挤压棒材的机器人超声无损检测系统

禹 岳，李立鸿，钟 敏，边成亮，杨辰龙

(1.浙江大学 机械工程学院，杭州 310027；2.广东华兴换热设备有限公司，潮州 515000)

挤压加工技术是金属材料工业生产、新材料制备及加工的重要方法，具有高效、优质、低能耗等特点。金属材料经加热后，通过挤压可以生产出包括扁材、棒材、管材、线材及异型材等产品，也可以提供小规格的棒材、管材、型材的坯料[1]。

金属在挤压加工过程中，挤压工艺参数的选择、生产过程控制、原料质量、挤压模选择等因素会导致挤压产品出现各种缺陷。这些缺陷会导致挤压产品的力学性能降低，疲劳寿命低于合格产品的以及无法装配等问题，所以工厂需要对挤压产品进行缺陷检测。超声检测具有操作安全、缺陷定位准确、灵敏度高、成本低等特点，成为挤压产品缺陷检测的重要方法之一[2]。

1 挤压棒材超声检测的难点

虽然超声检测技术在金属加工领域已经得到了越来越广泛的应用，但是检测过程中仍然有很多难点需要解决，特别是在金属挤压制品的实际超声检测中，主要存在以下几个难点[3]:① 挤压棒材的规格多样性;② 挤压棒材缺陷类型的复杂性;③ 挤压棒材近表面缺陷识别难度较大;④ 生产环节中超声检测的检测效率与精度之间的矛盾;⑤ 手工检测时对操作人员有较高要求。

1.1 挤压棒材的规格多样性分析

随着金属挤压加工技术的发展，其挤压制品的应用范围越来越广，制品本身的形状尺寸多种多样。除了常见的圆形截面棒材外，还有矩形截面棒材、变厚度截面棒材和其他形状的型材。……