Robot measuring head for automated Barkhausen Noise testing

• Autorzy: Garstka Tomasz , Kwapisz Marcin , Krakowiak Marlena , Sawicki Sylwester

Identyfikatory

DOI

10.15199/48.2024.10.32

Warianty tytułu

PL

Głowica pomiarowa robota dla zautomatyzowanych pomiarów szumu Barkhausena

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper presents the construction of a mechatronic measuring head of the magnetic Barkhausen noise for operating with the industrial robotic arm. It is designated to the automated multipoint investigations of residual stress state in the metal sheets and strips by the Barkhausen method. Thanks to used solutions of the shock-absorbing and fitting of the magnetization yoke, it can operate on non-flat surfaces with unknown profiles. All construction parts were manufactured using 3D printing.

PL

W artykule przedstawiono konstrukcję głowicy pomiarowej szumu Barkhausena do współpracy z ramieniem robota. Przeznaczona jest do zautomatyzowanych badań stanu naprężeń własnych w blachach i taśmach metodą Barkhausena. Dzięki rozwiązaniom amortyzacji i dopasowania jarzma magnesującego może pracować na niepłaskich powierzchniach o nieznanych profilach. Wszystkie części konstrukcyjne zostały wyprodukowane przy użyciu druku 3D.

Słowa kluczowe

EN

barkhausen noise; non-destructive testing; measuring head; robotization; 3d printing

PL

szum Barkhausena; badania nieniszczące; głowica pomiarowa; robotyzacja; druk 3D

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2024
• Tom: R. 100, nr 10
• Strony: 164--167
• Opis fizyczny: Bibliogr. 23 poz., rys.

Twórcy

autor

Garstka Tomasz

• Częstochowa University of Technology, Faculty of Production Engineering and Materials Technology, Department of Materials Science and Engineering, Al. Armii Krajowej 19, 42-200 Częstochowa

• https://orcid.org/0000-0002-0083-0210

autor

Kwapisz Marcin

• Częstochowa University of Technology, Faculty of Production Engineering and Materials Technology, Department of Materials Science and Engineering, Al. Armii Krajowej 19, 42-200 Częstochowa

• https://orcid.org/0000-0002-8534-1706

autor

Krakowiak Marlena

• Częstochowa University of Technology, Faculty of Production Engineering and Materials Technology, Department of Materials Science and Engineering, Al. Armii Krajowej 19, 42-200 Częstochowa

• https://orcid.org/0000-0003-2048-0083

autor

Sawicki Sylwester

• Częstochowa University of Technology, Faculty of Production Engineering and Materials Technology, Department of Materials Science and Engineering, Al. Armii Krajowej 19, 42-200 Częstochowa

• https://orcid.org/0000-0002-4659-8744

Bibliografia

• [1] Tabin J., Automatyzacja badań ultradźwiękowych, Hutnik, R.36, Nr 10, 1969
• [2] Foster, E.A.; Bolton, G.; Bernard, R.; McInnes, M.; McKnight, S.; Nicolson, E.; Loukas, C.; Vasilev, M.; Lines, D.; Mohseni, E.; et al. Automated Real-Time Eddy Current Array Inspection of Nuclear Assets. Sensors 2022, 22, 6036. https://doi.org/10.3390/s22166036
• [3] Fereshteh-Saniee, N.; Reynolds, N.; Norman, D.; Qian, C.; Armstrong, D.J.; Smith, P.; Kupke, R.; Williams, M.A.; Kendall, K. Quality Analysis of Weld-Line Defects in Carbon Fibre Reinforced Sheet Moulding Compounds by Automated Eddy Current Scanning. J. Manuf. Mater. Process. 2022, 6, 151. https://doi.org/10.3390/jmmp6060151
• [4] Tu Le Manh, José Alberto Pérez Benitez, José Hiram Espina Hernández, José Manuel Hallen López: Barkhausen Noise for Nondestructive Testing and Materials Characterization in Low- Carbon Steels, Woodhead Publishing, (2020), DOI:10.1016/C2018-0-00863-4
• [5] Jiles D. C.,Kiarie W.: An integrated model of magnetic hysteresis the magnetomechanical effect and the Barkhausen effect", IEEE Trans. Magn.,(2021), vol. 57
• [6] Anthony Moses , Stanisław Zurek , Sławomir Tumański , Philip Marketos , Harshad Patel: Korelacja między powierzchniowym polem magnetycznym a szumami Barkhausena w blachach o ziarnie zorientowanym, , Przegląd Elektrotechniczny, (2009), No 1, 111-114
• [7] Costa L .F. T, Gerhardt G. J. L, Missell F. P., De Campos M. F: Interpretation of magnetic Barkhausen noise bursts in low frequency measurements, Acta Physica Polonica A, (2019)Vol. 136, No.5
• [8] Santa-Aho S.et al.: Barkhausen Noise Probes and Modelling: A Review, Journal of Nondestructive Evaluation, (2019), No. 94, 1-11
• [9] https://www.stresstech.com/products/barkhausen-noiseequipment/ inline-robot-systems/
• [10] Karpuschewski B., Bleicher O., Beutner M.: Surface Integrity inspection on gears using Barkhausen noise analysis, Procedia Engineering 19 (2001), 162-171
• [11] Moen C.D., Igusa T., Schafer B.W.: Prediction of residual stresses and strains in cold-formed steel members, Thin- Walled Structures, Vol. 46, Iss. 11, 2008, 1274-1289,
• [12] Sebastian Mróz, Piotr Szota, Tomasz Garstka, Grzegorz Stradomski, Jakub Gróbarczyk, Radosław Gryczkowski, Selection of parameters of the preliminary roller straightener using FEM simulation, Conference materials, XIII Scientific Conference PLASTMET 2023, Rzeszów, 7-10 November 2023
• [13] Gauthier J., Krause T., Atherton D.: Measurement of residual stress in steel using, magnetic Barkhausen noise method, NDT&E International, (1998), Vol. 31, No. 1, 23-31
• [14] Ferreira da Silva S., Rodrigues Mansur T. R., Cruz J. R., Neto M. M.: The use of magnetic Barkhausen noise analysis for nondestructive determination of stresses in structural elements, (2007) International Nuclear Atlantic Conference, INAC 2007, Santos, SP, Brazil, September 30 to October 5, 2007
• [15] Jančárik V., Pal’a J.: Influence of lift off on Barkhausen noise parameters of construction stee, Journal of Electrical Engineering (2018), 69. 474-476. 10.2478/jee-2018-0079
• [16] Hidveghy J., Michel J., Bursak M., Residual Stress in Microalloyed Steel Sheet, Metalurgija, 42 (2) 103 (2003)
• [17] Zhang, H.; Wang, J.; Guo, C. Tool Frame Calibration for Robot-Assisted Ultrasonic Testing. Sensors (2023), 23, 8820.
• [18] Garstka T.: System pomiarowy do badań właściwości wyrobów stalowych z wykorzystaniem zjawiska Barkhausena, Pomiary Automatyka Robotyka, 12, (2008), nr 6, 58-61
• [19] Garstka T.: Comparison of the Results of the Barkhausen Noise Investigations Conducted with Using Various Designs of 7Sensor, Przegląd Elektrotechniczny, 93, (2017), nr 7, 27-30,
• [20] Kwapisz M.: Charakterystyka metod druku 3D, Inżynieria zarządzania. Cyfryzacja produkcji. Aktualności badawcze 1 (red.) KNOSALA Ryszard, Polskie Wydawnictwo Ekonomiczne, Warszawa, (2019), 67-74
• [21] Garstka T., Krakowiak M., Kwapisz M., Integrated measuring head for Barkhausen testing, Przegląd Elektrotechniczny, R. 98, Nr 11, 2022, 151-154
• [22] Kwapisz M., Bajor T., Krakowiak M.: Analysis of Strength Changes of PLA Samples Made in 3D Printing Technology, 28th International Conference on Metallurgy and Materials METAL 2019, Brno, Czechy 22 - 24 May (2019), TANGER Ltd.,1583-1588, DOI: 10.37904/metal.2019.963
• [23] Garstka T, Koczurkiewicz B, Golański G.: Diagnostic examination of P265GH boiler steel plate using the Barkhausen method, Advances in Material Sciences, (2010), nr 10, 81-92

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa nr POPUL/SP/0154/2024/02 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki II" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2025).