由机械本体和控制系统两部分组成。机械本体是机器人实现探伤的基础，由行走机构、滑轨机构、检测执行机构和驱动控制箱等组成。在满足探伤技术要求的前提下，设计的检测执行机构解决了超声波探头与被检测壁面探伤接触的问题。控制系统设计包括硬件和软件两方面。硬件采用上下级控制系统的结构设计，能够保证控制系统可靠运行，高效完成探伤任务。软件设计采用C语言编程，对上位机和下位机程序进行了设计。上位机程序设计，实现了控制系统的可视化，使人机交互和远程监控功能得到实现。下位机程序采用模块化设计方法，使程序得到了大大简化，实现了各个探伤执行功能。
利用虚拟样机技术，对超声波辅助探伤机器人进行了运动学仿真分析，验证了在给定速度情况下，探头覆盖率满足标准要求，并对机器人物理样机进行了安装调试，为进一步对结构和系统的改进优化奠定了基础。
该超声波辅助探伤机器人对于解决人工检测过程中存在的漏检问题，降低操作人员的劳动强度，提高检测效率和经济效益，具有非常重要的意义。
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