[发明专利]相控阵探头扫查轨迹自纠偏系统及方法

权利要求书

1.一种相控阵探头扫查轨迹自纠偏系统，其特征在于包括工控机(1)、相控阵超声无损检测仪(2)、机器人控制柜(3)、六轴机器人(4)、质检工装(5)、机器人基座(6)、相控阵校核标准CSK-IA试块、相控阵校核标准CSK-IIA试块、带垫板对接焊缝，固定在机器人基座(6)上的六轴机器人(4)夹持相控阵探头(10)对带垫板对接焊缝进行超声扇形扫查质检，相控阵探头(10)将质检信息通过数据线实时传输到相控阵超声无损检测仪(2)上，相控阵超声无损检测仪(2)将扇形扫描信息传输于工控机(1)，实时对焊缝内部状态进行分析，对焊缝根部两侧固有的未焊透缺陷实时跟踪与定位，依据两侧固有的未焊透缺陷在扇形扫描图像上的未焊透缺陷区域形心坐标，确定焊缝根部两侧固有的未焊透缺陷区域形心处的相控阵超声声波L波与R波，通过构建相控阵探头到焊缝中心距离S的求取模型，求取每一帧扇形扫描图像下相控阵探头(10)到焊缝中心的距离S，并求出相控阵探头(10)扫查示教轨迹与理论轨迹的横向偏差，再反馈给机器人控制柜(3)，通过控制系统实时消除横向偏差，实现相控阵探头(10)扫查过程中轨迹智能纠偏；

所述的质检工装(5)包含CCD相机(9)、缓冲弹簧(7)、相控阵探头(10)与连接板(11)，所述CCD相机(9)视觉监控带垫板对接焊缝的表面状态，CCD相机(9)与相控阵探头(10)分别安装于连接板(11)两侧，缓冲弹簧(7)的一端与连接板(11)连接，另一端与法兰(8)连接，质检工装(5)整体通过连接板(11)上端的法兰(8)固定在六轴机器人(4)前端，对带垫板对接焊缝进行质检时相控阵探头(10)贴紧母材表面并产生一定的压力，位于焊缝一侧，沿着焊缝的方向进行扫查，缓冲弹簧(7)确保相控阵探头(10)不受刚性碰撞损伤，同时使质检过程中相控阵探头(10)与带垫板对接焊缝始终保持良好耦合，保证相控阵质检结果的可靠性；

所述的质检工装(5)的相控阵探头(10)由斜楔形块与相控阵超声换能器构成，相控阵超声换能器安装固定到斜楔形块的斜面上，斜楔形块固定在连接板(11)上，相控阵探头(10)位于六轴机器人(4)的前端，通过六轴机器人(4)各关节运动实现对带垫板对接焊缝内部质量质检；

所述的相控阵探头(10)在带垫板对接焊缝的左侧或右侧沿焊缝方向进行质检时，焊缝根部两侧的固有的未焊透缺陷始终存在反射回波，在扇形扫描图像上固有存在两侧未焊透缺陷，工控机(1)相控阵质检分析软件成像区域内的扇形扫描图像各个像素点映射对应相控阵探头发出的不同声束。