面向大型工件的機(jī)器人激光紅外無(wú)損檢測(cè)裝置及探損方法
【專利說(shuō)明】
[0001 ] 技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及一種面向大型工件的機(jī)器人激光紅外無(wú)損檢測(cè)裝置及探損方法。
[0002]【背景技術(shù)】:
為了保證大型設(shè)備的正常工作，大多設(shè)備的制造毛坯進(jìn)行無(wú)損檢測(cè)。對(duì)于風(fēng)電發(fā)電機(jī)葉片、大噸位船舶的甲板及其船體等大型工件，由于幾何尺寸較大且形狀各異，通常采用人工操作探傷機(jī)的作業(yè)方式，人工作業(yè)不僅效率低，檢測(cè)結(jié)果誤差較大。
[0003]機(jī)器人無(wú)損檢測(cè)技術(shù)被廣泛使用，但無(wú)損檢測(cè)機(jī)器人一般為基座固定的作業(yè)方式，難以完成大尺寸工件的一次檢測(cè)任務(wù)。
[0004]
【發(fā)明內(nèi)容】
:
本發(fā)明的目的是提供一種面向大型工件的機(jī)器人激光紅外無(wú)損檢測(cè)裝置及探損方法，解決了探損效率低的問(wèn)題。
[0005]上述的目的通過(guò)以下的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
一種面向大型工件的機(jī)器人激光紅外無(wú)損檢測(cè)裝置，其組成包括:運(yùn)動(dòng)裝置，所述的運(yùn)動(dòng)裝置與工業(yè)機(jī)器人連接，所述的工業(yè)機(jī)器人具有紅外探損面板，所述的紅外探損面板上安裝有激光加熱裝置、紅外熱成像裝置;所述的激光加熱裝置、所述的紅外熱成像裝置分別通過(guò)激光熱信號(hào)與被測(cè)工件連接，所述的紅外熱成像裝置通過(guò)電纜與數(shù)據(jù)處理裝置連接，所述的數(shù)據(jù)處理裝置安裝在所述的紅外探損面版上。
[0006]所述的面向大型工件的機(jī)器人激光紅外無(wú)損檢測(cè)裝置，所述的激光加熱裝置包括一組激光加熱單元，所述的激光加熱單元包括一組激光加熱微元，所述的加熱微元包括激光發(fā)射裝置，所述的激光發(fā)射裝置通過(guò)激光束與激光整形裝置連接，所述的激光整形裝置通過(guò)激光束與激光偏轉(zhuǎn)裝置連接，所述的激光偏轉(zhuǎn)裝置通過(guò)激光束與可更換鏡頭連接，所述的可更換鏡頭通過(guò)激光束與被測(cè)工件連接。
[0007]所述的面向大型工件的機(jī)器人激光紅外無(wú)損檢測(cè)裝置，所述的數(shù)據(jù)處理裝置包括數(shù)據(jù)壓縮裝置，所述的數(shù)據(jù)壓縮裝置通過(guò)電纜與無(wú)線發(fā)射裝置連接，所述的無(wú)線發(fā)射裝置通過(guò)無(wú)線信號(hào)與無(wú)線接收裝置連接，所述的無(wú)線接收裝置通過(guò)電纜與計(jì)算機(jī)連接。
[0008]所述的面向大型工件的機(jī)器人激光紅外無(wú)損檢測(cè)裝置，所述的運(yùn)動(dòng)裝置包括驅(qū)動(dòng)裝置，所述的驅(qū)動(dòng)裝置與絲杠連接，所述的絲杠安裝在移動(dòng)平臺(tái)上，所述的移動(dòng)平臺(tái)與機(jī)器人底座連接，所述的機(jī)器人底座通過(guò)轉(zhuǎn)軸與機(jī)械主臂連接，所述的機(jī)械主臂通過(guò)轉(zhuǎn)軸與機(jī)械副臂連接，所述的機(jī)械副臂與紅外探損面板連接。
[0009]所述的面向大型工件的機(jī)器人激光紅外無(wú)損檢測(cè)裝置，所述的紅外探損面板上具有距離傳感器。
[0010]—種利用權(quán)利要求1-5之一所述的面向大型工件的機(jī)器人激光紅外無(wú)損檢測(cè)裝置的探損方法，該方法包括如下步驟:
在進(jìn)行探損時(shí)，首先通過(guò)激光發(fā)射裝置發(fā)射激光束，激光束通過(guò)激光整形裝置整形，激光整形完成后由激光偏轉(zhuǎn)裝置改變條形激光束發(fā)射方向，并通過(guò)NC控制激光偏轉(zhuǎn)裝置的擺動(dòng)，同時(shí)可根據(jù)工件的大小更換合適型號(hào)的鏡頭，對(duì)條形激光束縮放，并將激光發(fā)射到被測(cè)元件上，激光加熱裝置其擺動(dòng)周期為激光單幀時(shí)長(zhǎng)，由一組激光加熱微元的單幀連續(xù)掃描加熱轉(zhuǎn)化為行頻連續(xù)掃描加熱，紅外熱像裝置同步進(jìn)行圖像數(shù)據(jù)采集;在第一行頻掃描加熱后在激光發(fā)射間歇期間，絲杠和驅(qū)動(dòng)裝置前行掃描加熱一行頻的距離，進(jìn)入第二行頻的掃描加熱，在第二行頻加熱時(shí)，激光偏轉(zhuǎn)裝置反向擺動(dòng)，紅外熱像裝置同步進(jìn)行全息圖像數(shù)據(jù)采集；
數(shù)據(jù)通過(guò)數(shù)據(jù)壓縮裝置將大量圖像數(shù)據(jù)預(yù)處理并壓縮，并通過(guò)無(wú)線發(fā)射裝置將數(shù)據(jù)信息無(wú)線傳輸，再通過(guò)無(wú)線接收裝置將壓縮數(shù)據(jù)接收并傳輸?shù)接?jì)算機(jī)，最后通過(guò)圖像數(shù)據(jù)處理軟件對(duì)全息圖像數(shù)據(jù)解壓、拼接、整理以及實(shí)時(shí)對(duì)比工件圖像，檢測(cè)出工件有無(wú)損傷，并準(zhǔn)確判斷工件損傷位置。
[0011]本發(fā)明的有益效果:
本發(fā)明包括激光加熱裝置和紅外熱像裝置，其對(duì)工件進(jìn)行加熱及全息圖像的獲取;數(shù)據(jù)處理單元包括數(shù)據(jù)壓縮裝置、無(wú)線發(fā)射裝置、無(wú)線接收裝置和計(jì)算機(jī)，其對(duì)獲取的全息圖像進(jìn)行壓縮、傳輸、解壓及圖形綜合處理。
[0012]本發(fā)明中激光加熱微元的合理布置及控制可實(shí)現(xiàn)對(duì)大型工件快速高效的加熱，再同過(guò)紅外熱像裝置獲取全息圖像，通過(guò)對(duì)圖像的實(shí)時(shí)處理，就可完成大型工件的無(wú)損檢測(cè)。
[0013]本發(fā)明加熱方式為激光加熱，工件材料的檢測(cè)范圍更寬;激光加熱微元可通過(guò)NC控制擺動(dòng)一定角度和工業(yè)機(jī)器人的移動(dòng)速度，實(shí)現(xiàn)仿形加熱，增強(qiáng)了設(shè)備的柔性，更適應(yīng)于工件檢測(cè);激光加熱微元通過(guò)整形裝置，將點(diǎn)狀激光整形為條形激光，并通過(guò)NC控制激光束擺動(dòng)裝置實(shí)現(xiàn)條形激光的橫向掃描，且掃描周期為一幀時(shí)長(zhǎng)，實(shí)現(xiàn)了工件的連續(xù)加熱使得工件加熱溫度更加均勻，檢測(cè)結(jié)果更加準(zhǔn)確;通過(guò)對(duì)激光加熱微元的精確控制，將幀頻加熱裝轉(zhuǎn)換為行頻加熱，同時(shí)保證了加熱的均勻，提高了加熱效率。
[0014]本發(fā)明通過(guò)該無(wú)損檢測(cè)裝置可準(zhǔn)確檢測(cè)大型工件是否存在大面積缺陷，并確定缺陷的位置和形狀;通過(guò)該無(wú)損檢測(cè)裝置的無(wú)線發(fā)射及接收裝置可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離的操作，不受數(shù)據(jù)傳輸所用電纜和工件幾何形狀大小的限制。
[0015]本發(fā)明端部裝有距離傳感器，保證無(wú)損檢測(cè)裝置與工件的距離保持恒定，有利于工件加熱的均勻和圖像數(shù)據(jù)采集;對(duì)于運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，采用絲杠螺母?jìng)鲃?dòng)，可實(shí)現(xiàn)機(jī)器人移動(dòng)速度和定位的精確控制，為準(zhǔn)確的檢測(cè)結(jié)果提供保證。
[0016]【附圖說(shuō)明】:
附圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]附圖2是本發(fā)明激光加熱微元的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]【具體實(shí)施方式】:
實(shí)施例1:
一種面向大型工件的機(jī)器人激光紅外無(wú)損檢測(cè)裝置，其組成包括:運(yùn)動(dòng)裝置，所述的運(yùn)動(dòng)裝置與工業(yè)機(jī)器人I連接，所述的工業(yè)機(jī)器人具有紅外探損面板2，所述的紅外探損面板上安裝有激光加熱裝置3、紅外熱成像裝置4;所述的激光加熱裝置、所述的紅外熱成像裝置分別通過(guò)激光熱信號(hào)與被測(cè)工件5連接，所述的紅外熱成像裝置通過(guò)電纜與數(shù)據(jù)處理裝置連接，所述的數(shù)據(jù)處理裝置安裝在所述的紅外探損面版上。
[0019]實(shí)施例2:
根據(jù)實(shí)施例1所述的面向大型工件的機(jī)器人激光紅外無(wú)損檢測(cè)裝置，所述的激光加熱裝置包括一組激光加熱單元，所述的激光加熱單元包括一組激光加熱微元，所述的激光加熱微元包括激光發(fā)射裝置7，所述的激光發(fā)射裝置通過(guò)激光束與激光整形裝置8連接，所述的激光整形裝置通過(guò)激光束與激光偏轉(zhuǎn)裝置連9接，所述的激光偏轉(zhuǎn)裝置通過(guò)激光束與可更換鏡頭10連接，所述的可更換鏡頭通過(guò)激光束與被測(cè)工件連接。
[0020]實(shí)施例3: