基于3d球檢測(cè)平臺(tái)的工業(yè)ct檢測(cè)裝置及檢測(cè)方法
【專利摘要】一種基于3D球檢測(cè)平臺(tái)的工業(yè)CT檢測(cè)裝置及檢測(cè)方法。是由移動(dòng)吊臂裝置、3D球檢測(cè)平臺(tái)、射線源探測(cè)器掃描裝置、系統(tǒng)控制臺(tái)四部分構(gòu)成。通過系統(tǒng)控制臺(tái)對(duì)各信息進(jìn)行反饋匯總后，發(fā)送驅(qū)動(dòng)控制命令，移動(dòng)射線源和探測(cè)器到達(dá)預(yù)定檢測(cè)位置。控制驅(qū)動(dòng)3D球檢測(cè)平臺(tái)中的萬向驅(qū)動(dòng)輪裝置滾動(dòng)，從而帶動(dòng)球形工件托盤承載內(nèi)部工件沿著所需檢測(cè)的軌跡方向轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)開啟射線源探測(cè)器掃描裝置掃描成像功能，完成CT掃描檢測(cè)。本發(fā)明采用X射線機(jī)和直線加速器作為射線源，采用線陣探測(cè)器或數(shù)字平板探測(cè)器作為圖像探測(cè)接收裝置，大大拓寬了檢測(cè)范圍，克服了傳統(tǒng)的技術(shù)缺陷，大大提高了檢測(cè)靈敏度和檢測(cè)精度，是一種更加程序化的工業(yè)CT掃描檢測(cè)方法。
【專利說明】
基于3D球檢測(cè)平臺(tái)的工業(yè)CT檢測(cè)裝置及檢測(cè)方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種工業(yè)CT檢測(cè)裝置及檢測(cè)方法，具體說涉及一種基于3D球檢測(cè)平臺(tái)的工業(yè)CT檢測(cè)裝置及檢測(cè)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷普及和發(fā)展，工業(yè)CT檢測(cè)技術(shù)得到了進(jìn)一步的發(fā)展，通過射線斷層掃描、以二維斷層圖像或三維立體圖像的形式，清晰、準(zhǔn)確、直觀地展示被檢測(cè)物體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、組成、材質(zhì)及缺損狀況?，F(xiàn)有技術(shù)的CT掃描方式是平移與旋轉(zhuǎn)方式或單獨(dú)旋轉(zhuǎn)方式。工件垂直放置夾持到承載的旋轉(zhuǎn)平臺(tái)上，通過旋轉(zhuǎn)平移進(jìn)行掃描檢測(cè)。而目前對(duì)立方體結(jié)構(gòu)或球狀結(jié)構(gòu)等大形工件的工業(yè)CT檢測(cè)，一般都將工件等放置夾持到承載的旋轉(zhuǎn)平臺(tái)上，受到承載工件檢測(cè)平臺(tái)的限制，其檢測(cè)工件與接觸的承載平臺(tái)位置或者夾具夾持位置屬于成像掃描限制區(qū)域，存在邊界遮擋障礙缺陷，無法全方位清晰的一次檢測(cè)完成射線的CT掃描檢測(cè)，往往需要關(guān)閉射線系統(tǒng)后人工二次調(diào)換工件安裝位置使其第一次放置時(shí)下面的接觸面部分或第一次所夾持部位轉(zhuǎn)到上面，進(jìn)行第二次掃描，才能完成整個(gè)工件的檢測(cè)。無法實(shí)現(xiàn)方便全方位的一次性連續(xù)的射線檢測(cè)，大大降低了檢測(cè)效率。另外對(duì)于一些結(jié)構(gòu)復(fù)雜的工件，需要尋找一個(gè)最佳的透照角度，才能夠?qū)崿F(xiàn)最佳二維投影數(shù)據(jù)的采集，完成高精度的三維建模，，這對(duì)現(xiàn)有簡單旋轉(zhuǎn)平臺(tái)的單一方向旋轉(zhuǎn)移動(dòng)方式是無法實(shí)現(xiàn)的，無法達(dá)到最佳的掃描成像效果。
[0003]在中國專利申請(qǐng)公開說明書CN201420746093，公開了一種工業(yè)CT專用可翻轉(zhuǎn)檢測(cè)臺(tái)裝置，利用翻轉(zhuǎn)裝置來實(shí)現(xiàn)檢測(cè)系統(tǒng)對(duì)鍛件多角度的檢測(cè)，，該裝置可用于工業(yè)CT檢測(cè)系統(tǒng)，，使被檢測(cè)件在CT檢測(cè)過程中方便地翻轉(zhuǎn)和旋轉(zhuǎn)，滿足鍛件等大型件內(nèi)部缺陷的檢測(cè)需求。公示的該裝置雖然可翻轉(zhuǎn)一定角度，但提供的翻轉(zhuǎn)檢測(cè)角度是十分有限的，適用性也是很有局限性的，而且該裝置因夾持遮擋無法有效一次性檢測(cè)托盤底端夾持工件部分的檢測(cè)。但本發(fā)明的設(shè)計(jì)可實(shí)現(xiàn)任意角度旋轉(zhuǎn)和無遮擋夾持端的特性，可以避免翻轉(zhuǎn)檢測(cè)臺(tái)裝置的缺陷，具有選擇角度靈活，掃描靈敏精確，檢測(cè)效率高等優(yōu)點(diǎn)，與已公開的專利相比具有明顯的創(chuàng)新性和技術(shù)領(lǐng)先性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對(duì)現(xiàn)有立方體結(jié)構(gòu)或球狀結(jié)構(gòu)等大型工件工業(yè)CT檢測(cè)方法存在的缺陷，本發(fā)明提出一種檢測(cè)效率高，不受空間廣域局限，全方位，可靈活選擇透照方向角度，連續(xù)高精度高靈敏度掃描的基于3D球檢測(cè)平臺(tái)的工業(yè)CT檢測(cè)裝置及檢測(cè)方法。
[0005]解決上述技術(shù)問題的具體技術(shù)措施是:一種基于3D球檢測(cè)平臺(tái)的工業(yè)CT檢測(cè)裝置。如圖1所示，是由移動(dòng)吊臂裝置1、3D球檢測(cè)平臺(tái)2、射線源探測(cè)器掃描裝置3、系統(tǒng)控制臺(tái)4四部分構(gòu)成。
[0006]移動(dòng)吊臂裝置I如圖2所示，是已有的成型技術(shù)，作為基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)技術(shù)，在本發(fā)明中為輔助結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)是:由Y軸縱向移動(dòng)裝置11，橫向?qū)蚣?2，射線源前后移動(dòng)機(jī)構(gòu)13，探測(cè)器前后移動(dòng)機(jī)構(gòu)14，探測(cè)器升降機(jī)構(gòu)15，射線源升降機(jī)構(gòu)16，探測(cè)器固定架17，射線源固定架18構(gòu)成。
[0007]3D球檢測(cè)平臺(tái)2如圖3圖4所示，其結(jié)構(gòu)是:由萬向驅(qū)動(dòng)輪裝置21牛眼萬向球22上下支撐架23上連接法蘭板24，立架25，升降絲杠副裝置26升降直線導(dǎo)軌27中間連接板28，球形工件托盤29構(gòu)成。
[0008]射線源探測(cè)器掃描裝置3屬于成型的已有技術(shù)，主要由射線源和對(duì)應(yīng)接收的探測(cè)器核心部件構(gòu)成。本裝置針對(duì)不同厚度不同形狀的工件選用不同的射線源探測(cè)器配置，對(duì)于尺寸相對(duì)較小厚度較小等工件，選擇XY-450KV型號(hào)移動(dòng)射線機(jī)，配用XRD0822AP3平板探測(cè)器成像板進(jìn)行掃描成像，對(duì)于尺寸相對(duì)較大厚度較大等工件射線機(jī)功率無法穿透，采用2-9MeV的直線加速器，配用XIH8808系列線陣器，進(jìn)行掃描。
[0009]系統(tǒng)控制臺(tái)4作為智能檢測(cè)系統(tǒng)的控制中心，采用已有自動(dòng)化的設(shè)計(jì)控制方式的型號(hào)為XRC-MCC型系統(tǒng)控制臺(tái)，為已有成型技術(shù)，其控制結(jié)構(gòu)如圖5所示。
[0010]使用上述裝置的檢測(cè)方法，檢測(cè)流程如圖4所示:第一步，裝載上件階段:將待檢測(cè)工件安裝其設(shè)計(jì)尺寸，在其最外沿邊角處墊上專用膠墊后，將立方體形狀的合金鑄件放置到聚氨酯球形工件托盤29下半球內(nèi)，再旋緊扣上上半球球殼，將球形殼體連同工件用吸盤吊裝到3D球檢測(cè)平臺(tái)2的下支撐架上，驅(qū)動(dòng)電機(jī)調(diào)節(jié)升降絲杠副裝置降下上支撐架使得上下支撐架23上面的牛眼萬向球22與球形工件托盤29的外球殼緊密接觸起到支撐導(dǎo)向作用。再分別調(diào)整上下位置的萬向輪驅(qū)動(dòng)裝置21與球殼中心頂緊，調(diào)整側(cè)面的萬向輪驅(qū)動(dòng)裝置21與球殼側(cè)面中心頂緊;第二步，射線源探測(cè)器準(zhǔn)備階段:系統(tǒng)控制臺(tái)4發(fā)送驅(qū)動(dòng)命令，將移動(dòng)吊臂I移動(dòng)到3D球檢測(cè)平臺(tái)2球殼中心兩側(cè)，驅(qū)動(dòng)調(diào)整探測(cè)器升降機(jī)構(gòu)15和射線源升降機(jī)構(gòu)16將高度調(diào)整到待檢測(cè)位置，調(diào)整射線源前后移動(dòng)機(jī)構(gòu)13和探測(cè)器前后移動(dòng)機(jī)構(gòu)14分別向中心軸線的Xl軸和X2軸前后移動(dòng)調(diào)節(jié)到最佳焦距位置;第三步，CT掃描階段:系統(tǒng)控制臺(tái)4發(fā)送驅(qū)動(dòng)命令，驅(qū)動(dòng)上下部萬向輪驅(qū)動(dòng)裝置21及中間水平的萬向輪驅(qū)動(dòng)裝置21的伺服電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，沿著Wl，W2，W3，W4軸向轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)滾球滾動(dòng)，滾球通過摩擦將動(dòng)能傳導(dǎo)到聚氨酯球殼，從而使得檢測(cè)工件伴隨球殼做所需各方向轉(zhuǎn)動(dòng)，根據(jù)不同型號(hào)工件，將球殼連同工件調(diào)整到最佳透照旋轉(zhuǎn)角度位置。射線源探測(cè)器開啟掃描檢測(cè)工件，同時(shí)系統(tǒng)控制臺(tái)控制驅(qū)動(dòng)聚氨酯球沿最佳透照角度旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)空位精度20"(秒)，直至旋轉(zhuǎn)一周，掃描結(jié)束，若工件較大無法一次掃描全部，則系統(tǒng)控制臺(tái)驅(qū)動(dòng)平移移動(dòng)吊臂I升降或橫向移動(dòng)一個(gè)檢測(cè)掃描有效區(qū)至下一個(gè)掃描區(qū)域，再次開啟射線源探測(cè)器掃描檢測(cè)工件，按旋轉(zhuǎn)空位精度要求，驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)工件，直至旋轉(zhuǎn)一周，掃描結(jié)束。重復(fù)掃描檢測(cè)動(dòng)作直至整體工件全部檢測(cè)完畢；第四步，圖像重建階段:系統(tǒng)控制臺(tái)4通過自身計(jì)算機(jī)所加載的CT掃描軟件，將透照后探測(cè)器采集到的二維投影數(shù)據(jù)，通過軟件的特殊軟件算法進(jìn)行三維重建，構(gòu)建可視化的三維圖像模型或斷層切片圖像;第五步，缺陷識(shí)別判斷階段:系統(tǒng)控制臺(tái)4通過自身計(jì)算機(jī)軟件對(duì)構(gòu)建的三維圖像模型或斷層切片圖像，進(jìn)行圖像分析，識(shí)別缺陷位置及缺陷大小，進(jìn)行缺陷定位，完成后進(jìn)行檢查存檔，并支持導(dǎo)出檢測(cè)結(jié)果;第六步，結(jié)束收尾階段:掃描結(jié)束后關(guān)閉射線系統(tǒng)，移走移動(dòng)吊臂，吊裝卸下聚氨酯球，取出工件，完成檢測(cè)。
[0011]本發(fā)明的有益效果:本發(fā)明克服了傳統(tǒng)立體鑄件在CT掃描檢測(cè)中，因承載平臺(tái)位置或者是夾具夾持位置限制無法一次連續(xù)檢測(cè)完成的缺陷，具有高自動(dòng)化，定位精度高等優(yōu)點(diǎn)，大大提高了檢測(cè)效率。又因?yàn)楸景l(fā)明采用3D球平臺(tái)三維運(yùn)動(dòng)可以調(diào)節(jié)多種透照角度，相比傳統(tǒng)的只能一個(gè)方向的透照技術(shù)，可使投影數(shù)據(jù)的采集達(dá)到最佳的檢測(cè)靈敏度，提高了圖像重建后三維效果的靈敏度，也有效的提高并保證了工業(yè)CT系統(tǒng)的檢測(cè)精度。是一種更加程序化的工業(yè)CT檢測(cè)方法，本發(fā)明采用X射線機(jī)或直線加速器作為射線源，采用數(shù)字平板探測(cè)器或線陣探測(cè)器作為圖像接收裝置，拓寬了檢測(cè)應(yīng)用的范圍，推動(dòng)了無損檢測(cè)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展。可廣泛應(yīng)用于無損檢測(cè)領(lǐng)域，具有廣闊的發(fā)展空間。
【附圖說明】
[0012]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖
圖2是圖1中的移動(dòng)吊臂的結(jié)構(gòu)示意圖圖3是圖1中的3D球檢測(cè)平臺(tái)的結(jié)構(gòu)示意主視圖圖4是圖1中的3D球檢測(cè)平臺(tái)的結(jié)構(gòu)示意側(cè)視圖圖5是圖1中系統(tǒng)控制臺(tái)硬件控制結(jié)構(gòu)圖；
圖6是檢測(cè)方法的程序流程框圖
圖中:1.移動(dòng)吊臂裝置，2.3D球檢測(cè)平臺(tái)，3射線源探測(cè)器掃描裝置，4系統(tǒng)控制臺(tái)，IlY軸縱向移動(dòng)裝置，12橫向?qū)蚣埽?3射線源前后移動(dòng)機(jī)構(gòu)，14探測(cè)器前后移動(dòng)機(jī)構(gòu)，15探測(cè)器升降機(jī)構(gòu)，16射線源升降機(jī)構(gòu)，17探測(cè)器固定架，18射線源固定架，21萬向驅(qū)動(dòng)輪裝置22牛眼萬向球23上下支撐架24上連接法蘭板，25立架，26升降絲杠副裝置27升降直線導(dǎo)軌28中間連接板29球形工件托盤。
【具體實(shí)施方式】
[0013]結(jié)合【附圖說明】本發(fā)明的結(jié)構(gòu)構(gòu)成及方法原理。
[0014]一種基于3D球檢測(cè)平臺(tái)的工業(yè)CT檢測(cè)裝置。如圖1所示，是由移動(dòng)吊臂裝置1、3D球檢測(cè)平臺(tái)2、射線源探測(cè)器掃描裝置3、系統(tǒng)控制臺(tái)4四部分構(gòu)成。通過系統(tǒng)控制臺(tái)4對(duì)各信息進(jìn)行反饋匯總后，發(fā)送驅(qū)動(dòng)控制命令，先后驅(qū)動(dòng)移動(dòng)吊臂裝置I各軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)分別移動(dòng)升降射線源和探測(cè)器到達(dá)預(yù)定檢測(cè)位置。系統(tǒng)控制臺(tái)4控制驅(qū)動(dòng)3D球檢測(cè)平臺(tái)2中的萬向驅(qū)動(dòng)輪裝置滾動(dòng)，從而帶動(dòng)球形工件托盤承載內(nèi)部工件沿著所需檢測(cè)的軌跡方向轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)開啟射線源探測(cè)器掃描裝置掃描成像功能，完成CT掃描檢測(cè)。
[0015]移動(dòng)吊臂I如圖2所示，是已有的成型技術(shù)，作為基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)技術(shù)，在本發(fā)明中為輔助結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)是:由Y軸縱向移動(dòng)裝置11，橫向?qū)蚣?2，射線源前后移動(dòng)機(jī)構(gòu)13，探測(cè)器前后移動(dòng)機(jī)構(gòu)14，探測(cè)器升降機(jī)構(gòu)15，射線源升降機(jī)構(gòu)16，探測(cè)器固定架17，射線源固定架18構(gòu)成。其中Y軸縱向移動(dòng)裝置11安裝在檢測(cè)探傷室的房頂上的Y軸縱向工字鋼軌道上，上述Y軸縱向移動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)與工程上廣泛應(yīng)用的移動(dòng)行走吊裝電動(dòng)葫蘆的行走車結(jié)構(gòu)相似，由車輪及驅(qū)動(dòng)電機(jī)構(gòu)成，屬已有技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)整個(gè)檢測(cè)室內(nèi)Y軸縱向軌跡移動(dòng)的功能。在Y軸縱向移動(dòng)裝置11下面安裝橫向?qū)蚣?2，射線源前后移動(dòng)機(jī)構(gòu)13上裝有行走轉(zhuǎn)輪，行走轉(zhuǎn)輪上裝有橫向移動(dòng)電機(jī)，行走轉(zhuǎn)輪安裝在橫向?qū)蚣?2內(nèi)的一端，探測(cè)器前后移動(dòng)機(jī)構(gòu)14上裝有行走轉(zhuǎn)輪，行走轉(zhuǎn)輪上裝有橫向移動(dòng)電機(jī)，行走轉(zhuǎn)輪安裝在橫向?qū)蚣?2內(nèi)的另一端，沿導(dǎo)向架方向可前后移動(dòng)，可實(shí)現(xiàn)射線源前后移動(dòng)機(jī)構(gòu)13和探測(cè)器前后移動(dòng)機(jī)構(gòu)14分別向中心軸線的Xl軸和X2軸前后移動(dòng)調(diào)節(jié)焦距位置。在射線源前后移動(dòng)機(jī)構(gòu)13和探測(cè)器前后移動(dòng)機(jī)構(gòu)14下面分別裝有探測(cè)器升降機(jī)構(gòu)15和射線源升降機(jī)構(gòu)16，在升降機(jī)構(gòu)上裝有升降電動(dòng)機(jī)，可實(shí)現(xiàn)沿Z軸升降移動(dòng)，在探測(cè)器升降機(jī)構(gòu)15下面裝有探測(cè)器固定架17固定安裝探測(cè)器。在射線源升降機(jī)構(gòu)16的下面裝有射線源固定架18固定安裝射線源。
[0016]3D球檢測(cè)平臺(tái)2如圖3圖4所示，其結(jié)構(gòu)是:由萬向驅(qū)動(dòng)輪裝置21牛眼萬向球22上下支撐架23上連接法蘭板24，立架25，升降絲杠副裝置26升降直線導(dǎo)軌27中間連接板28，球形工件托盤29構(gòu)成。其中升降絲杠副裝置26中的絲杠通過標(biāo)準(zhǔn)軸承座安裝固定在立架25的上下端，上端連接固定驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)。在立架25的側(cè)立面上安裝固定升降直線導(dǎo)軌27，直線導(dǎo)軌與連接法蘭板24螺釘連接固定，連接法蘭板24另一端用螺釘固定上下支撐架23的上支撐架，上支撐架四角處螺釘安裝固定4個(gè)標(biāo)準(zhǔn)件牛眼萬向球22，并在支撐架中間用螺釘固定萬向驅(qū)動(dòng)輪裝置21，立架25底端通過螺釘與上下支撐架23的下支撐架連接固定，下支撐架同樣四角處螺釘安裝固定4個(gè)標(biāo)準(zhǔn)件牛眼萬向球22，并在支撐架中間用螺釘固定萬向驅(qū)動(dòng)輪裝置21，在立架25中間位置，螺釘安裝中間連接板28，中間連接板28上螺釘固定安裝一組萬向驅(qū)動(dòng)輪裝置21。在上下支撐架23的牛眼萬向球22中間放置需要承載工件的球形工件托盤29。上下支撐架23上面的牛眼萬向球22與球形工件托盤29的外球殼緊密接觸起到支撐導(dǎo)向作用。再通過上下部萬向輪驅(qū)動(dòng)裝置21及中間水平的萬向輪驅(qū)動(dòng)裝置21的伺服電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)滾球滾動(dòng)，沿著Wl，W2，W3，W4軸向的水平軸向轉(zhuǎn)動(dòng)和垂直軸向的轉(zhuǎn)動(dòng)，滾球通過摩擦將動(dòng)能傳導(dǎo)到聚氨酯球殼，從而使得檢測(cè)工件伴隨球殼做所需任意軌跡方向轉(zhuǎn)動(dòng)。球形工件托盤29根據(jù)其具體檢測(cè)工件配套制作，采用高強(qiáng)度低密度的聚氨酯材料加工，氨酯球殼分上下半球，下半球放置工件后再旋緊扣上上半球球殼，形成一個(gè)封閉圓滑球體。既可以很好的承載工件，也可減少射線透照衰減，在圖像重建之后，通過軟件可以將聚氨酯托盤過濾去除。
[0017]射線源探測(cè)器掃描裝置3屬于成型的已有技術(shù)，主要由射線源和對(duì)應(yīng)接收的探測(cè)器核心部件構(gòu)成。本裝置針對(duì)不同厚度不同形狀的工件選用不同的射線源探測(cè)器配置，對(duì)于尺寸相對(duì)較小厚度較小等工件，選擇XYD-450KV型號(hào)移動(dòng)射線機(jī)，配用XRD 0822AP3成像板進(jìn)行掃描成像，對(duì)于尺寸相對(duì)較大厚度較大等工件普通射線機(jī)功率無法穿透，采用2MeV?9MeV的直線加速器，配用XIH8808系列線陣器，進(jìn)行掃描。射線源探測(cè)器掃描裝置3受系統(tǒng)控制臺(tái)4控制，開啟工作時(shí)，射線源發(fā)射出X射線或高速粒子流穿透被檢測(cè)工件，照在靠近工件檢測(cè)位置的數(shù)字探測(cè)器上，探測(cè)器將接收到的信號(hào)轉(zhuǎn)換成圖像數(shù)字信號(hào)，再將信號(hào)傳輸?shù)较到y(tǒng)控制臺(tái)4上，系統(tǒng)控制臺(tái)4裝有專用CT掃描成像軟件，對(duì)圖像進(jìn)行斷層掃描，掃描一個(gè)固定圓周后，通過計(jì)算機(jī)進(jìn)行系統(tǒng)圖像重建，形成斷層掃描圖片和三維模型，再進(jìn)行內(nèi)部缺陷判斷及存貯等綜合處理。
[0018]系統(tǒng)控制臺(tái)4作為智能檢測(cè)系統(tǒng)的控制中心，采用已有自動(dòng)化的設(shè)計(jì)控制方式的型號(hào)為XRC-MCC型系統(tǒng)控制臺(tái)，為已有成型技術(shù)，其控制結(jié)構(gòu)如圖5所示。在系統(tǒng)控制臺(tái)4的計(jì)算機(jī)通過以太網(wǎng)連接運(yùn)動(dòng)控制部分的運(yùn)動(dòng)控制器、電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置、位置反饋單元、探測(cè)器成像采集單元、射線源控制單元等，運(yùn)動(dòng)控制器通過伺服驅(qū)動(dòng)器完成控制移動(dòng)吊臂X軸伺服電機(jī)A、移動(dòng)吊臂Y軸伺服電機(jī)B、移動(dòng)吊臂Z軸伺服電機(jī)C、3D球工件CT平臺(tái)Z軸伺服電機(jī)D、3D球工件CT平臺(tái)Wl軸伺服電機(jī)E、3D球工件CT平臺(tái)W2軸伺服電機(jī)F轉(zhuǎn)動(dòng)，通過采集位置反饋信息實(shí)現(xiàn)各軸電機(jī)的精確定位，從而完成整套裝置檢測(cè)流程自動(dòng)化，操作臺(tái)采用一體化工業(yè)計(jì)算機(jī)作為控制軟件運(yùn)行平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互控制，可完成機(jī)械傳動(dòng)定位控制，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的監(jiān)控，運(yùn)動(dòng)位置校正，射線發(fā)射與圖像采集的同步控制，工作報(bào)警提示等。系統(tǒng)控制臺(tái)4通過其核心軟件系統(tǒng)，根據(jù)透照射線斷層掃描采集的數(shù)字信息，進(jìn)行系統(tǒng)圖像重建過程，生成三維工件掃描模型或斷層切片圖像。最后再進(jìn)行工件內(nèi)部識(shí)別。
[0019]使用上述裝置的檢測(cè)方法，檢測(cè)流程如圖4所示:第一步，裝載上件階段:將待檢測(cè)工件安裝其設(shè)計(jì)尺寸，在其最外沿邊角處墊上專用膠墊后，將立方體形狀的合金鑄件放置到聚氨酯球形工件托盤29下半球內(nèi)，再旋緊扣上上半球球殼，將球形殼體連同工件用吸盤吊裝到3D球檢測(cè)平臺(tái)2的下支撐架上，驅(qū)動(dòng)電機(jī)調(diào)節(jié)升降絲杠副裝置降下上支撐架使得上下支撐架23上面的牛眼萬向球22與球形工件托盤29的外球殼緊密接觸起到支撐導(dǎo)向作用。再分別調(diào)整上下位置的萬向輪驅(qū)動(dòng)裝置21與球殼中心頂緊，調(diào)整側(cè)面的萬向輪驅(qū)動(dòng)裝置21與球殼側(cè)面中心頂緊;第二步，射線源探測(cè)器準(zhǔn)備階段:系統(tǒng)控制臺(tái)4發(fā)送驅(qū)動(dòng)命令，將移動(dòng)吊臂I移動(dòng)到3D球檢測(cè)平臺(tái)2球殼中心兩側(cè)，驅(qū)動(dòng)調(diào)整探測(cè)器升降機(jī)構(gòu)15和射線源升降機(jī)構(gòu)16將高度調(diào)整到待檢測(cè)位置，調(diào)整射線源前后移動(dòng)機(jī)構(gòu)13和探測(cè)器前后移動(dòng)機(jī)構(gòu)14分別向中心軸線的Xl軸和X2軸前后移動(dòng)調(diào)節(jié)到最佳焦距位置;第三步，CT掃描階段:系統(tǒng)控制臺(tái)4發(fā)送驅(qū)動(dòng)命令，驅(qū)動(dòng)上下部萬向輪驅(qū)動(dòng)裝置21及中間水平的萬向輪驅(qū)動(dòng)裝置21的伺服電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，沿著Wl，W2，W3，W4軸向轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)滾球滾動(dòng)，滾球通過摩擦將動(dòng)能傳導(dǎo)到聚氨酯球殼，從而使得檢測(cè)工件伴隨球殼做所需各方向轉(zhuǎn)動(dòng)，根據(jù)不同型號(hào)工件，將球殼連同工件調(diào)整到最佳透照旋轉(zhuǎn)角度位置。射線源探測(cè)器開啟掃描檢測(cè)工件，同時(shí)系統(tǒng)控制臺(tái)控制驅(qū)動(dòng)聚氨酯球沿最佳透照角度旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)空位精度20"(秒)，直至旋轉(zhuǎn)一周，掃描結(jié)束，若工件較大無法一次掃描全部，則系統(tǒng)控制臺(tái)驅(qū)動(dòng)平移移動(dòng)吊臂I升降或橫向移動(dòng)一個(gè)檢測(cè)掃描有效區(qū)至下一個(gè)掃描區(qū)域，再次開啟射線源探測(cè)器掃描檢測(cè)工件，按旋轉(zhuǎn)空位精度要求，驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)工件，直至旋轉(zhuǎn)一周，掃描結(jié)束。重復(fù)掃描檢測(cè)動(dòng)作直至整體工件全部檢測(cè)完畢；第四步，圖像重建階段:系統(tǒng)控制臺(tái)4通過自身計(jì)算機(jī)所加載的CT掃描軟件，將透照后探測(cè)器采集到的二維投影數(shù)據(jù)，通過軟件的特殊軟件算法進(jìn)行三維重建，構(gòu)建可視化的三維圖像模型或斷層切片圖像;第五步，缺陷識(shí)別判斷階段:系統(tǒng)控制臺(tái)4通過自身計(jì)算機(jī)軟件對(duì)構(gòu)建的三維圖像模型或斷層切片圖像，進(jìn)行圖像分析，識(shí)別缺陷位置及缺陷大小，進(jìn)行缺陷定位，完成后進(jìn)行檢查存檔，并支持導(dǎo)出檢測(cè)結(jié)果;第六步，結(jié)束收尾階段:掃描結(jié)束后關(guān)閉射線系統(tǒng)，移走移動(dòng)吊臂，吊裝卸下聚氨酯球，取出工件，完成檢測(cè)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于3D球檢測(cè)平臺(tái)的工業(yè)CT檢測(cè)裝置。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于3D球檢測(cè)平臺(tái)的工業(yè)CT檢測(cè)裝置的檢測(cè)方法，其特征在于:第一步，裝載上件階段:將待檢測(cè)工件安裝其設(shè)計(jì)尺寸，在其最外沿邊角處墊上專用膠墊后，將立方體形狀的合金鑄件放置到聚氨酯球形工件托盤(29)下半球內(nèi)，再旋緊扣上上半球球殼，將球形殼體連同工件用吸盤吊裝到3D球檢測(cè)平臺(tái)(2)的下支撐架上，驅(qū)動(dòng)電機(jī)調(diào)節(jié)升降絲杠副裝置降下上支撐架使得上下支撐架(23)上面的牛眼萬向球(22)與球形工件托盤(29)的外球殼緊密接觸起到支撐導(dǎo)向作用，再分別調(diào)整上下位置的萬向輪驅(qū)動(dòng)裝置(21)與球殼中心頂緊，調(diào)整側(cè)面的萬向輪驅(qū)動(dòng)裝置(21)與球殼側(cè)面中心頂緊;第二步，射線源探測(cè)器準(zhǔn)備階段:系統(tǒng)控制臺(tái)(4)發(fā)送驅(qū)動(dòng)命令，將移動(dòng)吊臂(I)移動(dòng)到3D球檢測(cè)平臺(tái)(2)球殼中心兩側(cè)，驅(qū)動(dòng)調(diào)整探測(cè)器升降機(jī)構(gòu)(15)和射線源升降機(jī)構(gòu)(16)將高度調(diào)整到待檢測(cè)位置，調(diào)整射線源前后移動(dòng)機(jī)構(gòu)(13)和探測(cè)器前后移動(dòng)機(jī)構(gòu)(14)分別向中心軸線的Xl軸和X2軸前后移動(dòng)調(diào)節(jié)到最佳焦距位置;第三步，CT掃描階段:系統(tǒng)控制臺(tái)(4)發(fā)送驅(qū)動(dòng)命令，驅(qū)動(dòng)上下部萬向輪驅(qū)動(dòng)裝置(21)及中間水平的萬向輪驅(qū)動(dòng)裝置(21)的伺服電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，沿著Wl，W2，W3，W4軸向轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)滾球滾動(dòng)，滾球通過摩擦將動(dòng)能傳導(dǎo)到聚氨酯球殼，從而使得檢測(cè)工件伴隨球殼做所需各方向轉(zhuǎn)動(dòng)，根據(jù)不同型號(hào)工件，將球殼連同工件調(diào)整到最佳透照旋轉(zhuǎn)角度位置，射線源探測(cè)器開啟掃描檢測(cè)工件，同時(shí)系統(tǒng)控制臺(tái)控制驅(qū)動(dòng)聚氨酯球沿最佳透照角度旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)空位精度20"(秒)，直至旋轉(zhuǎn)一周，掃描結(jié)束，若工件較大無法一次掃描全部，則系統(tǒng)控制臺(tái)驅(qū)動(dòng)平移移動(dòng)吊臂(I)升降或橫向移動(dòng)一個(gè)檢測(cè)掃描有效區(qū)至下一個(gè)掃描區(qū)域，再次開啟射線源探測(cè)器掃描檢測(cè)工件，按旋轉(zhuǎn)空位精度要求，驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)工件，直至旋轉(zhuǎn)一周，掃描結(jié)束，重復(fù)掃描檢測(cè)動(dòng)作直至整體工件全部檢測(cè)完畢;第四步，圖像重建階段:系統(tǒng)控制臺(tái)(4)通過自身計(jì)算機(jī)所加載的CT掃描軟件，將透照后探測(cè)器采集到的二維投影數(shù)據(jù)，通過軟件的特殊軟件算法進(jìn)行三維重建，構(gòu)建可視化的三維圖像模型或斷層切片圖像;第五步，缺陷識(shí)別判斷階段:系統(tǒng)控制臺(tái)(4)通過自身計(jì)算機(jī)軟件對(duì)構(gòu)建的三維圖像模型或斷層切片圖像，進(jìn)行圖像分析，識(shí)別缺陷位置及缺陷大小，進(jìn)行缺陷定位，完成后進(jìn)行檢查存檔，并支持導(dǎo)出檢測(cè)結(jié)果;第六步，結(jié)束收尾階段:掃描結(jié)束后關(guān)閉射線系統(tǒng)，移走移動(dòng)吊臂，吊裝卸下聚氨酯球，取出工件，完成檢測(cè)。
【文檔編號(hào)】G01N23/04GK106018443SQ201610534224
【公開日】2016年10月12日
【申請(qǐng)日】2016年7月8日
【發(fā)明人】尚寶剛, 任慧, 王成, 王浩, 夏海濤, 戴東輝, 高波, 王艷偉, 隋瑩瑩, 郭磊, 孫德超, 李芳 , 丁慶玲
【申請(qǐng)人】丹東華日理學(xué)電氣股份有限公司