BE1026211B1

BE1026211B1 - Robotsysteem en methode voor niet-destructief testen

Info

Publication number: BE1026211B1
Application number: BE2018/5255A
Authority: BE
Inventors: Schutter Joris De
Original assignee: Flexible Robotic Solutions Bvba
Priority date: 2018-04-16
Filing date: 2018-04-16
Publication date: 2019-11-18
Also published as: KR20210003146A; US20210148866A1; US11422116B2; JP2021522520A; WO2019201925A1; CA3097239A1; EP3781937B1; EP3781937A1; BE1026211A1

Abstract

Robotsysteem voor het niet-destructief testen (NDT) van een testobject, bevattend: een eindefefctor met een NDT-omvormer geconfigureerd om een NDT uit te voeren op het oppervlak van het testobject; een geheugen geconfigureerd om een voorafbepaad pad van genoemde NDT-omvormer te op te slaan; een regelaar geconfigureerd om een actuatisignaal te generen gebaseerd op genoemd voorafbepaald pad; en een positioneertoestel geconfigureerd om de positie en/of oriëntatie van de eindeffector relatief ten opzichte van het testobject te regelen gebaseerd op genoemd actuatiesignaal. De regelaar is geconfigureerd om metingen van genoemde NDT-omvormer te verwerken en om een terugkoppelsignaal te generen gebaseerd op de verwerkte NDT-metingen. Het positioneertoestel is geconfigureerd om de positie en/of oriëntatie van de eindeffector te regelen op basis van het terugkoppelsignaal. Bijgevolg kan de positie en/of oriëntatie van de NDT-omvormer relatief ten opzichte van het testobject automatisch aangepast worden om de kwaliteit van de NDT-meting te verbeteren.

Description

Robotsysteem en methode voor niet-destructief testen

Technisch vakgebied

De voorliggende uitvinding heeft betrekking op een robotsysteem voor niet-destructief testen (NDT) van een testobject en op een methode voor NDT van een testobject gebruik makend van een robotsysteem.

Stand van de techniek

NDT bestaat uit een brede groep van analysetechnieken gebruikt in de industrie om de eigenschappen van een materiaal, component of systeem te evalueren zonder schade te veroorzaken.

Ultrasoon testen (UT) is één van de meest gebruikte technieken voor NDT. UT is gebaseerd op de voortplanting van ultrasone golven in het object of het materiaal dat moet getest worden en kan gebruikt worden om niet-homogeniteiten in dichtheid of elasticiteit te detecteren, zoals caviteiten of materiaaldefecten. UT kan bijvoorbeeld gebruikt worden om de kwaliteit van geperst plaatstaal of assemblagebewerkingen te testen. In het bijzonder bestaan sommige voertuigdeuren uit binnen- en buitenplaatstaalonderdelen die samengelijmd, geplooid en gelast worden langsheen de randen van de deurranden en waarbij UT wordt uitgevoerd om de correctheid van de lijmverbinding na te kijken.

In UT wordt een ultrasoonomvormer, verbonden met een diagnoseof meetverwerkingssysteem, over het te inspecteren object bewogen. De omvormer is typisch gescheiden van het object door een koppelvloeistof (zoals olie) of door water, zoals in onderdompeltesten.

Manueel UT met een draagbaar diagnosesysteem en een in de hand gehouden omvormer is gewoonlijk de eenvoudigste en minst dure techniek om toe te passen. In manueel UT volgt een operator typisch visueel een golfvorm op een grafisch beeldscherm verbonden met het meetverwerkingssysteem terwijl hij de omvormer beweegt over het oppervlak van het testobject. Manueel UT vereist zorgvuldige aandacht

BE2018/5255 van een ervaren operator. Het is daarom vermoeiend en traag, in het bijzonder wanneer een dichte of volledige dekking van het te inspecteren object vereist is. Het is ook bekend dat testobjecten die ruw, onregelmatig qua vorm, zeer klein, dun of niet-homogeen zijn, moeilijk te inspecteren zijn.

Ultrasoon meten met een rij van gefaseerde omvormers (phased array (PA) ultrasonics) is een geavanceerde methode van UT waarin een groot volume van materiaal kan getest worden door de bundel van een PA-probe elektronisch te focusseren en te slepen langsheen het oppervlak zonder de probe te bewegen. De bundel is regelbaar omdat een PA-probe opgebouwd is uit meerdere kleine transducers die elk individueel een puls kunnen aanleggen. PA-UT is daarom in staat om het inspectieproces te versnellen, maar PA-probes zijn typisch groter dan monolithische probes die slechts één transducer bevatten, en daarom is het mogelijk dat ze niet geschikt zijn voor sommige toepassingen met ruimtebeperkingen.

Omdat manueel testen typisch niet praktisch is voor het 100% inspecteren van testobjecten wegens de tijd die nodig is voor het inspecteren en het documenteren van de testresultaten, zijn geautomatiseerde oplossingen voor NDT, en in het bijzonder voor UT, ontwikkeld. Geautomatiseerd UT gebruikt typisch één of meerdere omvormers met waterspuiters, bakken gevuld met water of een waterbad om de akoestische koppeling in stand te houden. Typisch worden de één of meerdere omvormers en/of het testobject bevestigd op de eindeffector van één of meerdere positioneertoestellen, zoals robots, om relatieve beweging te genereren tussen de één of meerdere omvormers en het testobject.

Geautomatiseerde UT-oplossingen met waterspuiters of waarbij het testobject ondergedompeld is in water hebben het voordeel dat er geen contact vereist is tussen de omvormer en het testobject. Deze oplossingen zijn echter niet altijd praktisch of kostenefficiënt.

BE2018/5255

Andere geautomatiseerde UT-oplossingen vereisen nog steeds contact tussen de omvormer en het testobject. In zulke oplossingen vereist het in stand houden van een gepast contact om een kwaliteitsvolle UTmeting te garanderen tijdens de beweging van de omvormer over het testobject een methode om de contactkrachten en/of contactmomenten tussen de omvormer en het testobject te regelen.

Zulke methode kan passief zijn, bijvoorbeeld door gebruik te maken van veren, of actief, bijvoorbeeld door hybride positie/kracht-regeling van de robotarm, een methode gekend in de robotica waarbij contactkrachten en/of -momenten gemeten worden en teruggekoppeld worden naar het controlesysteem van de robot.

Bovendien laten gekende technieken in de robotica toe om gemeten contactkrachten en/of -momenten te gebruiken in automatische regelaars voor het volgen van oppervlakken of randen die, minstens gedeeltelijk, de vereiste relatieve beweging tussen omvormer en testobject on-line genereren tijdens het volgen van het oppervlak of de rand.

Nochtans, zelfs met passieve of actieve regeling van de contactkrachten en/of -momenten tussen de omvormer en het testobject is het niet altijd mogelijk om een gepast contact dat een kwaliteitsvolle UTmeting garandeert in stand te houden terwijl de omvormer over het object beweegt, in het bijzonder wanneer delen van het testobject ruw, onregelmatig qua vorm, zeer klein, dun of niet-homogeen zijn.

Onthulling van de uitvinding

Het is een doel van voorliggende uitvinding om een robotsysteem te voorzien voor het niet-destructief testen (NDT) van een testobject waarbij één of meerdere nadelen in de stand der techniek worden opgelost.

Dit doel wordt overeenkomstig de uitvinding bereikt met een robotsysteem voor het niet-destructief testen (NDT) van een testobject. Het robotsysteem bevat: een eindeffector met een NDT-omvormer, geconfigureerd om een NDT uit te voeren op het oppervlak van een

BE2018/5255 testobject; een geheugen geconfigureerd om een voorafbepaald pad van genoemde NDT-omvormer over het oppervlak van het testobject te op te slaan; een regelaar geconfigureerd om een actuatiesignaal te genereren gebaseerd op genoemd voorafbepaald pad; en een positioneertoestel geconfigureerd om de positie en/of oriëntatie van de eindeffector relatief ten opzichte van het testobject dat moet getest worden te regelen gebaseerd op genoemd actuatiesignaal, waarbij de regelaar een NDTmodule bevat geconfigureerd om metingen van genoemde NDT-omvormer te verwerken en om een terugkoppelsignaal te genereren op basis van de verwerkte NDT-metingen, waarbij het positioneertoestel verder geconfigureerd is om de positie en/of oriëntatie van de eindeffector te regelen op basis van het terugkoppelsignaal.

Vandaar is het positioneertoestel, bij voorkeur een geregeld positioneertoestel met meerdere vrijheidsgraden zoals een robotarm, in staat om de eindeffector met de NDT-omvormer relatief ten opzichte van het oppervlak van het testobject te positioneren gebaseerd op het voorafbepaald pad. Bovendien worden de metingen gegenereerd door de NDT-omvormer gebruikt door de regelaar, in het bijzonder door een NDTmodule binnen de regelaar, om een terugkoppelsignaal te genereren naar het positioneertoestel dat het terugkoppelsignaal gebruikt om de positie en/of oriëntatie van de eindeffector en dus ook van de NDT-omvormer te regelen. Bijgevolg heeft het robotsysteem volgens voorliggende uitvinding het voordeel dat de positie en/of oriëntatie van de NDT-omvormer relatief ten opzichte van het oppervlak van het testobject automatisch aangepast kan worden, door gebruik te maken van het terugkoppelsignaal, om de kwaliteit van het NDT-meetsignaal te verbeteren en/of te optimaliseren.

Hierdoor is het robotsysteem in staat om een kwaliteitsvolle NDTmeting te verschaffen in aanwezigheid van: afwijkingen tussen het CADmodel of het puntenwolkmodel dat gebruikt werd om het voorafbepaald pad te genereren en de effectieve geometrie van het testobject; uitlijningsfouten tussen de gemodelleerde positie en/of oriëntatie van het

BE2018/5255 testobject en zijn werkelijke positie en/of oriëntatie; afwijkingen tussen het voorafbepaald pad van de eindeffector en het werkelijk uitgevoerde pad; en/of lokale onregelmatigheden van het testobject in termen van geometrie en ruwheid. Bovendien kan deze kwaliteitsvolle meting verkregen worden zonder het gebruik van een spuiter of van onderdompeling van het testobject in water.

In een uitvoering van voorliggende uitvinding bevat het robotsysteem verder een krachtmeetsysteem geconfigureerd om metingen te verschaffen van de contactkrachten en/of -momenten tussen de NDTomvormer en het oppervlak van het testobject en bevat de regelaar verder een krachtmeetmodule geconfigureerd om de metingen van genoemd krachtmeetsysteem te verwerken en om een verder terugkoppelsignaal te genereren gebaseerd op de verwerkte krachtmetingen, waarbij het positioneertoestel verder geconfigureerd is om de positie en/of oriëntatie van de eindeffector te regelen gebaseerd op het verdere terugkoppelsignaal om de gewenste contactkrachten en/of -momenten tussen de NDT-omvormer en het oppervlak van het testobject tot stand te brengen.

In deze uitvoering combineert het robotsysteem terugkoppeling van zowel metingen van de contactkrachten/momenten als NDT-metingen om tegelijkertijd een geschikte contactdruk tot stand te brengen tussen de NDT-omvormer en het oppervlak van het testobject, zoals voorgeschreven door de gewenste contactkrachten en/of -momenten, en een optimale positie en/of oriëntatie van de NDT-omvormer relatief ten opzichte van het oppervlak van het testobject om een optimale NDT-meetkwaliteit te verwezenlijken.

Bijgevolg zijn er bijkomende verbeteringen in de kwaliteit van de NDT-meting in aanwezigheid van: afwijkingen tussen het CAD-model of het puntenwolkmodel dat gebruikt werd om het voorafbepaald pad te genereren en de effectieve geometrie van het testobject; uitlijningsfouten tussen de gemodelleerde positie en/of oriëntatie van het testobject en zijn

BE2018/5255 werkelijke positie en/of oriëntatie; afwijkingen tussen het voorafbepaald pad van de eindeffector en het werkelijk uitgevoerde pad; en/of lokale onregelmatigheden van het testobject in termen van geometrie en ruwheid. Bovendien kan deze kwaliteitsvolle meting verkregen worden zonder het gebruik van een spuiter of van onderdompeling van het testobject in water.

In een uitvoering van voorliggende uitvinding bevat het krachtmeetsysteem een krachtomvormer en/of een koppelomvormer gemonteerd op of binnenin de eindeffector. Als alternatief kan de mogelijkheid tot krachtmeting verkregen worden door één of meerdere koppelomvormers te integreren in het positioneertoestel, bijvoorbeeld binnenin één of meerdere gewrichten van de robotarm. De mogelijkheid tot krachtmeting kan ook verkregen worden door stroommeting in één of meerdere van de elektrische gewrichtsactuatoren van de robotarm. Het mag duidelijk zijn dat andere middelen om krachten te meten ook mogelijk zijn.

In een uitvoering van voorliggende uitvinding is de regelaar verder geconfigureerd om genoemd voorafbepaald pad te wijzigen gebaseerd op de metingen van genoemd krachtmeetsysteem en/of de NDT-metingen, waarbij het geheugen verder geconfigureerd is om het gewijzigde pad te op te slaan. Verder kan het genoemde pad ook gewijzigd worden overeenkomstig de statistische eigenschappen van de aangepaste positie en/of oriëntatie van de NDT-omvormer resulterend uit meerdere NDTsequenties uitgevoerd op hetzelfde testobject of op verschillende testobjecten met een gelijkaardige vorm.

Dit is in het bijzonder nuttig in situaties waarbij meerdere gelijkaardige testobjecten of delen daarvan getest moeten worden, omdat de robot zal starten van een verbeterd voorafbepaald pad voor de volgende NDT.

In een uitvoering van voorliggende uitvinding bevat genoemde regelaar verder een padgenereermodule geconfigureerd om minstens een

BE2018/5255 deel van genoemd voorafbepaald pad te genereren gebruik makend van een regelalgoritme voor het automatisch volgen van een oppervlak of een regelalgoritme voor het automatisch volgen van een rand gebaseerd op de metingen van genoemd krachtmeetsysteem.

In deze uitvoering wordt het voorafbepaald traject niet gegenereerd gebaseerd op een gedetailleerd geometrisch model, zoals een CADmodel of een puntenwolk van het testobject, maar wordt het gegenereerd gebruik makend van een regelalgoritme voor het automatisch volgen van een oppervlak en/of rand dat gebruik maakt van de gemeten contactkrachten en/of -momenten tussen de NDT-omvormer en het oppervlak van het testobject. Zulk volgalgoritme wordt typisch gebruikt tijdens een leer- of programmeerfase. Het oppervlak kan al dan niet dubbelgekromd zijn, dit wil zeggen gekromd in één of twee richtingen. Bijgevolg, wanneer een gedetailleerd geometrisch model niet beschikbaar is, of, wanneer wel beschikbaar, niet gebruikt mag worden om een robottrajectorie te genereren, is het robotsysteem toch in staat om NDT uit te voeren. Bovendien laat dit toe om op een meer intuïtieve manier het pad voor de robot te programmeren.

In een alternatieve uitvoering van voorliggende uitvoering is het voorafbepaald pad gebaseerd op een geometrisch model van het testobject, in het bijzonder een CAD-model of een puntenwolk.

Dit vermijdt tijdsverlies door de noodzaak om een leerfase of programmeerfase te doorlopen om een voorafbepaald pad te genereren.

Verder, in een andere uitvoering van voorliggende uitvinding, kan het geometrisch model van het testobject gecombineerd worden met het regelalgoritme voor het volgen van een oppervlak en/of rand. In deze uitvoering incorporeert het regelalgoritme voor het volgen van een oppervlak en/of rand de beschikbare geometrische informatie als initiële informatie. Bijgevolg kan het pad sneller en nauwkeuriger worden gegenereerd gebruik makend van het initiële benaderende model van het test object.

BE2018/5255

In een uitvoering van voorliggende uitvinding bevat genoemde NDT-omvormer een ultrasone NDT-omvormer geconfigureerd om ultrasone testen (UT) uit te voeren. UT is een veelgebruikte methode voor niet-destructief testen gebaseerd op de voortplanting van ultrasone golven in het object of het materiaal dat moet getest worden. Een typische toepassing is het meten van de dikte van een testobject. Andere toepassingen hebben betrekking op de detectie van niet-homogeniteiten in dichtheid of elasticiteit in materialen zoals een caviteit of materiaaldefect. UT wordt in vele industriële sectoren gebruikt met inbegrip van staal- en aluminiumbouw, metallurgie, maakindustrie, lucht- en ruimtevaart, automobiel- en andere transportsectoren.

Alternatief kan de NDT-meting overeenkomen met een andere dan ultrasone meting. Zowel UT als andere NDT-metingen kunnen al dan niet contact vereisen tussen de NDT-omvormer en het oppervlak van het testobject. In het laatste geval is de regeling van contactkrachten en/of momenten niet vereist en kan deze al dan niet vervangen worden door regeling van de afstand tussen de omvormer en het oppervlak van het testobject, en hun relatieve oriëntatie.

In een uitvoering van voorliggende uitvinding bevat het positioneertoestel een hybride bewegings/kracht-regeling geconfigureerd om, in het bijzonder gelijktijdig, de positie en/of oriëntatie van de eindeffector samen met de contactkrachten en/of -momenten te regelen.

Alternatief kan het positioneertoestel een impedantieregelaar of admittantieregelaar bevatten geconfigureerd om de positie en/of oriëntatie van de eindeffector te regelen.

In een uitvoering van voorliggende uitvoering wordt de eindeffector voorzien van een omvormerhouder geconfigureerd om genoemde NDTomvormer vast te houden.

De omvormerhouder verschaft een geschikte manier om de NDTomvormer te bevestigen en laat een gemakkelijke vervanging ervan toe.

BE2018/5255

In een uitvoering van voorliggende uitvinding is het positioneertoestel geconfigureerd om enkel de oriëntatie van de eindeffector te regelen gebaseerd op het terugkoppelsignaal, terwijl de positie van de eindeffector al dan niet geregeld kan worden gebaseerd op het verdere terugkoppelsignaal.

Deze uitvoering van voorliggende uitvinding is bijzonder nuttig in UT in het geval de lengte (dimensie volgens de x-as) en/of breedte (dimensie volgens de y-as) van de NDT-omvormer klein is/zijn, wat betekent dat de contactmomenten uit het vlak tussen de NDT-omvormer en het testobject in de overeenkomstige richtingen (respectievelijk momenten rond y-as en x-as) klein zijn en niet gemeten noch nauwkeurig geregeld kunnen worden om een geschikte, bijvoorbeeld parallelle, alignering van het contactoppervlak van de NDT-sensor met het oppervlak van het testobject in stand te houden, hetgeen nodig is om een kwaliteitsvolle NDT-meting te garanderen.

Zulke kleine afmetingen van de NDT-omvormer kunnen nodig zijn, bijvoorbeeld om bepaalde gebieden van het testobject zoals randen te bereiken ten gevolge van de bijzondere geometrie van het testobject of ten gevolge van andere beperkingen in de meetopstelling.

Het is een doel van voorliggende uitvinding om een methode te verschaffen voor niet-destructief testen (NDT) van een testobject waarbij één of meerdere nadelen in de stand der techniek worden opgelost.

Dit doel wordt overeenkomstig de uitvinding bereikt met een methode voor NDT van een testobject gebruik makend van een robotsysteem zoals hierboven beschreven. De methode bevat volgende stappen: inladen van minstens een deel van genoemd voorafbepaald pad; bewegen, door het positioneertoestel, van de NDT-omvormer over een deel van het oppervlak van het testobject; genereren, door de NDTomvormer, van een NDT-meting van genoemd deel van het oppervlak van het testobject; verwerken, door de regelaar, van genoemde NDT-meting; genereren, door de regelaar, van genoemd terugkoppelsignaal; en

BE2018/5255 aanpassen, door het positioneertoestel, van de positie en/of oriëntatie van de eindeffector gebaseerd op het terugkoppelsignaal.

De methode heeft dezelfde voordelen als het hierboven beschreven robotsysteem en, in het bijzonder, levert een kwaliteitsvolle NDT-meting in de aanwezigheid van: afwijkingen tussen het CAD-model of het puntenwolkmodel dat gebruikt werd om het voorafbepaald pad te genereren en de effectieve geometrie van het testobject; uitlijningsfouten tussen de gemodelleerde positie en/of oriëntatie van het testobject en zijn werkelijke positie en/of oriëntatie; afwijkingen tussen het voorafbepaald pad van de eindeffector en het werkelijk uitgevoerde pad; en/of lokale onregelmatigheden van het testobject in termen van geometrie en ruwheid. Bovendien kan deze kwaliteitsvolle meting verkregen worden zonder het gebruik van een spuiter of van onderdompeling van het testobject in water.

In een uitvoering van voorliggende uitvinding bevat de methode verder volgende stappen: genereren, door het krachtmeetsysteem, van een meting van de contactkrachten en/of contactmomenten tussen de NDT-omvormer en genoemd deel van het oppervlak van het testobject; verwerken, door de regelaar, van genoemde krachtmeting; genereren, door de regelaar, van genoemd verder terugkoppelsignaal; en aanpassen, door het positioneertoestel, van de positie en/of oriëntatie van de eindeffector gebaseerd op het verdere terugkoppelsignaal.

Deze uitvoering heeft dezelfde voordelen als het hierboven beschreven robotsysteem en, in het bijzonder, verbetert verder de kwaliteit van de NDT-meting in aanwezigheid van: afwijkingen tussen het CADmodel of het puntenwolkmodel dat gebruikt werd om het voorafbepaald pad te genereren en de effectieve geometrie van het testobject; uitlijningsfouten tussen de gemodelleerde positie en/of oriëntatie van het testobject en zijn werkelijke positie en/of oriëntatie; afwijkingen tussen het voorafbepaald pad van de eindeffector en het werkelijk uitgevoerde pad; en/of lokale onregelmatigheden van het testobject in termen van

BE2018/5255 geometrie en ruwheid. Bovendien kan deze kwaliteitsvolle meting verkregen worden zonder het gebruik van een spuiter of van onderdompeling van het testobject in water.

In een uitvoering van voorliggende uitvinding worden het genoemde terugkoppelsignaal en/of het genoemde verdere terugkoppelsignaal continu gegenereerd. Met andere woorden, de positie en/of oriëntatie van de NDT-omvormer kan continu aangepast worden gebaseerd op de NDTmeting en/of de gemeten contactkrachten en/of contactmomenten.

In deze uitvoering worden volgen van het oppervlak en aanpassing van de positie en oriëntatie gebaseerd op de één of meerdere terugkoppelsignalen van de NDT-module en/of de krachtmeetmodule gelijktijdig uitgevoerd, resulterend in een continue aanpassing van de positie en/of oriëntatie van de NDT-omvormer tijdens het volgen van het oppervlak overeenkomstig het voorafbepaald pad.

Bij voorkeur, om dubbelzinnigheid over de richting in dewelke gecorrigeerd moet worden te helpen opheffen, kan een bijkomend signaal, veelal aangeduid als actief-waarnemingssignaal, gesuperponeerd worden op het voorafbepaald pad. De juiste richting in dewelke de oriëntatie van de NDT-omvormer moet aangepast worden kan dan gevonden worden uit de correlatie tussen het actief-waarnemingssignaal en de één of meerdere terugkoppelsignalen van de NDT-module en/of de krachtmetingmodule.

In een alternatieve uitvoering van voorliggende uitvinding wordt het terugkoppelsignaal en/of verdere terugkoppelsignaal met tussenpozen gegenereerd. Met andere woorden, de positie en/of oriëntatie van de NDT-omvormer worden aangepast op een discontinue manier. In zulk geval wisselt de regelaar typisch tussen een mode voor het volgen van het oppervlak en een mode voor het aanpassen van de positie en/of oriëntatie van de NDT-omvormer. Dus, het robotsysteem blijft de NDT-omvormer bewegen relatief ten opzichte van het testobject met translatie- en rotatiesnelheden overeenkomstig het voorafbepaald pad totdat de kwaliteit van de NDT-meting, bijvoorbeeld zoals aangegeven door een maat voor

BE2018/5255 de kwaliteit berekend op basis van de één of meerdere terugkoppelsignalen van de NDT-module, de regelaar schakelt van de volgmode naar de aanpassingsmode. In de aanpassingsmode zoekt het robotsysteem een aanvaardbare, verbeterde of optimale positie en/of oriëntatie van de NDT-omvormer relatief ten opzichte van het oppervlak (bijvoorbeeld een parallelle uitlijning tussen het contactoppervlak van de NDT-omvormer met het oppervlak van het testobject) door de positie en/of oriëntatie van de NDT-omvormer te wijzigen in één of meerdere richtingen, achtereenvolgens of gelijktijdig, terwijl het de NDT-kwaliteitsmaat opvolgt. Eenmaal een aanvaardbare, verbeterde of optimale positie en/of oriëntatie gevonden is, schakelt de regelaar opnieuw naar de mode voor het volgen van het oppervlak en zet de NDT-omvormer zijn pad relatief ten opzichte van het oppervlak verder met translatie- en rotatiesnelheden overeenkomstig het voorafbepaald pad, maar nu met een aangepaste positie en/of oriëntatie in één of meerdere richtingen.

Beknopte beschrijving van de tekeningen

De uitvinding zal verder uitgelegd worden aan de hand van de volgende beschrijving en de aangehechte figuren.

Figuur 1 illustreert een hardware-opstelling en een algoritmisch stroomschema overeenkomstig een uitvoering van voorliggende uitvinding.

Figuur 2 toont een beeld van een robotsysteem op een gegeven tijdsogenblik terwijl het oppervlak van een testobject volgt met een NDTomvormer.

Beschrijving van de uitvinding

De onderhavige uitvinding zal hierna beschreven worden aan de hand van welbepaalde uitvoeringsvormen en onder verwijzing naar bepaalde tekeningen, doch de uitvinding is daar niet toe beperkt en wordt enkel gedefinieerd door de conclusies. De hier weergegeven tekeningen

BE2018/5255 zijn enkel schematische weergaven en zijn niet beperkend. In de tekeningen kunnen de afmetingen van bepaalde onderdelen vergroot zijn weergegeven, wat betekent dat de onderdelen in kwestie dus niet op schaal zijn weergegeven, en dit enkel voor illustratieve doeleinden. De afmetingen en de relatieve afmetingen komen niet noodzakelijkerwijze overeen met de werkelijke praktijkuitvoeringen van de uitvinding.

Daarenboven worden termen zoals “eerste”, “tweede”, “derde”, en dergelijke in de beschrijving en in de conclusies gebruikt om een onderscheid te maken tussen gelijkaardige elementen en niet noodzakelijkerwijze om een sequentiële of chronologische volgorde aan te geven. De termen in kwestie zijn onderling verwisselbaar in de daarvoor geschikte omstandigheden, en de uitvoeringsvormen van de uitvinding kunnen in andere volgorden werken dan deze die hier worden beschreven of geïllustreerd.

Bovendien worden termen zoals “top”, “bodem”, “boven”, “onder”, en dergelijke in de beschrijving en in de conclusies gebruikt voor beschrijvende doeleinden en niet noodzakelijk voor het beschrijven van onderlinge posities. De aldus gebruikte termen zijn onderling verwisselbaar in de daarvoor geschikte omstandigheden, en de uitvoeringsvormen van de uitvinding kunnen in andere oriëntaties werken dan deze die hier worden beschreven of geïllustreerd.

Eveneens dienen de verschillende uitvoeringsvormen, alhoewel deze aangeduid zijn als “voorkeursuitvoeringsvormen” gezien te worden als voorbeelden van hoe de uitvinding in de praktijk kan worden gebracht en niet als een beperking voor de draagwijdte van de uitvinding.

Zoals hierin gebruikt, verwijst de term “module” naar een combinatie van hardware (e.g. een processor zoals een geïntegreerd circuit of andere circuits) en software (e.g. machine- of processoruitvoerbare instructies, commandos, of code zoals firmware, programma’s of object-code). Daarenboven kan een combinatie van hardware en software ook enkel hardware bevatten (i.e. een hardware element zonder

BE2018/5255 enig software element), software ondersteund door hardware (e.g. software dat is opgeslagen in een geheugen en uitgevoerd of geïnterpreteerd door een processor), of hardware met software daarin vervat.

Zoals hierin gebruikt, is een processor-leesbaar medium ieder medium dat instructies, code, data, of andere informatie niet-voorbijgaand opslaat en dat direct of indirect toegankelijk is door een processor. Met andere woorden, een processor-leesbaar medium is een niet-voorbijgaand geheugen waarin een processor toegang kan krijgen tot instructies, code, data, of andere informatie. Als een niet-beperkend voorbeeld kan een geheugen een vluchtige RAM (Random Access Memory), een permanente gegevensopslag zoals een harde schijf of een solid-state schijf, een compact disc (CD), een digitale videodisc (DVD), een Secure Digital ™ (SD) kaart, een MultiMediaCard (MMC) kaart, een CompactFlash ™ (CF) kaart of een combinatie daarvan zijn. Met andere woorden, het geheugen kan meerdere door de processor leesbare media vertegenwoordigen. In sommige uitvoeringsvormen kan het geheugen worden geïntegreerd met de processor, gescheiden van de processor of extern van het computersysteem zijn.

Figuur 1 illustreert een hardware-opstelling en een algoritmisch stroomschema overeenkomstig een uitvoering van voorliggende uitvinding. In deze uitvoering: bevat het robotsysteem een robot arm 1 met eindeffector 2; een NDT-omvormer 4 die in contact is met het oppervlak van een testobject 5 en die bevestigd is aan de roboteindeffector 2 door middel van een omvormerhouder 3; een NDT-meetsignaal 14 dat gegeven wordt door de NDT-omvormer 4; een NDT-module 6 die het NDTmeetsignaal als ingang ontvangt en een terugkoppelsignaal 7 genereert op basis van deze ingang; een methode 10 die het voorafbepaald robottrajectorie 11 en het terugkoppelsignaal 7 als ingangen ontvangt en een aangepast robottrajectorie 12 genereert gebaseerd op beide ingangen, d.w.z. dat 12 een robottrajectorie is waarvan de positie en/of

BE2018/5255 oriëntatie van de eindeffector al dan niet gewijzigd kan zijn ten opzichte van het voorafbepaald pad 11; een mogelijkheid tot krachtmeting die metingen 8 van de contactkrachten en/of contactmomenten tussen de NDT-omvormer en het testobject verschaft; een hybride positie/kracht5 regelaar 9 die het gewijzigde robottrajectorie 12 en de kracht/momentmetingen 8 als ingangen ontvangt en de actuatiesignalen 13 voor de robot genereert op basis van beide ingangen.

Figuur 2 toont een beeld van het robotsysteem op een gegeven tijdsogenblik terwijl het oppervlak van een testobject volgt met een NDT10 omvormer. In het bijzonder toont de figuur; een robotarm 1 met eindeffector 2; een NDT-omvormer 4 die in contact is met het oppervlak van een testobject 5 en die bevestigd is aan de roboteindeffector 2 door middel van een omvormerhouder 3.

Hoewel aspecten van voorliggende onthulling beschreven zijn met 15 betrekking tot specifieke uitvoeringen, zal het duidelijk zijn dat deze aspecten toegepast kunnen worden in andere vormen.

Claims

1. Robotsysteem voor het niet-destructief testen, NDT, van een testobject, waarbij het robotsysteem bevat:

- een eindeffector met een NDT-omvormer geconfigureerd om een NDT uit te voeren op het oppervlak van het testobject;

een geheugen geconfigureerd om een voorafbepaald pad van genoemde NDT-omvormer over het oppervlak van het testobject te op te slaan;

- een regelaar geconfigureerd om een actuatiesignaal te genereren gebaseerd op genoemd voorafbepaald pad; en

- een positioneertoestel geconfigureerd om de positie en/of oriëntatie van de eindeffector relatief ten opzichte van het te testen testobject te regelen gebaseerd op genoemd actuatiesignaal, waarbij de regelaar een NDT-module bevat geconfigureerd om de metingen van genoemde NDT-omvormer te verwerken en om een terugkoppelsignaal te genereren gebaseerd op de verwerkte NDTmetingen, en waarbij het positioneertoestel verder geconfigureerd is om de positie en/of oriëntatie van de eindeffector te regelen op basis van het terugkoppelsignaal.

2. Robotsysteem volgens conclusie 1, waarbij het robotsysteem verder een krachtmeetsysteem bevat geconfigureerd om metingen van de contactkrachten en/of krachtmomenten tussen de NDT-omvormer en het oppervlak van het testobject te verschaffen en waarbij de regelaar verder een krachtmeetmodule bevat geconfigureerd om de metingen van genoemd krachtmeetsysteem te verwerken en om een verder terugkoppelsignaal te genereren gebaseerd op de verwerkte krachtmetingen, en waarbij het positioneertoestel verder geconfigureerd is om de positie en/of oriëntatie van de eindeffector te regelen gebaseerd op het verdere terugkoppelsignaal om gewenste contactkrachten en/of

BE2018/5255 krachtmomenten tussen de NDT-omvormer en het oppervlak van het testobject tot stand te brengen.

3. Robotsysteem volgens conclusie 2, waarbij het krachtmeetsysteem minstens één koppelomvormer bevat bevestigd op of binnenin het positioneersysteem.

4. Robotsysteem volgens conclusie 2, waarbij het krachtmeetsysteem een krachtomvormer en/of een koppelomvormer bevat bevestigd op of binnenin de eindeffector.

5. Robotsysteem volgens eender welke van de conclusies 2 tot 4, waarbij de regelaar verder geconfigureerd is om genoemd voorafbepaald pad te wijzigen gebaseerd op de metingen van genoemd krachtmeetsysteem, waarbij het geheugen verder geconfigureerd is om het gewijzigde pad te op te slaan.

6. Robotsysteem volgens eender welke van de conclusies 2 tot 5, waarbij genoemde regelaar verder een padgenereermodule bevat geconfigureerd om minstens een deel van genoemd voorafbepaald pad te genereren door gebruik te maken van een algoritme voor het automatisch volgen van een oppervlak of een algoritme voor het automatisch volgen van een rand gebaseerd op de metingen van genoemd krachtmeetsysteem.

7. Robotsysteem volgens eender welke van de conclusies 1 tot 5, waarbij genoemd voorafbepaald pad gebaseerd is op een geometrisch model van het testobject, in het bijzonder een CAD-model of een puntenwolkmodel.

BE2018/5255

8. Robotsysteem volgens eender welke van de voorgaande conclusies, waarbij de regelaar verder geconfigureerd is om genoemd voorafbepaald pad te wijzigen gebaseerd op de NDT-metingen, en waarbij het geheugen verder geconfigureerd is om het gewijzigde pad te op te slaan.

9. Robotsysteem volgens eender welke van de voorgaande conclusies, waarbij genoemde NDT-omvormer een ultrasone NDTomvormer of een rij van gefaseerde ultrasone omvormers bevat geconfigureerd om een ultrasoonmeting uit te voeren.

10. Robotsysteem volgens eender welke van de conclusies 2 tot 9 wanneer afhankelijk van minstens conclusie 2, waarbij het positioneersysteem een hybride beweging/kracht-regelaar bevat geconfigureerd om, in het bijzonder gelijktijdig, de positie en/of oriëntatie van de eindeffector te regelen samen met de contactkrachten en/of krachtmomenten.

11. Robotsysteem volgens eender welke van de conclusies 1 tot 9, waarbij het positioneertoestel een impedantieregelaar of een admittantieregelaar bevat geconfigureerd om de positie en/of oriëntatie van de eindeffector te regelen.

12. Robotsysteem volgens eender welke van de voorgaande conclusies, waarbij de eindeffector voorzien is van een omvormerhouder geconfigureerd om genoemde NDT-omvormer vast te houden.

13. Robotsysteem volgens eender welke van de voorgaande conclusies, waarbij het positioneertoestel minstens één robotarm bevat.

BE2018/5255

14. Methode voor het niet-destructief testen, NDT, van een testobject gebruik makend van een robotsysteem volgens eender welke van de voorgaande conclusies, waarbij de methode volgende stappen bevat:

- inladen van minstens een deel van genoemd voorafbepaald pad;

- bewegen, door het positioneertoestel, van de NDT-omvormer over een deel van het oppervlak van het testobject;

- genereren, door de NDT-omvormer, van een NDT-meting van genoemd deel van het oppervlak van het testobject;

- verwerken, door de regelaar, van genoemde NDT-meting;

- genereren, door de regelaar, van genoemd terugkoppelsignaal; en

- aanpassen, door het positioneertoestel, van de positie en/of oriëntatie van de eindeffector op basis van het terugkoppelsignaal.

15. Methode volgens conclusie 14 gebruik makend van een robotsysteem volgens conclusie 2 of eender welke van de conclusies 3 tot 13 wanneer afhankelijk van minstens conclusie 2, waarbij de methode verder volgende stappen bevat:

- genereren, door het krachtmeetsysteem, van een meting van de contactkrachten en/of contactmomenten tussen de NDT-omvormer en genoemd deel van het testobject;

- verwerken, door de regelaar, van genoemde krachtmeting;

- genereren, door de regelaar, van genoemd verder terugkoppelsignaal; en

- aanpassen, door het positioneertoestel, van de positie en/of oriëntatie van de eindeffector op basis van het verdere terugkoppelsignaal.

16. Methode overeenkomstig conclusie 14 of 15, waarbij genoemd terugkoppelsignaal en/of genoemd verder terugkoppelsignaal continu gegenereerd worden.

BE2018/5255

17. Methode volgens conclusie 14 of 15, waarbij genoemd terugkoppelsignaal en/of genoemd verder terugkoppelsignaal met tussenpozen gegenereerd worden.

18. Methode volgens eender welke van de conclusies 14 tot 17, waarbij de methode verder volgende stappen bevat:

- wijzigen, door de regelaar, van genoemd voorafbepaald pad gebaseerd op genoemd terugkoppelsignaal en/of genoemd verder terugkoppelsignaal; en

- opslaan, door de regelaar, van het gewijzigde pad in het geheugen.

19. Methode volgens eender welke van de conclusies 14 tot 18 gebruik makend van een robotsysteem volgens conclusie 6 of eender welke van de conclusies 8 tot 13 wanneer afhankelijk van minstens conclusie 6, waarbij de methode verder volgende stappen bevat:

- genereren, door de regelaar, van minstens een deel van genoemd voorafbepaald pad gebruik makend van een algoritme voor het automatisch volgen van een oppervlak of van een algoritme voor het automatisch volgen van een rand op basis van de metingen van genoemd krachtmeetsysteem.