CN101726504B - 数字平板式x射线检测系统缺陷定位标记方法 - Google Patents
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Abstract
一种数字平板式X射线检测系统缺陷定位标记方法，按照以下步骤进行：(1)系统定位标记装置连接与信号联接；(2)缺陷信号采集；(3)缺陷点空间几何定位；(4)定位标记。本发明缺陷定位标记方法由于采用空间三维测量坐标定位，其定位精度大大提高。又由于采用了直线喷射技术方法，大大节省了空间体积。相比传统的打标方法由于受空间限制不能直接定位缺陷部位还要进行人工二次测量定位标示而言，本方法不受空间限制，可直接喷射标示到远端的实际缺陷位置。本方法具有结构简捷、测量精确定位精度高、标记点小、适用性强等优点。可广泛应用在数字平板式X射线检测系统等更多无损检测系统的标记定位领域。
Description
技术领域
本发明涉及一种无损检测产品缺陷的识别自动定位标记的方法。具体说涉及一种数字平板式X射线实时成像检测系统对产品缺陷部位的识别和自动定位进行标记的方法。
背景技术
数字平板式X射线实时成像检测系统是近年来新发展的最先进的数字式的实时成像检测系统。广泛应用在工业产品的高精度无损检测上。在对工件进行成像检测时，不仅需要检查出工件的缺陷，而且还需要在工件上精确的标记出工件缺陷的具体位置，以便对产品工件缺陷进行修补和分析。这就需要一套高精度的系统缺陷定位标记方法来与X射线检测系统相配套。而国内外其它传统的打标方法多采用喷涂色漆和弹性伸出触碰涂画的标记方法。存在漆液堵塞喷头、漆液污染、外形大使用空间受影响等缺陷。传统的打标方法最大的缺陷是定位标记面积较大，定位不准确，不能满足数字平板式X射线实时成像检测系统的精确定位打标的要求。
发明内容
针对现有无损检测产品缺陷的识别自动定位标记的方法存在的缺陷，本发明提供一种结构简捷、定位精度高、标记点小、适用性强的数字平板式X射线检测系统缺陷定位标记方法。
解决上述技术问题所采取的具体技术措施是：一种数字平板式X射线检测系统缺陷定位标记方法，其特征是：按照以下步骤进行：
(1)系统定位标记装置连接与信号联接：本方法由数字平板X射线实时成像装置(1)、缺陷定位计算机显示装置(2)、系统转换控制装置(3)和自动定位瞄准喷射装置(4)组成。各装置信号联接关系：数字平板X射线实时成像装置(1)的输出信号联接缺陷定位计算机显示装置(2)，缺陷定位计算机显示装置(2)信号输出输入联接系统转换控制装置(3)，系统转换控制装置(3)联接自动定位瞄准喷射装置(4)；
(2)缺陷信号采集：数字平板X射线实时成像装置(1)的X射线管(101)发射出的X射线穿透被检测工件(102)，照在数字平板成像器(103)上，数字平板成像器(103)将接收到的光信号转换成图像数字信号，再将信号传输到缺陷定位计算机显示装置(2)上进行图像缺陷处理；
(3)缺陷点空间几何定位：将被检测工件的透照影像显示在缺陷定位计算机显示装置(2)屏幕上，检测员分析显示的图像，参考相关检查标准，判断工件内部组织是否有缺陷。当发现缺陷后，鼠标点击缺陷位置，缺陷定位计算机显示装置(2)分析计算工件缺陷相对于原点的平面坐标位置，原点位置定义在自动定位瞄准喷射装置(4)的距离测量传感器(405)处，标出的缺陷位置相对于原点的X轴坐标和Y轴坐标，缺陷定位计算机显示装置(2)通过距离测量传感器(405)测量喷嘴(404)旁的原点位置到被检测工件(102)的垂直Z轴距离，确定Z轴坐标，计算机根据X轴Y轴Z轴的坐标和以原点为中心构成的三维几何空间，进行空间三维位置计算。过X轴Y轴的平面为上视基准面，过X轴Z轴的平面为前视基准面，过缺陷点与Z轴做基准面1，基准面1与前视基准面的夹角的正切值tanα＝|Y|/|X|，从而得出α＝arctan(|Y/X|)，也就是α轴定位电机偏转角度值，过缺陷点与Y轴做基准面2，基准面2与上视基准面的夹角的正切值tanβ＝|X|/|Z|，从而得出β＝arctan(|X/Z|)，也就是β轴定位电机偏转角度值；
(4)定位标记：缺陷点空间几何定位后，将所得到的空间坐标位置信息及相关的控制信息传输到与计算机接口的系统转换控制装置(3)，根据伺服电机编码器反馈到的空间坐标位置信息计算后，分别发出驱动电机偏转角度的指令脉冲，驱动电机分别带动喷嘴(404)偏转α度和β度，从而使喷嘴(404)对准缺陷位置，驱动器发送脉冲，驱动电机带动喷嘴(404)，沿β角偏转，到达预定角度位置，喷嘴对准缺陷位置，此时控制中心系统发出气动电磁阀(406)开启指令，打开电磁阀(406)将阀体内的胶粒通过高气压沿直线喷射出去，附着在缺陷点位置上，标记缺陷位置；
本发明的有益效果：数字平板式X射线检测系统缺陷定位标记方法克服了以往传统喷涂式或伸缩式打标打标定位方法的缺点。由于采用空间三维测量坐标定位，其定位精度大大提高。又由于采用了直线喷射技术方法，大大节省了空间体积。相比传统的打标方法由于受空间限制不能直接定位缺陷部位还要进行人工二次测量定位标示而言，本方法不受空间限制，可直接喷射标示到远端的实际缺陷位置。本方法具有结构简捷、测量精确定位精度高、标记点小、适用性强等优点。可广泛应用在数字平板式X射线检测系统等更多无损检测系统的标记定位领域。
附图说明
图1是数字平板式X射线检测系统缺陷定位标记方法示意框图。
图2是图1中数字平板X射线实时成像装置组成图。
图3是缺陷定位计算机显示示意图。
图4是图3中空间角度定位示意图。
图5是图1中自动定位瞄准喷射装置结构示意图。
图6是数字平板式X射线检测系统缺陷定位标记方法流程框图。图中1数字平板X射线实时成像装置 2缺陷定位计算机显示装置 3系统转换控制装置 4自动定位瞄准喷射装置 101X射线管 102被检测工件103数字平板成像器 401连接板 402固定座 403α轴定位电机 404喷嘴405距离测量传感器 406电磁阀 407β轴定位电机 408气管 409颜色胶传输管 410动力气源 411颜色胶罐
具体实施方式
结合附图说明数字平板式X射线检测系统缺陷定位标记方法。
(1)系统定位标记装置连接与信号联接：本方法由已有装置数字平板X射线实时成像装置1、缺陷定位计算机显示装置2、系统转换控制装置3和自动定位瞄准喷射装置4组成。各装置信号顺次联接传送：数字平板X射线实时成像装置的输出信号联接缺陷定位计算机显示装置，缺陷定位计算机显示装置信号输出输入联接系统转换控制装置，系统转换控制装置联接自动定位瞄准喷射装置。
(2)缺陷信号采集：数字平板X射线实时成像装置1中，X射线管101发射出的X射线穿透被检测工件102，照在数字平板成像器上103，数字平板成像器103将接收到的光信号转换成图像信号，再将信号传输到计算机上的进行图像缺陷软件处理。
(3)缺陷点空间几何定位：缺陷定位计算机显示装置2中，计算机将数字平板X射线实时成像装置传输过来的信号经过计算机图像处理软件，将被检测工件的透照影像显示在屏幕上。检测员分析显示的图像，参考相关检查标准，判断工件内部组织是否有缺陷，如夹杂、气孔、裂纹等缺陷。当发现缺陷后，鼠标点击缺陷位置，软件处理系统分析计算工件缺陷相对于原点的平面坐标位置，如图3所示。原点位置定义在自动定位瞄准喷射装置4的距离测量传感器405处，标记记录缺陷点相对于的原点的X轴Y轴坐标。系统通过距离测量传感器405测量原点位置到被检测工件102的垂直Z轴距离，定义并记录为Z轴坐标，如图4所示。
计算机根据X轴Y轴Z轴的坐标，以原点位置为基准，进行空间三维位置计算。具体如图4所示，过X轴Y轴的平面为上视基准面，过X轴Z轴的平面为前视基准面，过缺陷点与Z轴做基准面1，基准面1与前视基准面的夹角的正切值tanα＝|Y|/|X|，从而得出α＝arctan(|Y/X|)，也就是α轴定位电机偏转角度值。过缺陷点与Y轴做基准面2，基准面2与上视基准面的夹角的正切值tanβ＝|X|/|Z|，从而得出β＝arctan(|X/Z|)，也就是β轴定位电机偏转角度值。以图3图4中具体所测的数值为例：以原点0，0，0为基准，根据缺陷点在各轴上的相对距离和方向确定缺陷位置点坐标为-100，-30，-100，计算得出α＝arctan30/100＝16.7°，既α轴定位电机偏转角度值为16.7°由于在Y轴的负方向上，所以偏转角度为-16.7°。β＝arctan100/100＝45°既β轴定位电机偏转角度值为45°，由于在Z轴的负方向，所以偏转角度为-45°。空间定位后，软件系统将所得到的空间坐标位置信息及相关的控制信息传输到与计算机接口的系统转换控制装置3中。
(4)定位标记：此过程由系统转换控制装置3发出控制指令驱动自动定位喷射装置4定位瞄准缺陷点后进行标记。
其中系统转换控制装置3由PC机、运动控制器、伺服驱动器及位置编码器组成。采用PC机作为上位机，利用面向对象的语言Delphi进行软件设计、开发，通过运动控制器驱动系统并采集三轴的数据，得到各轴位置数据，以用于计算。运动控制器作为控制核心，完成发送及接收脉冲。伺服电机接受板卡发送的脉冲，驱动各个轴完成运动，同时伺服电机编码器反馈给运动控制。
系统转换控制装置3根据反馈到的空间坐标位置信息计算后，发出脉冲驱动α轴定位电机和β轴定位电机偏转，带动喷嘴偏转α度和β度。从而使喷嘴对准缺陷位置。以图3图4中的具体测量数值为例，驱动器发送脉冲，驱动电机带动喷嘴沿α角偏转-16.7°，沿β角偏转-45°到达预定角度位置。此时控制中心发出气动电磁阀开启指令，打开电磁阀将阀体内的胶粒通过高气压沿直线喷射出去，附着在缺陷位置上。从而对工件进行缺陷自动定位标记。
其中自动定位瞄准喷射装置4结构如图5所示，连接板401将整体装置固定到平板成像器固定支架上，固定座402固定在连接板401上，固定座402上安装α轴定位电机403，α轴定位电机403前端支架上安装β轴定位电机407，β轴定位电机407支架上安装距离测量传感器405和电磁阀406。其中电磁阀406上安装有喷嘴404，喷嘴404与电磁阀联通406的腔内存有颜色胶粒，并通过颜色胶传输管409与颜色胶罐411相连，电磁阀406后端通过气管408与动力气源410连接。当电磁阀接到控制指令后打开，动力气源提供的高气压的吹力将电磁阀前端的颜色胶粒通过喷嘴沿直线吹出。胶粒射出后，颜色胶罐将颜色胶粒通过传输管自动传送到电磁阀前端的腔内，以备下次使用。当颜色胶罐内的胶粒不足时定期进行填充更换。其中喷射的颜色介质，可以是的胶状的颗粒，或是胶状的液体，也可以是内含胶液的弹丸。其中喷射的标记点的大小可根据系统检测需要调节颜色胶粒的直径或者是调节喷射嘴的大小来调节。调节直径范围可从Φ1-Φ10，满足精确标记的需要。其中动力气源可以是外接管的压缩气源，也可以是气泵提供的压缩气源，或者是灌装或桶装的小型压缩气源。
数字平板式X射线检测系统缺陷定位标记方法流程：检测开始I X射线管101发射出的X射线穿透检测工件102将射线信号传输到数字平板成像器103上，进行射线成像II，数字平板成像器103接收射线信号进行图像采集转换，转换后信号传到图像分析III中，计算机通过图像分析软件，在显示器上进行图像图像缺陷评判分析，既进行工件内部缺陷检查IV，如果没有发现缺陷，则移出工件，检查结束XI，返回检测开始I，发现缺陷，则进入系统定位分析V，距离传感器测量原点到工件平面距离，将Z轴坐标传输回缺陷系统定位分析软件，同时手动点击屏幕缺陷点位置，系统软件测量计算生成缺陷点位置的X轴Y轴坐标，将坐标值传送给统定位分析软件，系统定位分析软件根据缺陷点的X轴Y轴Z轴坐标值，进行三维空间位置计算，确定缺陷的空间实际位置，确定喷射定位装置喷嘴偏转的α和β角度，同时将图像和空间位置的信息进行计算机存储，系统定位分析V结束。空间位置信息传送到系统控制VI，系统控制VI根据已经获得的信息，对α轴电机和β轴电机发出驱动指令，驱动其转动相应的角度，瞄准缺陷点。当调整瞄准后，系统控制VI，对标记作业VII发出打开指令，进行喷射调节VIII，进行充气充料，高气压动力将电磁阀内的标记物喷射IX喷射出去，附着标记在工件缺陷位置上，缺陷标记完成X。重新返回到检测开始I的过程，继续检测工件其它部位是否有缺陷，当整个工件全部检查完后，则整个检查过程检测结束XI。
Claims (1)
1.一种数字平板式X射线检测系统缺陷定位标记方法，其特征是：按照以下步骤进行：
(1)系统定位标记装置连接与信号联接：本方法由数字平板X射线实时成像装置(1)、缺陷定位计算机显示装置(2)、系统转换控制装置(3)和自动定位瞄准喷射装置(4)组成；各装置信号联接关系：数字平板X射线实时成像装置(1)的输出信号联接缺陷定位计算机显示装置(2)，缺陷定位计算机显示装置(2)信号输出输入联接系统转换控制装置(3)，系统转换控制装置(3)联接自动定位瞄准喷射装置(4)；其中自动定位瞄准喷射装置(4)的具体结构如下：自动定位瞄准喷射装置整体由连接板(401)固定到平板成像器固定支架上，固定座(402)固定在连接板(401)上，固定座(402)上安装α轴定位电机(403)，α轴定位电机(403)前端支架上安装β轴定位电机(407)，β轴定位电机(407)支架上安装距离测量传感器(405)和电磁阀(406)；其中电磁阀(406)上安装有喷嘴(404)，喷嘴(404)与电磁阀联通的腔内存有颜色胶粒，并通过颜色胶传输管(409)与颜色胶罐(411)相连，电磁阀(406)后端通过气管(408)与动力气源(410)连接；该胶粒是胶状的颗粒、胶状的液体或内含胶液的弹丸；
(2)缺陷信号采集：数字平板X射线实时成像装置(1)的X射线管(101)发射出的X射线穿透被检测工件(102)，照在数字平板成像器(103)上，数字平板成像器(103)将接收到的光信号转换成图像数字信号，再将信号传输到缺陷定位计算机显示装置(2)上进行图像缺陷处理；
(3)缺陷点空间几何定位：将被检测工件的透照影像显示在缺陷定位计算机显示装置(2)屏幕上，检测员分析显示的图像，参考相关检查标准，判断工件内部组织是否有缺陷；当发现缺陷后，鼠标点击缺陷位置，缺陷定位计算机显示装置(2)分析计算工件缺陷相对于原点的平面坐标位置，原点位置定义在自动定位瞄准喷射装置(4)的距离测量传感器(405)处，标出缺陷位置相对于原点X轴坐标和Y轴坐标，缺陷定位计算机显示装置(2)通过距离测量传感器(405)测量喷嘴(404)旁的原点位置到被检测工件(102)的垂直Z轴距离，确定Z轴坐标，计算机根据X轴Y轴Z轴的坐标和以原点为中心构成的三维几何空间，进行空间三维位置计算；过X轴Y轴的平面为上视基准面，过X轴Z轴的平面为前视基准面，过缺陷点与Z轴做基准面1，基准面1与前视基准面的夹角的正切值tanα＝|Y|/|X|，从而得出α＝arctan(|Y/X|)，也就是α轴定位电机偏转角度值，过缺陷点与Y轴做基准面2，基准面2与上视基准面的夹角的正切值tanβ＝|X|/|Z|，从而得出β＝arctan(|X/Z|)，也就是β轴定位电机偏转角度值；
(4)定位标记：缺陷点空间几何定位后，将所得到的空间坐标位置信息及相关的控制信息传输到与计算机接口的系统转换控制装置(3)，根据伺服电机编码器反馈到的空间坐标位置信息计算后，分别发出驱动α轴定位电机和β轴定位电机偏转角度的指令脉冲，驱动α轴定位电机带动喷嘴(404)偏转α度，驱动β轴定位电机带动喷嘴(404)偏转β度，到达预定角度位置，喷嘴对准缺陷位置，此时控制中心系统发出气动电磁阀(406)开启指令，打开电磁阀(406)将阀体内的胶粒通过高气压沿直线喷射出去，附着在缺陷点位置上，标记缺陷位置，从而能够直接喷射标示到远端的实际缺陷位置。
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