一種裂紋自動跟蹤系統及跟蹤方法技術方案

本發明專利技術涉及一種裂紋自動跟蹤系統，特別涉及一種對金屬材料表面產生裂紋的自動跟蹤系統及跟蹤方法。本發明專利技術利用安裝在由計算機控制的組合機械手上的檢測線圈檢測裂紋，由計算機根據檢測線圈所反饋的信號，判斷檢測路徑上是否存在裂紋，并根據檢測信息進行掃描、擴展以及延長檢測，使檢測線圈始終指示著裂紋的尖端，實現對金屬表面的裂紋擴展進行自動跟蹤。本發明專利技術裂紋自動更總方法使渦流檢測不再局限于對靜態裂紋的檢測，為科研人員提供可靠的檢測數據，在具有一定危險性的動態裂紋監測中，裂紋的檢測可以由機器自動完成，保護人員安全。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種裂紋自動跟蹤系統，特別涉及一種對金屬材料表面產生裂紋的自 動跟蹤系統及跟蹤方法。
技術介紹
目前對金屬材料及零部件表面的裂紋檢測，渦流檢測是常用的無損檢測手段之 一，這種檢測具有靈敏度高等優點。但是，目前渦流檢測主要是人工檢測，檢測人員手持探 頭檢測裂紋，針對的只是靜態裂紋。隨著科研人員對處于擴展中裂紋的監測要求越來越高， 這種由人工進行的靜態裂紋檢測已經無法滿足要求。
技術實現思路
本專利技術的目的是針對現有技術存在的不足，提供一種對金屬表面處于擴展狀態 的裂紋進行自動跟蹤的系統。另外，本專利技術還提供一種裂紋自動跟蹤方法。本專利技術的技術方案是一種裂紋自動跟蹤系統，其特征在于，包括計算機，機械手 控制器，組合機械手，檢測線圈，渦流探傷儀，數字采集卡，其中，該計算機分別與機械手控 制器和數字采集卡相連，機械手控制器與組合機械手，渦流探傷儀與檢測線圈相連并經數 字采集卡后連接計算機，檢測線圈通過按照在組合機械手上。渦流探傷儀與數字采集卡之 間還設置有觸發器。機械手控制器通過連接器與計算機相連，該連接器為接口轉換器。監 測線圈通過帶有安裝孔的夾具安裝在組合機械手上。一種裂紋自動跟蹤方法，其利用安裝在由計算機控制的組合機械手上的檢測線圈 檢測裂紋，由計算機根據檢測線圈所反饋的信號，判斷檢測路徑上是否存在裂紋，并根據檢 測信息進行掃描、擴展以及延長檢測，使檢測線圈始終指示著裂紋的尖端，實現對金屬表面 的裂紋擴展進行自動跟蹤。所述的裂紋自動跟蹤方法，其具體步驟如下步驟一確定檢測區域及起始檢測點根據經驗，初步確定需要檢測的區域，并設定起始檢測點，計算機控制組合機械手 自動將檢測線圈移動到待檢區域的起始點；步驟二 裂紋掃描檢測計算機控制組合機械手使檢測線圈在垂直于裂紋擴展方向做檢測，當檢測線圈的檢測路徑通過裂紋，渦流探傷儀就會產生缺陷信號，沒有裂紋探傷 儀不產生缺陷信號；步驟三裂紋擴展檢測如果計算機采集到渦流探傷儀產生的缺陷信號，控制組合機械手向裂紋擴展的方 向移動一段距離，重復步驟二進行裂紋掃描檢測；步驟四裂紋延時檢測如果渦流探傷儀沒有產生缺陷信號，過一段時間重復步驟二進行裂紋掃描檢測， 時間長度預先設置；步驟五檢測結束滿足檢測結束條件時系統停止檢測。所述的裂紋自動跟蹤方法，步驟I中起始檢測點的確定流程，具體過程如下子步驟1.1 :搭建裂紋自動跟蹤系統并初始化搭建裂紋自動跟蹤系統后，使用者開啟探傷儀并且根據材料設定好探傷儀7，啟動 計算機1，計算機I啟動后初始化與連接器2和數字采集卡5的接口，如果接口初始化正確 進行子步驟2，如果接口初始化不正確計算機I顯示接口錯誤信息，并進行重新初始化；子步驟1. 2 :初始化組合機械手和數字采集卡啟動機械手控制器3，并檢查與組合機械手4的連接是否正常，將檢查結果發送到 計算機I，計算機I在接收到檢查信息后，如果信息表明連接不正常，計算機I將該錯誤信息 顯示給使用者，并有使用者進行進一步檢查，如果信息表明連接正常，計算機I通過連接器2和機械手控制器3發送初始化指 令給組合機械手4，組合機械手4在初始化完成后會返回初始化信息并發送到計算機1，如 果信息表明組合機械手4初始化不正常，則執行出錯處理，如果信息表明組合機械手4初始化正常，啟動并初始化數字采集卡，如果采集卡9 初始化不正確，執行出錯處理；如果采集卡9初始化正常，計算機I會發送采集卡設置信息給數字采集卡9，設置 數字采集卡9的采集模式、采集端口，子步驟1. 3 :確定檢測區域及起始檢測點在使用者確定如上所述的各初始化步驟完成后，使用者根據檢測要求確定檢測范 圍并輸入到計算機1，計算機I根據檢測范圍確定檢測起點，在確定了檢測起點后，計算機I 將起點坐標通過連接器2發送到機械手控制器2，控制組合機械手4移動到起始坐標點，由 于檢測線圈已經通過夾具5安裝到組合機械手4上，組合機械手4的移動會帶動檢測線圈 的移動到檢測起點；如果檢測線圈移動到起點后，起始點的坐標信息會返回到計算機1，計算機I接收 到坐標信息后會與使用者輸入的起始坐標點進行對比，如果兩個坐標點不重合就表示計算 機I對組合機械手4的控制不正常，執行出錯處理。所述的裂紋自動跟蹤方法，步驟2中的裂紋掃描檢測過程如下子步驟2.1 :執行渦流掃描檢測步驟I完成后，計算機I發送一個檢測指令給組合機械手4，組合機械手4在接收 到指令后會延垂直于裂紋擴展的方向移動，從而帶動檢測線圈延垂直于裂紋擴展的方向移 動；子步驟2. 2 :缺陷信號的鎖存如果金屬表面存在裂紋，那么在檢測線圈6通過裂紋時渦流探傷儀7就會產生一 個報警信號，這個信號在有缺陷時表現為高電平或者低電平，對應在沒缺陷時表現為相反 的情況，信號電壓的變化就會產生觸發信號觸發器8，觸發器8在被觸發后會一直保持高電平或低電平狀態，完成對缺陷信號的鎖存，電平水平與渦流檢測儀有關；子步驟2. 3 :根據缺陷狀態執行不同的程序計算機I在子步驟I結束后，可通過數據采集卡9檢測到觸發器8的狀態，如果電 平為有缺陷狀態，則認為在檢測路徑上有裂紋產生，執行步驟3的裂紋擴展檢測，如果金屬表面不存在裂紋，執行步驟4裂紋延遲檢測。所述的裂紋自動跟蹤方法，步驟3的裂紋擴展檢測過程如下子步驟3.1 :檢測線圈向擴展方向移動計算機I向組合機械手4發送指令，使檢測線圈延裂紋擴展的方向移動一段距離， 移動的長短為檢測線圈的直徑，子步驟3. 2 通過采集卡9發送清除指令給觸發器8，清除觸發器8的輸出端電平，子步驟I和 子步驟2的順序可以交換，如果檢測沒有結束條件沒有滿足，重復步驟3裂紋檢測，否則執行步驟5結束檢 測。所述的裂紋自動跟蹤方法，步驟4的裂紋延時檢測過程如下如果電平為無缺陷狀態，則認為在檢測路徑上沒有裂紋產生，如果此時檢測結束 條件沒有滿足，計算機I開啟檢測定時器，定時器時間間隔由使用者根據裂紋擴展的情況 設定，定時時間到，關閉定時器，重復步驟3進行裂紋檢測。本專利技術的技術效果由于在組合機械手上安裝了檢測線圈，而這個組合機械手能 由計算機控制，并且這個計算機能夠采集到渦流探傷儀產生的缺陷信號，使得計算機能夠 根據檢測線圈的檢測路徑上是否存在裂紋，自動進行下一步檢測步驟，使檢測線圈始終指 示著裂紋的尖端，這樣就能夠對金屬表面的裂紋擴展進行跟蹤，為科研人員提供可靠的檢 測數據，使渦流檢測不再局限于對靜態裂紋的檢測，在具有一定危險性的動態裂紋監測中， 裂紋的檢測可以有機器自動完成，保護人員安全。附圖說明圖1是本專利技術裂紋跟蹤系統實施例的方框圖。圖2是本專利技術裂紋跟蹤系統的跟蹤方法的流程圖。圖3是本專利技術裂紋跟蹤系統的初始化以及起始點確定的流程圖。圖4是本專利技術裂紋跟蹤系統的跟蹤監測流程圖。其中，計算機I，連接器2，機械手控制器3，組合機械手4，夾具5，檢測線圈6，渦流 探傷儀7，觸發器8，數字采集卡9。具體實施方式下面結合附圖和實施例對本專利技術做詳細說明參見圖1，如其中的實施例所示，本專利技術裂紋自動跟蹤系統包括一個計算機1，連 接器2，一個機械手控制器3，一個組合機械手4，一個夾具5，一個檢測線圈6，一個渦流探傷 儀7，一個觸發器8，一個數字采集卡9，該計算機I分別與連接器2和數字采集卡9相連，機 械手控制器3分別與組合機械手4和連接器2相連，渦流探傷本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種裂紋自動跟蹤系統，其特征在于，包括計算機，機械手控制器，組合機械手，檢測線圈，渦流探傷儀，數字采集卡，其中，該計算機分別與機械手控制器和數字采集卡相連，機械手控制器與組合機械手，渦流探傷儀與檢測線圈相連并經數字采集卡后連接計算機，檢測線圈通過按照在組合機械手上。

【技術特征摘要】
1.一種裂紋自動跟蹤系統，其特征在于，包括計算機，機械手控制器，組合機械手，檢測線圈，渦流探傷儀，數字采集卡，其中，該計算機分別與機械手控制器和數字采集卡相連，機械手控制器與組合機械手，渦流探傷儀與檢測線圈相連并經數字采集卡后連接計算機，檢測線圈通過按照在組合機械手上。2.根據權利要求1所述的裂紋自動跟蹤系統，其特征在于，渦流探傷儀與數字采集卡之間還設置有觸發器。3.根據權利要求1所述的裂紋自動跟蹤系統，其特征在于，機械手控制器通過連接器與計算機相連，該連接器為接口轉換器。4.根據權利要求1所述的裂紋自動跟蹤系統，其特征在于，監測線圈通過帶有安裝孔的夾具安裝在組合機械手上。5.一種裂紋自動跟蹤方法，其特征在于，利用安裝在由計算機控制的組合機械手上的檢測線圈檢測裂紋，由計算機根據檢測線圈所反饋的信號，判斷檢測路徑上是否存在裂紋，并根據檢測信息進行掃描、擴展以及延長檢測，使檢測線圈始終指示著裂紋的尖端，實現對金屬表面的裂紋擴展進行自動跟蹤。6.根據權利要求5所述的裂紋自動跟蹤方法，其特征在于，具體步驟如下 步驟一確定檢測區域及起始檢測點 根據經驗，初步確定需要檢測的區域，并設定起始檢測點，計算機控制組合機械手自動將檢測線圈移動到待檢區域的起始點； 步驟二 裂紋掃描檢測 計算機控制組合機械手使檢測線圈在垂直于裂紋擴展方向做檢測， 當檢測線圈的檢測路徑通過裂紋，渦流探傷儀就會產生缺陷信號，沒有裂紋探傷儀不產生缺陷信號； 步驟三裂紋擴展檢測 如果計算機采集到渦流探傷儀產生的缺陷信號，控制組合機械手向裂紋擴展的方向移動一段距離，重復步驟二進行裂紋掃描檢測； 步驟四裂紋延時檢測 如果渦流探傷儀沒有產生缺陷信號，過一段時間重復步驟二進行裂紋掃描檢測，時間長度預先設置； 步驟五檢測結束 滿足檢測結束條件時系統停止檢測。7.根據權利要求5所述的裂紋自動跟蹤方法，其特征在于，步驟I中起始檢測點的確定流程，具體過程如下 子步驟1:搭建裂紋自動跟蹤系統并初始化 搭建裂紋自動跟蹤系統后，使用者開啟探傷儀并且根據材料設定好探傷儀，啟動計算機，計算機啟動后初始化與連接器和數字采集卡的接口，如果接口初始化正確進行子步驟，如果接口初始化不正確計算機顯示接口錯誤信息，并進行重新初始化； 子步驟2 :初始化組合機械手和數字采集卡 啟動機械手控制器，并檢查與組合機械手的連接是否正常，將檢查結果發送到計算機， 計算機在接收到檢查信息后，如果信息表明連接不正常，計算機I將該錯誤信息顯示給使用者，并有使用者進行進一步檢查， 如果信息表明連接正常，計算機通過連接器和機械手控制器發送初始化指令給組合機械手，組合機械手在初始化完成后會返回初始化信息并發送到計算機，如果信息表明...

【專利技術屬性】
技術研發人員：陳霞，肖迎春，寧寧，穆德才，白瑋，白生寶，賈淑紅，黃博，劉國強，李明，
申請(專利權)人：中國飛機強度研究所，
類型：發明
國別省市：