本发明超声非接触扫描测厚中耦合间隙自适应调整方法属于超声检测技术领域，涉及一种超声非接触扫描测厚中耦合间隙自适应调整方法。该方法中，沿测量方向在超声传感器两侧各安装一个涡流传感器，并通过坐标转换将各个传感器的测量坐标系统一到基准坐标系，由涡流传感器预先到达待测点获取的探路测量数据为后续耦合状态判别、调整量计算以及调整路径生成提供了数据基础。根据耦合间隙阈值范围、各个传感器之间及其与工件之间的几何关系建立了耦合间隙状态判别模型，实现对测厚过程中的耦合间隙状态实时、有效判别。该方法保证了超声非接触扫描测厚中超声测厚装置与工件表面的最佳耦合效果，进而保证了测厚结果的精度和稳定性。
1.一种超声非接触扫描测厚耦合间隙自适应调整方法，其特征是：该方法首先沿测量方向在非接触式超声测厚装置的超声传感器两侧各安装一个涡流传感器用于探路测量，并将测厚装置整体安装于机床主轴；接下来，通过坐标转换将各个传感器的测量值统一转换到基准坐标系下便于后续数据处理；然后，根据耦合间隙阈值范围、各个传感器之间及其与工件之间的几何关系建立耦合间隙状态判别模型；最后，在固定Y轴坐标，沿+X轴方向扫描测量过程中实时判别涡流传感器当前测点是否为“调整点”，若判定当前测点为调整点Pi，则自调整点Pi沿-X轴方向撷取m-1个测点构成测点集Pi＝{pij,pi,j∈[1,m-1]}，基于其对应的坐标集Pi′＝{(xij,y,zij),(xi,y,zi),j∈[1,m-1]}及测距集计算调整点Pi处的调整值ΔZi，并生成指导超声传感器根据变形后的工件的局部几何面型自适应地运动至调整点Pi的平滑调整路径，实现耦合间隙在适当阈值范围内稳定地自适应调整；超声非接触扫描测厚耦合间隙自适应调整方法的具体步骤如下：第一步，组装超声非接触扫描测厚装置
组装非接触式超声测厚装置(1)，将超声传感器(1.3)安装于下法兰(1.2)中心，超声传感器(1.3)轴线与下法兰(1.2)轴线重合；喷液器(1.4)套装于超声传感器(1.3)，喷液器(1.4)轴线与超声传感器(1.3)轴线重合并与下法兰(1.2)通过螺纹连接；第一涡流传感器(1.5)和第二涡流传感器(1.6)分别安装于下法兰(1.2)，第一涡流传感器(1.5)的轴线和第二涡流传感器(1.6)的轴线沿测量方向等距离分布于超声传感器(1.3)的轴线两侧，且三者在XOZ面相互共面平行；下法兰(1.2)与上法兰(1.1)通过螺杆(1.7)连接，下法兰(1.2)轴线上法兰(1.1)轴线重合；上法兰(1.1)上方沿轴线设有夹持柱(1.1a)，通过刀柄将超声测厚装置(1)整体安装在机床主轴上；
分别建立机床坐标系O-XYZ，传感器测量坐标系os-xsyszs，机器坐标系om-xmymzm以及基准坐标系o-xyz，各坐标系的三个坐标轴方向分别与机床上相应的三个运动轴方向保持一致；其中，机床坐标系原点O位于机床上某一运动轴上的光栅尺零位；传感器测量坐标系原点os位于传感器上测量值为0的点；机器坐标系原点om位于数控机床回零状态下，即各运动轴光栅尺均处于零位，传感器上测量值为0的点；基准坐标系原点o位于设置于机床工作台上的基准块上表面中心；
按公式(1)将各个传感器的测量值依次由传感器测量坐标系os-xsyszs转换至机器坐标系om-xmymzm再转换至基准坐标系o-xyz；
式中，(xs,ys,zs)T为传感器在os-xsyszs坐标系中的测量值，设传感器信号束中心线在os-xsyszs坐标系中的单位方向向量为l，m，n，测距即传感器测距示数为d，则(xs,ys,zs)T＝(ld,md,nd)T；R1，T1分别为传感器测量坐标系os-xsyszs相对机器坐标系om-xmymzm的旋转矩阵和平移矩阵；R2，T2分别为机器坐标系om-xmymzm相对基准坐标系o-xyz的旋转矩阵和平移矩阵；由于各坐标系的对应坐标轴之间相互平行且方向一致，故记录第一涡流传感器(1.5)的示数为零时的机床坐标(0,0,z1)，记为机器坐标系om-xmymzm的原点om，同时得到第一涡流传感器(1.5)测量坐标系os-xsyszs相对机器坐标系om-xmymzm的平移矩阵T1＝(0,0,z1)；在机器坐标系om-xmymzm下使用传感器对基准块上表面进行测量，并将获得的测量数据拟合成平面，设求得该平面中心坐标为 则第三步，判别耦合间隙状态
上位机测控系统控制机床主轴装载非接触式超声测厚装置(1)自测量起点，固定Y轴坐标，匀速沿+X轴方向作扫描测量运动，扫描测量过程中，按公式(3)实时判断第一涡流传感器(1.5)当前测点是否为“调整点”，式中，H为第一涡流传感器(1.5)底面中心与喷液器(1.4)底面中心的相对距离，[Dumin,Dumax]为耦合间隙阈值范围，De为第一涡流传感器(1.5)底面中心与工件(2)表面测点的相对距离，ΔZi为超声测厚装置(1)第i次沿Z轴调整的偏移量，沿Z轴向上移动时ΔZi取正值，反之则反；
若公式(3)成立，当前测点则为“非调整点”，否则为“调整点”；
若判定当前测点为调整点pi，其坐标(xi,y,zi)、测距Dei，自点pi沿-X轴方向撷取m-1个测点构成测点集Pi＝{pij,pi,j∈[1,m-1]}，其对应的坐标集Pi′＝{(xij,y,zij),(xi,y,zi),j∈[1,m-1]}，其对应的测距集 按公式(4)确定撷取测点的个数，其中，L为第一涡流传感器(1.5)与超声传感器(1.3)轴线间距，Δt为第一涡流传感器(1.5)采样间隔；将测距集 中元素自小至大排序得到有序测距集 按公式(5)计算有序测距集 中各元素的数据密度估计，
其中，k为最邻近数，KNN(dj)为数据dj的k个最邻近数据构成的数据集，djt为数据dj的第t个最邻近数据，dtk为数据dt的第k个最邻近数据；第i测距集 中数据密度估计最大测距记为第i数据密度估计最大测距，按公式(6)计算第i数据密度估计最大测距 对应的测点记为第i数据密度估计最大测点piUmax，其坐标(xiUmax,y,ziUmax)，第i调整点Pi处的调整值记为第i调整值ΔZi，按公式(7)计算，第五步，自适应调整路径生成以自第i数据密度估计最大测点piUmax至第i调整点Pi构成的测点集 对
应的坐标集Ωi′＝{(xiUmax,y,ziUmax),...,(xi,y,zi)}中的各z坐标均与第i调整点Pi处的调整值ΔZi相加后得到的坐标集Ωi″＝{(xl,y,zl),l∈[1,n]}中的坐标为节点，按如下移动最小二乘拟合函数生成指导超声传感器1.3自第i数据密度估计最大测点piUmax至第i调整点Pi的自适应调整路径，其中，
其中，n为待拟合点x紧支撑域内的影响节点数，xl为待拟合点x的影响节点，w(x-xl)为影响节点xl的紧支撑权函数，选取如下三次样条权函数，其中，
其中，r为紧支撑域半径，设节点以步长h均匀分布，r取为2.5h；
f＝[z1,z2,...,zl,...,zn)] (14)
若第i+1调整点pi+1的前m-1个测点包含第i调整点pi，则将自第i调整点pi至第i+1调整点pi+1构成的测点集记第为i+1测点集Pi+1＝{pi,...,pi+1}，在其中寻取第i+1概率密度估计最大测点pi+1Umax，并按上述方法计算第i+1调整值ΔZi+1及生成指导超声传感器(1.3)自第i+1概率密度估计最大测点pi+1Umax至第i+1调整点pi+1的自适应调整路径，若固定Y轴坐标，沿-X轴方向进行超声非接触扫描测厚，则用第二涡流传感器(1.6)代替第一涡流传感器(1.5)进行探路测量。
超声非接触扫描测厚中耦合间隙自适应调整方法
技术领域
[0001] 本发明属于超声检测技术领域，特别涉及一种超声非接触扫描测厚中耦合间隙自适应调整方法。
背景技术
[0002] 大型薄壁件是航空航天重大装备上的一类典型零件，其对加工剩余壁厚精度要求较高，在机测量其剩余壁厚分布状态是实施零件加工目标曲面再设计的核心工艺环节。将超声测厚装置集成至数控机床，通过机床主轴装载超声测厚装置进行测量运动，可以实现对大型薄壁件的超声在机自动测厚。非接触式超声测厚方法因其具有非接触无损检测、适应高速扫描运动等特点，较好地弥补了逐点接触式超声测厚方法接触力调控难、测量效率低等不足，更加适用于大型薄壁件的精密、高效在机测厚。然而，由于大型薄壁件尺寸大、刚度低，对其进行在机测厚过程中极易因装夹等受力产生变形，这种不可预知的变形导致超声测厚装置与被测工件表面的耦合间隙难以在适当的阈值范围内保持稳定。耦合间隙过大，回波信号多分量耦合，导致测厚结果不可信；耦合间隙过小，可能划擦甚至碰撞工件表面，不仅损伤设备和工件，还具有安全隐患。因此，控制超声测厚装置在实际测量过程中根据变形后的被测工件真实几何面型自适应地调整耦合间隙，使之在适当的阈值范围内保持稳定，对于实现超声测厚装置与工件表面的最佳耦合效果，进而保证测厚结果的精度和稳定性至关重要。超声非接触扫描测厚耦合间隙自适应调整的关键问题是：有效判别耦合间隙状态、计算适当的调整值、生成平滑的自适应调整路径。
[0003] 2014年，大连理工大学在发明专利CN201410182459中公开了“一种喷流液浸超声检测方法和喷液器”，通过优化设计喷液器结构有效解决了喷流液浸超声检测过程中耦合剂流动状态与流速协调控制难题。2016年，中国科学院沈阳计算机技术研究所有限公司在发明专利CN108072698A中公开了“一种水浸超声探伤系统及方法”，在工控机中设置超声波检测参数及运动指令并输出给运动控制模块和运动执行机构，实现自动扫描超声检测。
[0004] 然而，上述发明均未述及非接触式超声检测过程中耦合间隙自适应调整难题。
发明内容
[0005] 本发明主要解决的技术难题是克服现有方法不足，面向大型薄壁件精密、高效在机测厚需要，针对超声非接触扫描测厚过程中由于工件变形引起的超声测厚装置与被测工件表面耦合间隙难以在适当的阈值范围内保持稳定难题，发明了一种超声非接触扫描测厚耦合间隙自适应调整方法。沿测量方向在超声传感器两侧各安装一个涡流传感器，并通过坐标转换将各个传感器的测量坐标系统一到基准坐标系，由涡流传感器预先到达待测点获取的探路测量数据，为后续耦合状态判别，调整量计算以及调整路径生成提供了数据基础。根据耦合间隙阈值范围，各个传感器之间及其与工件之间的几何关系建立了耦合间隙状态判别模型，实现对测厚过程中的耦合间隙状态实时、有效判别。基于已测数据密度估计确定调整值，实现在满足调整后的耦合间隙处于阈值范围内的前提下，后续调整次数尽可能少以及后续每一次调整值尽可能小；采用移动最小二乘方法生成自适应调整路径，实现平滑而准确的自适应调整。
[0006] 本发明采用的技术方案是一种超声非接触扫描测厚耦合间隙自适应调整方法，其特征是：该方法首先沿测量方向在非接触式超声测厚装置的超声传感器两侧各安装一个涡流传感器用于探路测量，并将测量装置整体安装于机床主轴上；再通过坐标转换将各个传感器的测量值统一转换到基准坐标系下便于后续数据处理；然后，根据耦合间隙阈值范围、各个传感器之间及其与工件之间的几何关系建立耦合间隙状态判别模型；最后，在固定Y轴坐标，沿+X轴方向扫描测量过程中，实时判别涡流传感器当前测点是否为“调整点”，若判定当前测点为调整点Pi，则自调整点Pi沿-X轴方向撷取m-1个测点构成测点集Pi＝{pij,pi,j∈[1,m-1]}，基于其对应的坐标集Pi′＝{(xij,y,zij),(xi,y,zi),j∈[1,m-1]}及测距集计算调整点Pi处的调整值ΔZi，并生成指导超声传感器根据变形后的工件的局部几何面型，自适应地运动至调整点Pi的平滑调整路径，实现耦合间隙在适当阈值范围内稳定地自适应调整。
[0007] 超声非接触扫描测厚耦合间隙自适应调整方法的具体步骤如下：
[0008] 第一步，组装非接触式超声测厚装置
[0009] 组装非接触式超声测厚装置1，将超声传感器1.3安装于下法兰1.2中心，超声传感器1.3轴线与下法兰1.2轴线重合；喷液器1.4套装于超声传感器1.3，喷液器1.4轴线与超声传感器1.3轴线重合并与下法兰1.2通过螺纹连接；第一涡流传感器1.5和第二涡流传感器1.6分别安装于下法兰1.2，第一涡流传感器1.5的轴线和第二涡流传感器1.6的轴线沿测量方向等距离分布于超声传感器1.3的轴线两侧，且三者在XOZ面相互共面平行；下法兰1.2与上法兰1.1通过螺杆1.7连接，下法兰1.2轴线上法兰1.1轴线重合；上法兰1.1上方沿轴线设有夹持柱1.1a，通过刀柄将超声测厚装置1整体安装于机床主轴上；
[0010] 第二步，坐标转换
[0011] 分别建立机床坐标系O-XYZ，传感器测量坐标系os-xsyszs，机器坐标系om-xmymzm以及基准坐标系o-xyz，各坐标系的三个坐标轴方向分别与机床上相应的三个运动轴方向保持一致；其中，机床坐标系原点O位于机床上某一运动轴(如Y运动轴)上的光栅尺零位；传感器测量坐标系原点os位于传感器上测量值为0的点；机器坐标系原点om位于数控机床回零状态下(各运动轴光栅尺均处于零位)传感器上测量值为0的点；基准坐标系原点o位于设置于机床工作台上的基准块上表面中心；
[0012] 按公式(1)将各个传感器的测量值依次由传感器测量坐标系os-xsyszs转换至机器坐标系om-xmymzm再转换至基准坐标系o-xyz，
[0013]
[0014] 式中，(xs,ys,zs)T为传感器在os-xsyszs坐标系中的测量值，设传感器信号束中心线在os-xsyszs坐标系中的单位方向向量为l，m，n，测距(传感器测距示数)为d，则(xs,ys,zs)T＝(ld,md,nd)T；R1，T1分别为传感器测量坐标系os-xsyszs相对机器坐标系om-xmymzm的旋转矩阵和平移矩阵；R2，T2分别为机器坐标系om-xmymzm相对基准坐标系o-xyz的旋转矩阵和平移矩阵；由于各坐标系的对应坐标轴之间相互平行且方向一致，故，
[0015]
[0016] 记录第一涡流传感器1.5的示数为零时的机床坐标(0,0,z1)，记为机器坐标系om-xmymzm的原点om，同时得到第一涡流传感器1.5测量坐标系os-xsyszs相对机器坐标系om-xmymzm的平移矩阵T1＝(0,0,z1)；在机器坐标系om-xmymzm下使用传感器对基准块上表面进行测量，并将获得的测量数据拟合成平面，设求得该平面中心坐标为 则
[0017] 第三步，耦合间隙状态判别
[0018] 上位机测控系统控制机床主轴装载非接触式超声测厚装置自测量起点，固定Y轴坐标，匀速沿+X轴方向作扫描测量运动，扫描测量过程中，按如下模型实时判断第一涡流传感器1.5当前测点是否为“调整点”；
[0019]
[0020] 式中，H为第一涡流传感器1.5底面中心与喷液器1.4底面中心的相对距离，[Dumin,Dumax]为耦合间隙阈值范围，De为第一涡流传感器1.5底面中心与工件2表面测点的相对距离，ΔZi为超声测厚装置1第i次沿Z轴调整的偏移量，沿Z轴向上移动时ΔZi取正值，反之则反；若公式(3)成立，当前测点则为“非调整点”，否则为“调整点”。
[0021] 第四步，计算调整值
[0022] 若判定当前测点为调整点pi，其坐标(xi,y,zi)、测距Dei，自点pi沿-X轴方向撷取m-1个测点构成测点集Pi＝{pij,pi,j∈[1,m-1]}，其对应的坐标集Pi′＝{(xij,y,zij),(xi,y,zi),j∈[1,m-1]}，其对应的测距集 按公式(4)确定撷取测点的
个数，
[0023]
[0024] 其中，L为第一涡流传感器1.5探路测量距离(第一涡流传感器1.5与超声传感器1.3轴线间距)，Δt为第一涡流传感器1.5采样间隔。将测距集 中元素自小至大排序得到有序测距集 按公式(5)计算有序测距集 中各元素的数据密度估
计，
[0025]
[0026] 其中，k为最邻近数，KNN(dj)为数据dj的k个最邻近数据构成的数据集，djt为数据dj的第t个最邻近数据，dtk为数据dt的第k个最邻近数据；第i测距集 中数据密度估计最大测距记为第i数据密度估计最大测距，按公式(6)计算
[0027]
[0028] 第i数据密度估计最大测距 对应的测点记为第i数据密度估计最大测点piUmax，其坐标 第i调整点Pi处的调整值记为第i调整值ΔZi，按公式(7)计算，
[0029]
[0030] 第五步，自适应调整路径生成
[0031] 以自第i数据密度估计最大测点piUmax至第i调整点Pi构成的测点集Ωi＝{piUmax,...,pi}对应的坐标集Ωi′＝{(xiUmax,y,ziUmax),...,(xi,y,zi)}中的各z坐标均与第i调整点Pi处的调整值ΔZi相加后得到的坐标集Ωi″＝{(xl,y,zl),l∈[1,n]}中的坐标为节点，按如下移动最小二乘拟合函数生成指导超声传感器1.3自第i数据密度估计最大测点piUmax至第i调整点Pi的自适应调整路径，
[0032]
[0033] 其中，
[0034] pT(x)＝[1,x,x2] (9)
[0035] 为选取的二次基函数，
[0036]
[0037] 其中，n为待拟合点x紧支撑域内的影响节点数，xl为待拟合点x的影响节点，w(x-xl)为影响节点xl的紧支撑权函数，选取如下三次样条权函数，
[0038]
[0039] 其中，
[0040]
[0041] 其中，r为紧支撑域半径，设节点以步长h均匀分布，r取为2.5h；
[0042]
[0043] f＝[z1,z2,...,zl,...,zn)]T (14)
[0044] 其中，zl为影响节点xl对应的z坐标值。
[0045] 若第i+1调整点pi+1的前m-1个测点包含第i调整点pi，则将自第i调整点pi至第i+1调整点pi+1构成的测点集记第为i+1测点集Pi+1＝{pi,...,pi+1}，在其中寻取第i+1概率密度估计最大测点pi+1Umax，并按上述方法计算第i+1调整值ΔZi+1及生成指导超声传感器1.3自第i+1概率密度估计最大测点pi+1Umax至第i+1调整点pi+1的自适应调整路径。若固定Y轴坐标，沿-X轴方向进行超声非接触扫描测厚，则用第二涡流传感器1.6代替第一涡流传感器1.5进行探路测量。
[0046] 本发明的有益效果是：在超声非接触扫描测厚过程中，基于涡流传感器预先到达待测点获取的探路测量数据，实时判别耦合间隙状态，实现对测厚过程中的耦合间隙状态实时、有效判别。基于已测数据密度估计确定调整值，实现在满足调整后的耦合间隙处于阈值范围内的前提下，后续调整次数尽可能少以及后续每一次调整值尽可能小。根据变形后的被测工件真实几何面型自适应地调整耦合间隙，在适当的阈值范围内保持稳定，实现了超声测厚装置与工件表面的最佳耦合效果，进而保证了测厚结果的精度和稳定性。
附图说明
[0047] 附图1-超声非接触扫描测厚中耦合间隙自适应调整示意图，其中1-超声测厚装置，1.1-上法兰，1.1a-夹持柱，1.2-下法兰，1.3-超声传感器，1.4-喷液器，1.5-第一涡流传感器，1.6-第二涡流传感器，1.7-螺杆，2-被测工件，3-超声传感器1.3自测点p1Umax至调整点p1的自适应调整路径，4-超声传感器1.3自测点p2Umax至调整点p2的自适应调整路径，L-第一涡流传感器1.5的探路测量距离，H-第一涡流传感器1.5底面与喷液器1.4底面间距，ΔZ1-超声传感器1.3在调整点p1处的调整值，ΔZ2-超声传感器1.3在调整点p2处的调整值，+X、+Y、+Z-机床X、Y、Z运动轴正方向。
[0048] 附图2-超声非接触扫描测厚中耦合间隙自适应调整流程图。
具体实施方式
[0049] 结合附图和技术方案详细说明本发明的实施方式，
[0050] 附图1是超声非接触扫描测厚中耦合间隙自适应调整示意图，其中，
[0051] 被测工件2为大型壁板，尺寸4950mm×2500mm，一侧具有菱形网格特征，另一侧为平面；使用体积浓度10％的微乳化切削液作为耦合剂，采用喷流液浸耦合方式；超声传感器1.3中心频率10MHz；超声测厚采样间隔100ms，涡流测距采样间隔50ms，扫描测量速度
600mm/min；实验测定耦合间隙阈值范围[2mm,6mm]，第一、第二涡流传感器1.5、1.6底面与喷液器1.4底面距离6mm，第一、第二涡流传感器1.5、1.6涡流传感器探路测量距离50mm。
[0052] 附图2是超声非接触扫描测厚中耦合间隙自适应调整流程图，方法的具体步骤如下：
[0053] 第一步，组装超声非接触扫描测厚装置。
[0054] 首先，将超声传感器1.3安装于下法兰1.2中心，通过信号线与专用超声信号卡相连；接着，将喷液器1.4套装超声传感器1.3安装于下法兰1.2中心，通过导管接入耦合剂循环系统；接着，将第一、第二涡流传感器1.5、1.6分别安装于下法兰1.2，分别通过信号线接入PLC模块；然后，通过螺杆1.7将下法兰1.2与上法兰1.1连接；最后，将上法兰1.1的夹持柱1.1a安装于刀柄，通过刀柄将超声测厚装置1整体安装于机床主轴。
[0055] 第二步，坐标转换。
[0056] 以第一涡流传感器1.5的坐标转换为例，介绍将传感器的测量值由测量坐标系os-xsyszs转换至基准坐标系o-xyz的过程：首先，控制机床回零(各运动轴光栅尺均处于零位)，记为机床坐标系O-XYZ的原点O；接着，控制机床主轴装载超声测厚装置1沿Z坐标轴方向上下移动，记录第一涡流传感器1.5的示数为零时的机床坐标(0,0,z1)，记为机器坐标系om-xmymzm的原点om，同时得到第一涡流传感器1.5测量坐标系os-xsyszs相对机器坐标系om-xmymzm的平移矩阵T1＝(0,0,z1)；然后，控制机床主轴装载超声测厚装置1使用第一涡流传感器1.5在机器坐标系om-xmymzm下对精密工装于机床工作台的基准块上表面进行扫描测量，并将获得的测量数据拟合成平面，求得该平面中心坐标记为(xm1,ym1,zm1)，则得机器坐标系om-xmymzm相对基准坐标系o-xyz的平移矩阵T2＝(-xm1,-ym1,-zm1)T；最后，由公式(1)将第一涡流传感器1.5在测量坐标系os-xsyszs测量值转换至基准坐标系o-xyz。超声传感器1.3及第二涡流传感器1.6的坐标转换过程同上。
[0057] 第三步，测量就位。
[0058] 首先，将被测工件2装夹于机床工作台；然后，控制机床主轴装载超声测厚装置1运动至预设测量起点上方，开启耦合剂循环系统液压泵，通过观测回波信号状态调节耦合剂流量至50mL/s及超声测厚装置1喷液器1.4底面与待测工件2表面的耦合间隙至3mm，完成测量就位。
[0059] 第四步，超声非接触扫描测厚中耦合间隙自适应调整。
[0060] 上位机测控系统控制机床主轴装载超声测厚装置1自测量起点，固定Y轴坐标，沿+X轴方向对被测工件2进行非接触扫描测厚过程中，按公式(3)实时判别第一涡流传感器1.5的当前测点是否为“调整点”，若判别当前测点为第1个调整点p1，首先，自调整点p1沿-X轴方向撷取49个测点构成测点集P1＝{p1j,p1,j∈[1,49]}，其对应的坐标集P′1＝{(x1j,y,z1j),(x1,y,z1),j∈[1,49]}，其对应的测距集 接着，将测距集 中元素自小至大排序得到有序测距集 按公式(5)计算有序测距集 中各
元素的数据密度估计；然后，按公式(6)计算测距集 中数据密度估计最大测距 并寻取其对应的测点piUmax及坐标(x1Umax,y,z1Umax)，按公式(7)计算第1个调整点p1处的调整值ΔZ1；最后，将测点集Ωi＝{p1Umax,...,p1}对应的坐标集Ω1′＝{(x1Umax,y,z1Umax),...,(x1,y,z1)}中的各z坐标均与调整值ΔZ1相加后得到的坐标集记为P″1＝{(xl,y,zl),l∈[1,n]}，以此坐标集中的坐标为节点按公式(8)生成超声传感器1.3自测点p1Umax至调整点p1的自适应调整路径3。若下一调整点p2的前49个测点包含第一个调整点p1，则在测点集P2＝{p1,...,p2}中寻找数据密度估计最大的测距 对应的测点p2Umax，并按上述方法计算调整点p2处的调整值ΔZ2及生成指导超声传感器1.3自测点p2Umax至调整点p2的自适应调整路径4。
[0061] 本发明可以实现在超声非接触扫描测厚过程中控制超声测厚装置，根据变形后的被测工件真实几何面型自适应地调整耦合间隙，在适当的阈值范围内保持稳定，保证了超声测厚装置与工件表面的最佳耦合效果，进而保证了测厚结果的精度和稳定性。
