Published January 1991 | Version v1
Journal article

Compliance contact force control of robotic manipulator for ultrasonic testing

  • 1. Tokyo Univ. (Japan). Faculty of Engineering

Description

This paper describes an automatic compliance contact force control system of a robotic manipulator for ultrasonic testing. For a successful ultrasonic testing, a transducer has to be kept perfectly contacted with structural surface with an appropriate contact pressure. In this regard, an active contact force control has been adopted to a robotic ultrasonic testing system in combination with a passive compliance. To avoid the failure due to a conventional contact force control in ultrasonic testing, we have developed a new active contact force control system using a compliance equipped with a force detector. The present system was successfully applied to the ultrasonic testing of a simple test specimen. (author)

Availability note (English)

Available from DOI: https://doi.org/10.3327/jaesj.33.90

Abstract (Japanese)

原子力発電所の諸作業の自動化は重要な課題である。それに関連して、原子力発電所の安全に直接影響する検査作業を自動化するための非破壊検査用ロボット、移動式保守ロボット、走行型点検ロボットなどの開発が積極的に進められている。超音波探傷試験は、原子力発電所の非破壊検査の中でも特に重要な作業の1つである。著者らは、これまでコンプライアンス機構と適応制御を応用したロボットアームによる連続超音波探傷システムを開発してきた。著者らのこれまでのシステムの特徴は、高速に連続探傷する際、コンプライアンス機構によって超音波探触子を被検査体にッシブ、'(受動的)に完全接触させ、適応制御によって接触力をクティブ(能動的)に目標値に追従させることにより接触状態を安定化させるという点にある。同定作業を効率的に行うには、常にほぼ一定の強さの受信エコーを得ることが必要である。すなわち、探傷試験を行う前に、被検査体上で任意に選択した1点において、ある強さの受信エコーが得られる接触力を測定し、それを目標接触力として設定している。しかし、被検査体の表面状態や材質は部位によって異なり、また超音波探触子の種類あるいは超音波発振器の出力ゲインは探傷システムごとに異なるため、ある強さの受信エコーを得るために必要な接触力は部位や探傷システムにより大きく変化する。したがって、あらかじめ接触力を設定せず、被検査体の探傷点ごとに、得られた受信エコーの強さをフィードバックして接触力を決定する方がさらに良好な同定作業が行えると考えられる。このような観点から、本報では著者らが開発してきたコンプライアンス機構をベースにして、受信エコーとコンプライアンス機構の健全性を決定因子として接触力を自動決定し、信頼性の高い超音波探傷を行えるロボットアームの接触制御システムの開発を行なった。 (日本)

Additional details

Additional titles

Original title (Japanese)
コンプライアンス機構を用いた超音波探傷用ロボットアームの接触力制御

Identifiers

Publishing Information

Journal Title
Nippon Genshiryoku Gakkai-Shi
Journal Volume
33
Journal Issue
1
Journal Page Range
p. 90-95
ISSN
0004-7120

Optional Information

Notes
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