[发明专利]一种双机械臂数字射线检测装置及自动化检测方法

说明书

本发明涉及一种双机械臂数字射线检测装置及自动化检测方法，属于射线无损检测领域，解决了现有工件检测系统中运动机构设计复杂，控制难度大、无法实现自动化检测以及对复杂曲面工件无法实现垂直透照检测的问题。本申请提供了一种双机械臂数字射线检测装置和基于该检测装置的自动化检测方法。该装置通过在工件两侧设置两个机械臂带动射线源和探测器运动，降低了运动机构控制难度，同时能够实现对工件任意位置、任意角度、任意放大率的检测；同时基于该装置，通过编写机械臂控制程序，实现了工件的自动化检测，基于工件三维模型通过计算机图形学获取扫描路径点的方式实现了对复杂曲面垂直透照的自动化检测。该装置以及方法能够广泛应用于工件无损检测领域，降低控制难度、提高检测的自动化。

本发明涉及数字射线无损检测领域，尤其涉及一种双机械臂数字射线检测装置及自动化检测方法。

背景技术

无损检测是工业发展中必不可少的工具，在一定程度上反映了一个国家工业发展水平。X射线检测技术作为一种常规的无损检测方法，其应用于工业领域已有近百年的历史。在早期以及现在的一些工业领域(如军工制造领域)，X射线检测通常以胶片照相为主要检测方法，这种检测方法存在检测周期长、检测效率低、检测费用高、暗室处理废液污染环境等问题，已不适应信息化时代的无损检测发展趋势。目前，数字射线无损检测技术在工业领域已经得到了广泛应用。在确保产品检测质量的前提下，数字射线无损检测技术具有检测速度快、检测成本低、图像易保存、易实现远程分析和诊断等特点，是射线检测发展的方向。采用数字射线无损检测技术可以通过灰度调节、增强、锐化等数字图像处理方法提高图像对比度，提高缺陷的辨识力，进一步采用缺陷识别算法实现缺陷自动筛选、定位、分类，从而实现智能化评片，大大提高了缺陷识别的准确性和评片效率。

目前，数字射线检测方案通常都是将工件放置到载物台上，载物台位于射线管和探测器的中间，从而实现X射线对工件的透照成像。为满足对不同工件尺寸、不同工件位置、不同透照角度、不同放大比的透照要求，需要在射线管、探测器、工件载物台增加多个运动自由度。由于数字射线检测的成像视野受探测器平面大小、射线辐射角度及成像放大比等因素的限制，为了满足对大尺寸工件的全覆盖检测，通常会对射线管和探测器(或工件载物台)增加多个直线运动自由度，从而扩大检测范围。为了满足对工件不同角度的检测，通常会采用工件载物台旋转或射线管探测器旋转(如C形臂)的方案实现。

对于上述通用工件检测系统，为了能够满足对不同工件尺寸、不同工件位置、不同透照角度、不同放大比的透照要求，需要对射线源、探测器、工件载物台增加多个运动自由度，通常需要10个运动自由度左右，对于不同角度的检测，尤其需要对多个旋转轴方向进行多角度检测时，或者需要沿工件表面法向方向检测时，系统机械运动机构将设计的非常复杂，使得运动控制也变得异常复杂，同时基于这种复杂运动机构的检测装置也无法实现自动化检测。

另外，对于复杂曲面的工件，现有的数字射线检测方法无法实现对工件任意表面位置的垂直透照，而倾斜透照增加了射线的穿透壁厚，同样影响成像灵敏度和成像质量，并且无法定位缺陷所在工件表面的具体位置。

发明内容

鉴于上述的分析，为解决现有工件检测系统运动机构控制难度大、无法实现自动检测、无法实现对复杂曲面工件垂直透照检测的问题，本发明实施例旨在提供一种双机械臂数字射线检测装置和基于该装置的自动化检测方法。

一方面，本发明实施例提供了一种双机械臂数字射线检测装置，该装置包括射线源、探测器、工件转台、第一机械臂、第二机械臂、控制系统以及数据采集系统；

第一机械臂和第二机械臂放置在工件转台两侧，射线源和探测器分别安装在第一机械臂和第二机械臂上；

待测工件安装在工件转台上；

数据采集系统用于采集探测器成像数据；

控制系统通过调节第一机械臂和第二机械臂各运动轴而改变探测器和射线源的位置和方向，实现对工件的检测；扫描中射线源中心射束始终垂直于探测器表面并过探测器中心点。