專利名稱：一種裂紋自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)及跟蹤方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種裂紋自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)，特別涉及一種對金屬材料表面產(chǎn)生裂紋的自 動(dòng)跟蹤系統(tǒng)及跟蹤方法。
背景技術(shù)：
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(yōu)點(diǎn)。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(tài)裂紋。隨著科研人員對處于擴(kuò)展中裂紋的監(jiān)測要求越來越高， 這種由人工進(jìn)行的靜態(tài)裂紋檢測已經(jīng)無法滿足要求。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種對金屬表面處于擴(kuò)展?fàn)顟B(tài) 的裂紋進(jìn)行自動(dòng)跟蹤的系統(tǒng)。
另外，本發(fā)明還提供一種裂紋自動(dòng)跟蹤方法。
本發(fā)明的技術(shù)方案是一種裂紋自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)，其特征在于，包括計(jì)算機(jī)，機(jī)械手 控制器，組合機(jī)械手，檢測線圈，渦流探傷儀，數(shù)字采集卡，其中，該計(jì)算機(jī)分別與機(jī)械手控 制器和數(shù)字采集卡相連，機(jī)械手控制器與組合機(jī)械手，渦流探傷儀與檢測線圈相連并經(jīng)數(shù) 字采集卡后連接計(jì)算機(jī)，檢測線圈通過按照在組合機(jī)械手上。渦流探傷儀與數(shù)字采集卡之 間還設(shè)置有觸發(fā)器。機(jī)械手控制器通過連接器與計(jì)算機(jī)相連，該連接器為接口轉(zhuǎn)換器。監(jiān) 測線圈通過帶有安裝孔的夾具安裝在組合機(jī)械手上。
一種裂紋自動(dòng)跟蹤方法，其利用安裝在由計(jì)算機(jī)控制的組合機(jī)械手上的檢測線圈 檢測裂紋，由計(jì)算機(jī)根據(jù)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(jù)檢 測信息進(jìn)行掃描、擴(kuò)展以及延長檢測，使檢測線圈始終指示著裂紋的尖端，實(shí)現(xiàn)對金屬表面 的裂紋擴(kuò)展進(jìn)行自動(dòng)跟蹤。
所述的裂紋自動(dòng)跟蹤方法，其具體步驟如下
步驟一確定檢測區(qū)域及起始檢測點(diǎn)
根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，初步確定需要檢測的區(qū)域，并設(shè)定起始檢測點(diǎn)，計(jì)算機(jī)控制組合機(jī)械手 自動(dòng)將檢測線圈移動(dòng)到待檢區(qū)域的起始點(diǎn)；
步驟二 裂紋掃描檢測
計(jì)算機(jī)控制組合機(jī)械手使檢測線圈在垂直于裂紋擴(kuò)展方向做檢測，
當(dāng)檢測線圈的檢測路徑通過裂紋，渦流探傷儀就會(huì)產(chǎn)生缺陷信號，沒有裂紋探傷 儀不產(chǎn)生缺陷信號；
步驟三裂紋擴(kuò)展檢測
如果計(jì)算機(jī)采集到渦流探傷儀產(chǎn)生的缺陷信號，控制組合機(jī)械手向裂紋擴(kuò)展的方 向移動(dòng)一段距離，重復(fù)步驟二進(jìn)行裂紋掃描檢測；
步驟四裂紋延時(shí)檢測
如果渦流探傷儀沒有產(chǎn)生缺陷信號，過一段時(shí)間重復(fù)步驟二進(jìn)行裂紋掃描檢測， 時(shí)間長度預(yù)先設(shè)置；
步驟五檢測結(jié)束
滿足檢測結(jié)束條件時(shí)系統(tǒng)停止檢測。
所述的裂紋自動(dòng)跟蹤方法，步驟I中起始檢測點(diǎn)的確定流程，具體過程如下
子步驟1.1 :搭建裂紋自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)并初始化
搭建裂紋自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)后，使用者開啟探傷儀并且根據(jù)材料設(shè)定好探傷儀7，啟動(dòng) 計(jì)算機(jī)1，計(jì)算機(jī)I啟動(dòng)后初始化與連接器2和數(shù)字采集卡5的接口，如果接口初始化正確 進(jìn)行子步驟2，如果接口初始化不正確計(jì)算機(jī)I顯示接口錯(cuò)誤信息，并進(jìn)行重新初始化；
子步驟1. 2 :初始化組合機(jī)械手和數(shù)字采集卡
啟動(dòng)機(jī)械手控制器3，并檢查與組合機(jī)械手4的連接是否正常，將檢查結(jié)果發(fā)送到 計(jì)算機(jī)I，
計(jì)算機(jī)I在接收到檢查信息后，如果信息表明連接不正常，計(jì)算機(jī)I將該錯(cuò)誤信息 顯示給使用者，并有使用者進(jìn)行進(jìn)一步檢查，
如果信息表明連接正常，計(jì)算機(jī)I通過連接器2和機(jī)械手控制器3發(fā)送初始化指 令給組合機(jī)械手4，組合機(jī)械手4在初始化完成后會(huì)返回初始化信息并發(fā)送到計(jì)算機(jī)1，如 果信息表明組合機(jī)械手4初始化不正常，則執(zhí)行出錯(cuò)處理，
如果信息表明組合機(jī)械手4初始化正常，啟動(dòng)并初始化數(shù)字采集卡，如果采集卡9 初始化不正確，執(zhí)行出錯(cuò)處理；
如果采集卡9初始化正常，計(jì)算機(jī)I會(huì)發(fā)送采集卡設(shè)置信息給數(shù)字采集卡9，設(shè)置 數(shù)字采集卡9的采集模式、采集端口，
子步驟1. 3 :確定檢測區(qū)域及起始檢測點(diǎn)
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(jù)檢測要求確定檢測范 圍并輸入到計(jì)算機(jī)1，計(jì)算機(jī)I根據(jù)檢測范圍確定檢測起點(diǎn)，在確定了檢測起點(diǎn)后，計(jì)算機(jī)I 將起點(diǎn)坐標(biāo)通過連接器2發(fā)送到機(jī)械手控制器2，控制組合機(jī)械手4移動(dòng)到起始坐標(biāo)點(diǎn)，由 于檢測線圈已經(jīng)通過夾具5安裝到組合機(jī)械手4上，組合機(jī)械手4的移動(dòng)會(huì)帶動(dòng)檢測線圈 的移動(dòng)到檢測起點(diǎn)；
如果檢測線圈移動(dòng)到起點(diǎn)后，起始點(diǎn)的坐標(biāo)信息會(huì)返回到計(jì)算機(jī)1，計(jì)算機(jī)I接收 到坐標(biāo)信息后會(huì)與使用者輸入的起始坐標(biāo)點(diǎn)進(jìn)行對比，如果兩個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)不重合就表示計(jì)算 機(jī)I對組合機(jī)械手4的控制不正常，執(zhí)行出錯(cuò)處理。
所述的裂紋自動(dòng)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(zhí)行渦流掃描檢測
步驟I完成后，計(jì)算機(jī)I發(fā)送一個(gè)檢測指令給組合機(jī)械手4，組合機(jī)械手4在接收 到指令后會(huì)延垂直于裂紋擴(kuò)展的方向移動(dòng)，從而帶動(dòng)檢測線圈延垂直于裂紋擴(kuò)展的方向移 動(dòng)；
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(shí)渦流探傷儀7就會(huì)產(chǎn)生一 個(gè)報(bào)警信號，這個(gè)信號在有缺陷時(shí)表現(xiàn)為高電平或者低電平，對應(yīng)在沒缺陷時(shí)表現(xiàn)為相反 的情況，信號電壓的變化就會(huì)產(chǎn)生觸發(fā)信號觸發(fā)器8，觸發(fā)器8在被觸發(fā)后會(huì)一直保持高電平或低電平狀態(tài)，完成對缺陷信號的鎖存，電平水平與渦流檢測儀有關(guān)；
子步驟2. 3 :根據(jù)缺陷狀態(tài)執(zhí)行不同的程序
計(jì)算機(jī)I在子步驟I結(jié)束后，可通過數(shù)據(jù)采集卡9檢測到觸發(fā)器8的狀態(tài)，如果電 平為有缺陷狀態(tài)，則認(rèn)為在檢測路徑上有裂紋產(chǎn)生，執(zhí)行步驟3的裂紋擴(kuò)展檢測，
如果金屬表面不存在裂紋，執(zhí)行步驟4裂紋延遲檢測。
所述的裂紋自動(dòng)跟蹤方法，步驟3的裂紋擴(kuò)展檢測過程如下
子步驟3.1 :檢測線圈向擴(kuò)展方向移動(dòng)
計(jì)算機(jī)I向組合機(jī)械手4發(fā)送指令，使檢測線圈延裂紋擴(kuò)展的方向移動(dòng)一段距離， 移動(dòng)的長短為檢測線圈的直徑，
子步驟3. 2
通過采集卡9發(fā)送清除指令給觸發(fā)器8，清除觸發(fā)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(jié)束條件沒有滿足，重復(fù)步驟3裂紋檢測，否則執(zhí)行步驟5結(jié)束檢 測。
所述的裂紋自動(dòng)跟蹤方法，步驟4的裂紋延時(shí)檢測過程如下
如果電平為無缺陷狀態(tài)，則認(rèn)為在檢測路徑上沒有裂紋產(chǎn)生，如果此時(shí)檢測結(jié)束 條件沒有滿足，計(jì)算機(jī)I開啟檢測定時(shí)器，定時(shí)器時(shí)間間隔由使用者根據(jù)裂紋擴(kuò)展的情況 設(shè)定，定時(shí)時(shí)間到，關(guān)閉定時(shí)器，重復(fù)步驟3進(jìn)行裂紋檢測。
本發(fā)明的技術(shù)效果由于在組合機(jī)械手上安裝了檢測線圈，而這個(gè)組合機(jī)械手能 由計(jì)算機(jī)控制，并且這個(gè)計(jì)算機(jī)能夠采集到渦流探傷儀產(chǎn)生的缺陷信號，使得計(jì)算機(jī)能夠 根據(jù)檢測線圈的檢測路徑上是否存在裂紋，自動(dòng)進(jìn)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?qū)饘俦砻娴牧鸭y擴(kuò)展進(jìn)行跟蹤，為科研人員提供可靠的檢 測數(shù)據(jù)，使渦流檢測不再局限于對靜態(tài)裂紋的檢測，在具有一定危險(xiǎn)性的動(dòng)態(tài)裂紋監(jiān)測中， 裂紋的檢測可以有機(jī)器自動(dòng)完成，保護(hù)人員安全。


圖1是本發(fā)明裂紋跟蹤系統(tǒng)實(shí)施例的方框圖。
圖2是本發(fā)明裂紋跟蹤系統(tǒng)的跟蹤方法的流程圖。
圖3是本發(fā)明裂紋跟蹤系統(tǒng)的初始化以及起始點(diǎn)確定的流程圖。
圖4是本發(fā)明裂紋跟蹤系統(tǒng)的跟蹤監(jiān)測流程圖。
其中，計(jì)算機(jī)I，連接器2，機(jī)械手控制器3，組合機(jī)械手4，夾具5，檢測線圈6，渦流 探傷儀7，觸發(fā)器8，數(shù)字采集卡9。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明做詳細(xì)說明
參見圖1，如其中的實(shí)施例所示，本發(fā)明裂紋自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)包括一個(gè)計(jì)算機(jī)1，連 接器2，一個(gè)機(jī)械手控制器3，一個(gè)組合機(jī)械手4，一個(gè)夾具5，一個(gè)檢測線圈6，一個(gè)渦流探傷 儀7，一個(gè)觸發(fā)器8，一個(gè)數(shù)字采集卡9，該計(jì)算機(jī)I分別與連接器2和數(shù)字采集卡9相連，機(jī) 械手控制器3分別與組合機(jī)械手4和連接器2相連，渦流探傷儀7分別與檢測線圈6和觸發(fā)器8相連，檢測線圈6通過夾具5安裝到組合機(jī)械手4上，用于檢測裂紋。
本發(fā)明裂紋自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)由于在組合機(jī)械手上安裝了檢測線圈，而這個(gè)組合機(jī)械 手能由計(jì)算機(jī)控制，并且這個(gè)計(jì)算機(jī)能夠采集到渦流探傷儀的產(chǎn)生缺陷信號，使得計(jì)算機(jī) 能夠根據(jù)檢測線圈的檢測路徑上是否存在裂紋，自動(dòng)進(jìn)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?qū)饘俦砻娴牧鸭y擴(kuò)展進(jìn)行自動(dòng)跟蹤，為科研人員提供 可靠的檢測數(shù)據(jù)，使渦流檢測不再局限于對靜態(tài)裂紋的檢測。
請參閱圖2，其給出了本發(fā)明裂紋自動(dòng)跟蹤方法的詳細(xì)流程，其步驟如下
步驟一確定檢測區(qū)域及起始檢測點(diǎn)
根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，初步確定需要檢測的區(qū)域，并設(shè)定起始檢測點(diǎn)，計(jì)算機(jī)控制組合機(jī)械手 自動(dòng)將檢測線圈移動(dòng)到待檢區(qū)域的起始點(diǎn)，其中，該起始檢測點(diǎn)是憑經(jīng)驗(yàn)認(rèn)為確定，并不限 定在某一具體位置點(diǎn)；
步驟二 裂紋掃描檢測
計(jì)算機(jī)控制組合機(jī)械手使檢測線圈在垂直于裂紋擴(kuò)展方向做檢測，其中，裂紋擴(kuò) 展方向可根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以直接判定，
當(dāng)檢測線圈的檢測路徑通過裂紋，渦流探傷儀就會(huì)產(chǎn)生缺陷信號，沒有裂紋探傷 儀不產(chǎn)生缺陷信號；
步驟三裂紋擴(kuò)展檢測
如果計(jì)算機(jī)采集到渦流探傷儀產(chǎn)生的缺陷信號，控制組合機(jī)械手向裂紋擴(kuò)展的方 向移動(dòng)一段距離，距離長度為檢測線圈的直徑，重復(fù)步驟二；
步驟四裂紋延時(shí)檢測
如果渦流探傷儀沒有產(chǎn)生缺陷信號，過一段時(shí)間重復(fù)步驟二，時(shí)間長度預(yù)先設(shè) 置；
步驟五檢測結(jié)束
檢測結(jié)束的條件滿足時(shí)系統(tǒng)停止檢測，此條件并不唯一，可以是時(shí)間、或是人為的 強(qiáng)制結(jié)束，由使用者設(shè)定；
請參閱圖3，其給出了步驟I中起始檢測點(diǎn)的確定流程，具體過程如下
子步驟1:搭建裂紋自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)并初始化
按照圖1，搭建裂紋自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)后，使用者開啟探傷儀并且根據(jù)材料設(shè)定好探傷 儀7，啟動(dòng)計(jì)算機(jī)1，計(jì)算機(jī)I啟動(dòng)后初始化與連接器2和數(shù)字采集卡5的接口，如果接口初 始化正確進(jìn)行子步驟2，如果接口初始化不正確計(jì)算機(jī)I顯示接口錯(cuò)誤信息，并進(jìn)行重新初 始化(圖3中步驟110)；
子步驟2 :初始化組合機(jī)械手和數(shù)字采集卡
啟動(dòng)機(jī)械手控制器3，并檢查與組合機(jī)械手4的連接是否正常，將檢查結(jié)果發(fā)送到 計(jì)算機(jī)I，
計(jì)算機(jī)I在接收到檢查信息后，如果信息表明連接不正常，計(jì)算機(jī)I將該錯(cuò)誤信息 顯示給使用者，并有使用者進(jìn)行進(jìn)一步檢查(圖3中步驟140，150)，
如果信息表明連接正常，計(jì)算機(jī)I通過連接器2和機(jī)械手控制器3發(fā)送初始化指 令給組合機(jī)械手4，組合機(jī)械手4在初始化完成后會(huì)返回初始化信息并發(fā)送到計(jì)算機(jī)I (圖 3中步驟120，130)，如果信息表明組合機(jī)械手4初始化不正常執(zhí)行圖3中步驟140，150，
如果信息表明組合機(jī)械手4初始化正常，啟動(dòng)并初始化數(shù)字采集卡(圖3中步驟 160)，如果采集卡9初始化不正確，執(zhí)行步驟140，150 ;
如果采集卡9初始化正常，計(jì)算機(jī)I會(huì)發(fā)送采集卡設(shè)置信息給數(shù)字采集卡9，設(shè)置 數(shù)字采集卡9的采集模式、采集端口，
子步驟3 :確定檢測區(qū)域及起始檢測點(diǎn)
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(jù)檢測要求確定檢測范 圍并輸入到計(jì)算機(jī)I (步驟180)，計(jì)算機(jī)I根據(jù)檢測范圍確定檢測起點(diǎn)，在確定了檢測起點(diǎn) 后，計(jì)算機(jī)I將起點(diǎn)坐標(biāo)通過連接器2發(fā)送到機(jī)械手控制器2，控制組合機(jī)械手4移動(dòng)到起 始坐標(biāo)點(diǎn)，由于檢測線圈已經(jīng)通過夾具5安裝到組合機(jī)械手4上，組合機(jī)械手4的移動(dòng)會(huì)帶 動(dòng)檢測線圈的移動(dòng)到檢測起點(diǎn)(步驟190)。
檢測線圈移動(dòng)到起點(diǎn)后，起始點(diǎn)的坐標(biāo)信息會(huì)返回到計(jì)算機(jī)1，計(jì)算機(jī)I接收到坐 標(biāo)信息后會(huì)與使用者輸入的起始坐標(biāo)點(diǎn)進(jìn)行對比圖3中步驟200，如果兩個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)不重合 就表示計(jì)算機(jī)I對組合機(jī)械手4的控制不正常，執(zhí)行步驟140，150 ；
請參閱圖4，其給出了步驟2、3、4、5是裂紋掃描檢測、裂紋擴(kuò)展檢測、和裂紋延時(shí) 檢測以及檢測結(jié)束的流程示意圖，其中，
步驟2 :裂紋掃描檢測過程如下
子步驟1:執(zhí)行渦流掃描檢測
步驟I完成后，計(jì)算機(jī)I發(fā)送一個(gè)檢測指令給組合機(jī)械手4，組合機(jī)械手4在接收 到指令后會(huì)延垂直于裂紋擴(kuò)展的方向移動(dòng)，從而帶動(dòng)檢測線圈延垂直于裂紋擴(kuò)展的方向移 動(dòng)(步驟220)，
子步驟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(shí)渦流探傷儀7就會(huì)產(chǎn)生一 個(gè)報(bào)警信號，這個(gè)信號在有缺陷時(shí)表現(xiàn)為高電平或者低電平，對應(yīng)在沒缺陷時(shí)表現(xiàn)為相反 的情況，信號電壓的變化就會(huì)產(chǎn)生觸發(fā)信號觸發(fā)器8，觸發(fā)器8在被觸發(fā)后會(huì)一直保持高電 平或低電平狀態(tài)，完成對缺陷信號的鎖存，電平水平與渦流檢測儀有關(guān)，
子步驟3 :根據(jù)缺陷狀態(tài)執(zhí)行不同的程序
計(jì)算機(jī)I在子步驟I結(jié)束后，可通過數(shù)據(jù)采集卡9檢測到觸發(fā)器8的狀態(tài)，如果電 平為有缺陷狀態(tài)，則認(rèn)為在檢測路徑上有裂紋產(chǎn)生，執(zhí)行步驟3 (步驟230)，
如果金屬表面不存在裂紋，執(zhí)行步驟4 ；
步驟3 :裂紋擴(kuò)展檢測過程如下
子步驟1:檢測線圈向擴(kuò)展方向移動(dòng)
計(jì)算機(jī)I向組合機(jī)械手4發(fā)送指令，使檢測線圈延裂紋擴(kuò)展的方向移動(dòng)一段距離， 移動(dòng)的長短為檢測線圈的直徑(步驟290)，
子步驟2
通過采集卡9發(fā)送清除指令給觸發(fā)器8，清除觸發(fā)器8的輸出端電平(步驟300)，
子步驟I和字步驟2的順序可以交換，
如果檢測沒有結(jié)束條件沒有滿足，重復(fù)步驟3，再一次進(jìn)行檢測(圖4中的步驟 330)，否則執(zhí)行步驟5 ;
步驟4 :裂紋延時(shí)檢測過程如下
如果電平為無缺陷狀態(tài)，則認(rèn)為在檢測路徑上沒有裂紋產(chǎn)生，如果此時(shí)檢測結(jié)束 條件沒有滿足，計(jì)算機(jī)I開啟檢測定時(shí)器(步驟250，260)，定時(shí)器時(shí)間間隔由使用者根據(jù)裂 紋擴(kuò)展的情況設(shè)定，定時(shí)時(shí)間到，關(guān)閉定時(shí)器(步驟280)，重復(fù)步驟3，
如果檢測結(jié)束條件得到滿足，執(zhí)行步驟5 ；
步驟5:檢測結(jié)束
檢測結(jié)束條件得到滿足時(shí)，系統(tǒng)停止檢測，并記錄相關(guān)信息，需要記錄的信息由使 用者更具情況事先確定(步驟310、320)。
權(quán)利要求
1.一種裂紋自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)，其特征在于，包括計(jì)算機(jī)，機(jī)械手控制器，組合機(jī)械手，檢測線圈，渦流探傷儀，數(shù)字采集卡，其中，該計(jì)算機(jī)分別與機(jī)械手控制器和數(shù)字采集卡相連，機(jī)械手控制器與組合機(jī)械手，渦流探傷儀與檢測線圈相連并經(jīng)數(shù)字采集卡后連接計(jì)算機(jī)，檢測線圈通過按照在組合機(jī)械手上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裂紋自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)，其特征在于，渦流探傷儀與數(shù)字采集卡之間還設(shè)置有觸發(fā)器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裂紋自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)，其特征在于，機(jī)械手控制器通過連接器與計(jì)算機(jī)相連，該連接器為接口轉(zhuǎn)換器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裂紋自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)，其特征在于，監(jiān)測線圈通過帶有安裝孔的夾具安裝在組合機(jī)械手上。
5.一種裂紋自動(dòng)跟蹤方法，其特征在于，利用安裝在由計(jì)算機(jī)控制的組合機(jī)械手上的檢測線圈檢測裂紋，由計(jì)算機(jī)根據(jù)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(jù)檢測信息進(jìn)行掃描、擴(kuò)展以及延長檢測，使檢測線圈始終指示著裂紋的尖端，實(shí)現(xiàn)對金屬表面的裂紋擴(kuò)展進(jìn)行自動(dòng)跟蹤。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的裂紋自動(dòng)跟蹤方法，其特征在于，具體步驟如下 步驟一確定檢測區(qū)域及起始檢測點(diǎn) 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，初步確定需要檢測的區(qū)域，并設(shè)定起始檢測點(diǎn)，計(jì)算機(jī)控制組合機(jī)械手自動(dòng)將檢測線圈移動(dòng)到待檢區(qū)域的起始點(diǎn)； 步驟二 裂紋掃描檢測 計(jì)算機(jī)控制組合機(jī)械手使檢測線圈在垂直于裂紋擴(kuò)展方向做檢測， 當(dāng)檢測線圈的檢測路徑通過裂紋，渦流探傷儀就會(huì)產(chǎn)生缺陷信號，沒有裂紋探傷儀不產(chǎn)生缺陷信號； 步驟三裂紋擴(kuò)展檢測 如果計(jì)算機(jī)采集到渦流探傷儀產(chǎn)生的缺陷信號，控制組合機(jī)械手向裂紋擴(kuò)展的方向移動(dòng)一段距離，重復(fù)步驟二進(jìn)行裂紋掃描檢測； 步驟四裂紋延時(shí)檢測 如果渦流探傷儀沒有產(chǎn)生缺陷信號，過一段時(shí)間重復(fù)步驟二進(jìn)行裂紋掃描檢測，時(shí)間長度預(yù)先設(shè)置； 步驟五檢測結(jié)束 滿足檢測結(jié)束條件時(shí)系統(tǒng)停止檢測。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的裂紋自動(dòng)跟蹤方法，其特征在于，步驟I中起始檢測點(diǎn)的確定流程，具體過程如下 子步驟1:搭建裂紋自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)并初始化 搭建裂紋自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)后，使用者開啟探傷儀并且根據(jù)材料設(shè)定好探傷儀，啟動(dòng)計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)啟動(dòng)后初始化與連接器和數(shù)字采集卡的接口，如果接口初始化正確進(jìn)行子步驟，如果接口初始化不正確計(jì)算機(jī)顯示接口錯(cuò)誤信息，并進(jìn)行重新初始化； 子步驟2 :初始化組合機(jī)械手和數(shù)字采集卡 啟動(dòng)機(jī)械手控制器，并檢查與組合機(jī)械手的連接是否正常，將檢查結(jié)果發(fā)送到計(jì)算機(jī)， 計(jì)算機(jī)在接收到檢查信息后，如果信息表明連接不正常，計(jì)算機(jī)I將該錯(cuò)誤信息顯示給使用者，并有使用者進(jìn)行進(jìn)一步檢查， 如果信息表明連接正常，計(jì)算機(jī)通過連接器和機(jī)械手控制器發(fā)送初始化指令給組合機(jī)械手，組合機(jī)械手在初始化完成后會(huì)返回初始化信息并發(fā)送到計(jì)算機(jī)，如果信息表明組合機(jī)械手初始化不正常，則執(zhí)行出錯(cuò)處理， 如果信息表明組合機(jī)械手初始化正常，啟動(dòng)并初始化數(shù)字采集卡，如果采集卡初始化不正確，執(zhí)行出錯(cuò)處理； 如果采集卡初始化正常，計(jì)算機(jī)會(huì)發(fā)送采集卡設(shè)置信息給數(shù)字采集卡，設(shè)置數(shù)字采集卡的采集模式、采集端口， 子步驟3 :確定檢測區(qū)域及起始檢測點(diǎn) 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(jù)檢測要求確定檢測范圍并輸入到計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)根據(jù)檢測范圍確定檢測起點(diǎn)，在確定了檢測起點(diǎn)后，計(jì)算機(jī)將起點(diǎn)坐標(biāo)通過連接器發(fā)送到機(jī)械手控制器，控制組合機(jī)械手移動(dòng)到起始坐標(biāo)點(diǎn)，由于檢測線圈已經(jīng)通過夾具安裝到組合機(jī)械手上，組合機(jī)械手的移動(dòng)會(huì)帶動(dòng)檢測線圈的移動(dòng)到檢測起點(diǎn)；如果檢測線圈移動(dòng)到起點(diǎn)后，起始點(diǎn)的坐標(biāo)信息會(huì)返回到計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)接收到坐標(biāo)信息后會(huì)與使用者輸入的起始坐標(biāo)點(diǎn)進(jìn)行對比，如果兩個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)不重合就表示計(jì)算機(jī)對組合機(jī)械手的控制不正常，執(zhí)行出錯(cuò)處理。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的裂紋自動(dòng)跟蹤方法，其特征在于，步驟2中的裂紋掃描檢測過程如下 子步驟1:執(zhí)行渦流掃描檢測 步驟I完成后，計(jì)算機(jī)發(fā)送一個(gè)檢測指令給組合機(jī)械手，組合機(jī)械手在接收到指令后會(huì)延垂直于裂紋擴(kuò)展的方向移動(dòng)，從而帶動(dòng)檢測線圈延垂直于裂紋擴(kuò)展的方向移動(dòng)；子步驟2:缺陷信號的鎖存 如果金屬表面存在裂紋，那么在檢測線圈通過裂紋時(shí)渦流探傷儀就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)報(bào)警信號，這個(gè)信號在有缺陷時(shí)表現(xiàn)為高電平或者低電平，對應(yīng)在沒缺陷時(shí)表現(xiàn)為相反的情況，信號電壓的變化就會(huì)產(chǎn)生觸發(fā)信號觸發(fā)器，觸發(fā)器在被觸發(fā)后會(huì)一直保持高電平或低電平狀態(tài)，完成對缺陷信號的鎖存，電平水平與渦流檢測儀有關(guān)； 子步驟3 :根據(jù)缺陷狀態(tài)執(zhí)行不同的程序 計(jì)算機(jī)在子步驟I結(jié)束后，可通過數(shù)據(jù)采集卡檢測到觸發(fā)器的狀態(tài)，如果電平為有缺陷狀態(tài)，則認(rèn)為在檢測路徑上有裂紋產(chǎn)生，執(zhí)行步驟3的裂紋擴(kuò)展檢測， 如果金屬表面不存在裂紋，執(zhí)行步驟4裂紋延遲檢測。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的裂紋自動(dòng)跟蹤方法，其特征在于，步驟3的裂紋擴(kuò)展檢測過程如下 子步驟1:檢測線圈向擴(kuò)展方向移動(dòng) 計(jì)算機(jī)向組合機(jī)械手發(fā)送指令，使檢測線圈延裂紋擴(kuò)展的方向移動(dòng)一段距離，移動(dòng)的長短為檢測線圈的直徑， 子步驟2 通過采集卡發(fā)送清除指令給觸發(fā)器，清除觸發(fā)器8的輸出端電平， 子步驟I和字步驟2的順序可以交換， 如果檢測沒有結(jié)束條件沒有滿足，重復(fù)步驟3裂紋檢測，否則執(zhí)行步驟5結(jié)束檢測。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的裂紋自動(dòng)跟蹤方法，其特征在于，步驟4的裂紋延時(shí)檢測過程如下 如果電平為無缺陷狀態(tài)，則認(rèn)為在檢測路徑上沒有裂紋產(chǎn)生，如果此時(shí)檢測結(jié)束條件沒有滿足，計(jì)算機(jī)I開啟檢測定時(shí)器，定時(shí)器時(shí)間間隔由使用者根據(jù)裂紋擴(kuò)展的情況設(shè)定，定時(shí)時(shí)間到，關(guān)閉定時(shí)器，重復(fù)步驟3進(jìn)行裂紋檢測。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種裂紋自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)，特別涉及一種對金屬材料表面產(chǎn)生裂紋的自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)及跟蹤方法。本發(fā)明利用安裝在由計(jì)算機(jī)控制的組合機(jī)械手上的檢測線圈檢測裂紋，由計(jì)算機(jī)根據(jù)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(jù)檢測信息進(jìn)行掃描、擴(kuò)展以及延長檢測，使檢測線圈始終指示著裂紋的尖端，實(shí)現(xiàn)對金屬表面的裂紋擴(kuò)展進(jìn)行自動(dòng)跟蹤。本發(fā)明裂紋自動(dòng)更總方法使渦流檢測不再局限于對靜態(tài)裂紋的檢測，為科研人員提供可靠的檢測數(shù)據(jù)，在具有一定危險(xiǎn)性的動(dòng)態(tài)裂紋監(jiān)測中，裂紋的檢測可以由機(jī)器自動(dòng)完成，保護(hù)人員安全。
文檔編號G01N27/90GK103033559SQ201210528280
公開日2013年4月10日 申請日期2012年12月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月10日
發(fā)明者陳霞, 肖迎春, 寧寧, 穆德才, 白瑋, 白生寶, 賈淑紅, 黃博, 劉國強(qiáng), 李明 申請人:中國飛機(jī)強(qiáng)度研究所