检测工字型焊件缺陷的X射线实时成像检测系统及其检测方法

摘要

本发明检测工字型焊件缺陷的X射线实时成像检测系统包括画面监控装置、X射线实时成像控制装置、工业机器人、末端执行器、便携式X射线机、装夹平台、控制模块、升降装置、驱动装置、传动装置、工字型焊件，升降装置一端固定在装夹平台的水平平台上另一端放置有平板探测器，平板探测器的输出端与X射线实时成像控制装置连接，驱动装置与夹具通过传动装置连接，控制模块分别与驱动装置、升降装置以及X射线实时成像控制装置相连接。通过工业机器人固定并控制X射线机进行位置及透射角度的调整，控制模块、驱动装置及传动装置对工字型焊件进行旋转来配合X射线机的位置及角度变换，实现工字型焊件各个焊缝部位的检测，提高了检测效率和检测精度。

说明书

技术领域

本发明涉及一种成像检测系统，尤其是一种检测工字型焊件缺陷的X射线实时成像检测系统及其检测方法。

背景技术

目前X射线实时成像检测系统主要由X射线机、平板探测器、计算机、检测工装以及防护装置组成。其原理是：X射线穿透待测构件后被平板探测器接收，平板探测器将不可见的X射线信号转换为可见光图像，再通过图像采集卡将可见光图像转换为数字图像，并输入到现场的计算机中，在计算机上通过控制软件和图像处理软件实现高质量X射线图像的采集和显示。但是，在数字平板式X射线实时成像检测系统度无损检测上，由于X射线机大多固定不动或者只有两个自由度，因而只能广泛应用在工业产品的简单构件的检测上。

在对复杂工字形焊件进行成像检测时，为了满足对焊件所有位置焊缝的检测，以便检测和分析焊缝的内部缺陷，需要设计多自由度的X射线检测装置。

因此有必要提出一种新的X射线实时成像检测系统。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够提高检测效率和检测精度的检测工字型焊件缺陷的X射线实时成像检测系统。

为达到上述目的，本发明可采用如下技术方案：

一种检测工字型焊件缺陷的X射线实时成像检测系统，所述检测工字型焊件缺陷的X射线实时成像检测系统包括：设置在防护铅房外的画面监控装置、设置在防护铅房内的X射线实时成像控制装置、与画面监控装置连接的摄像头、连接有机器人控制面板的工业机器人、安装在所述工业机器人上的末端执行器、安装在末端执行器的便携式X射线机、装夹平台、控制模块、升降装置、驱动装置、传动装置、安装于所述装夹平台中的夹具及固定于夹具中的工字型焊件，所述便携式X射线机安装在末端执行器上并与X射线实时成像控制装置连接，升降装置的一端固定在装夹平台的水平平台上另一端放置有平板探测器，所述平板探测器的输出端也与X射线实时成像控制装置连接，所述驱动装置与夹具通过传动装置连接，所述控制模块分别与驱动装置、升降装置以及X射线实时成像控制装置相连接。

与现有技术相比，本发明通过工业机器人固定并控制X射线机进行位置及透射角度的调整，通过控制模块和驱动、传动装置，对工件进行旋转来配合X射线机的位置及角度变换，更好更快得实现工字型焊件各个焊缝部位的检测，提高了检测效率和检测精度。

一种检测工字型焊件缺陷的X射线实时成像检测系统的检测方法，所述检测工字型焊件缺陷的X射线实时成像检测系统的检测方法包括以下步骤：

步骤1)在防护铅房中，通过拧紧阀门调节夹具末端的伸缩杆将工字型焊件进行固定，同时，将便携式X射线机安装在工业机器人的末端执行器上；

步骤2)通过画面监控装置操作机器人控制面板，控制工业机器人进行运动，将便携式X射线机移动至检测位置；

步骤3)通过X射线实时成像控制装置控制启动便携式X射线机，X射线机发射X射线透过工字型焊件的焊缝后被平板探测器接收，在X射线实时成像控制装置上实时显示成像后的焊缝X射线图像；

步骤4)观察成像图像，通过控制模块调节升降装置的高度，并通过机器人控制面板控制工业机器人调节X射线机的透射角度；

步骤5)当检测完工字型焊件一侧的焊缝时，X射线实时成像控制装置通过控制面板控制工业机器人将便携式X射线机移动至工字型焊件另一侧的焊缝处进行检测，重复步骤3)和步骤4)；

步骤6)当靠近平板探测器的两侧焊缝成像检测完毕后，通过控制模块控制驱动装置转动，驱动装置带动传动装置对夹具进行旋转；

步骤7)重复步骤2)至步骤5)对另外两处位置的焊缝进行检测，完成对工字型焊件全部焊缝的X射线实时成像检测。

与现有技术相比，本发明通过工业机器人固定并控制X射线机进行位置及透射角度的调整，通过控制模块和驱动、传动装置，对工件进行旋转来配合X射线机的位置及角度变换，更好更快得实现工字型焊件各个焊缝部位的检测，提高了检测效率和检测精度。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图；

图2是本发明的部分结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图进一步描述本发明的技术方案。

如图1和图2所示，本发明检测工字型焊件缺陷的X射线实时成像检测系统包括设置在防护铅房外10的画面监控装置11、设置在防护铅房10内的X射线实时成像控制装置12、连接于画面监控装置11的摄像头26、连接有机器人控制面板13的工业机器人14、安装在所述工业机器人14末端的法兰上的末端执行器15，安装在末端执行器15的便携式X射线机16、装夹平台17、控制模块18、升降装置19、驱动装置20、传动装置21、安装于所述装夹平台17中的夹具22以及固定于夹具22中的工字型焊件23。为了看清内部结构，仅在图示中表示出防护铅房10的两面墙。所述升降装置19的一端固定在装夹平台17的水平平台上另一端放置有平板探测器24，所述平板探测器24的输出端也与X射线实时成像控制装置12连接。

所述便携式X射线机16安装在末端执行器15上并与X射线实时成像控制装置12连接。当根据X射线实时成像控制装置12的实时监控画面对机器人控制面板13进行对工业机器人14的运动操作时，安装在所述工业机器人14上的末端执行器15随着工业机器人14的运动而运动，并且安装在末端执行器15上的便携式X射线机16随着末端执行器15的运动移动至具体检测位置(即靠近平板探测器24的一处焊缝)。当根据X射线实时成像控制装置12上的软件控制启动便携式X射线机16时，便携式X射线机16发射的X射线透过焊缝后被下端的平板探测器24接收后，在X射线实时成像控制装置12上实时显示成像后的焊缝X射线图像。

通过观察成像画面，在X射线实时成像控制装置12的控制软件上通过控制模块18适当调节升降装置19的高度，以及通过机器人控制面板13控制工业机器人14调节便携式X射线机16的透射角度，从而使实时成像画面的质量达到最佳状态。当检测完一侧的焊缝时，通过机器人控制面板13控制工业机器人14将便携式X射线机16移动至另一侧的焊缝处进行成像。

所述夹具22的末端具有可以伸缩的伸缩杆。所述检测工字型焊件缺陷的X射线实时成像检测系统还具有调节伸缩杆伸缩位置并对工字型焊件23夹持的松紧程度进行调节的拧紧阀门25。所述驱动装置20与夹具22通过传动装置21连接，所述控制模块18分别与驱动装置20、升降装置19以及X射线实时成像控制装置12相连接。当底下靠近平板探测器24两侧焊缝成像检测完毕后，X射线实时成像控制装置12通过控制模块18控制驱动装置20转动，并通过传动装置21对夹具22进行旋转，实现对工字型焊件23的180°旋转。再根据上述方法，对另外两处焊缝进行成像检测，最终完成对工字型焊件23全部焊缝的X射线实时成像检测。

现对本申请利用检测工字型焊件缺陷的X射线实时成像检测系统检测工字型焊件的方法进行说明。所述检测工字型焊件缺陷的X射线实时成像检测系统的检测方法包括以下步骤：

步骤1)在防护铅房10中，通过拧紧阀门25调节夹具22末端的伸缩杆将工字型焊件23进行固定，同时，将便携式X射线机16安装在工业机器人14的末端执行器15上；

步骤2)通过画面监控装置11操作机器人控制面板13，控制工业机器人14进行运动，将便携式X射线机16移动至检测位置；

步骤3)通过X射线实时成像控制装置12控制启动便携式X射线机16，便携式X射线机16发射X射线透过工字型焊件23的焊缝后被平板探测器24接收，在X射线实时成像控制装置12上实时显示成像后的焊缝X射线图像；

步骤4)观察成像图像，通过控制模块18调节升降装置19的高度，并通过机器人控制面板13控制工业机器人14调节便携式射线机16的透射角度；

步骤5)当检测完工字型焊件23一侧的焊缝时，X射线实时成像控制装置12通过机器人控制面板13控制工业机器人14将便携式X射线机16移动至工字型焊件23另一侧的焊缝处进行检测，重复步骤3)和步骤4)；

步骤6)当靠近平板探测器24的两侧焊缝成像检测完毕后，X射线实时成像控制装置12通过控制模块18控制驱动装置20转动，驱动装置20带动传动装置21对夹具22进行旋转；

步骤7)重复步骤2)至步骤5)对另外两处位置的焊缝进行检测，完成对工字型焊件23全部焊缝的X射线实时成像检测。

所述检测工字型焊件缺陷的X射线实时成像检测系统的成像检测工作在防护铅房10中进行；所述检测工字型焊件缺陷的X射线实时成像检测系统的画面监控、成像图像实时显示以及控制操作在防护铅房10外进行。

本发明的具体实现方法和途径很多，以上所述仅是本发明的优选实施方式。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。本实施例中未明确的各组成部分均可用现有技术加以实现。