CN104597125B - 一种用于3d打印件的超声检测控制方法及装置 - Google Patents

一种用于3d打印件的超声检测控制方法及装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及超声无损检测技术领域，具体涉及一种用于3D打印件的超声检测控制方法及装置。本发明根据待检测3D打印件在所述待检测点对应的检测位置的法线方向以及工件生长面方向，结合该打印件的材料的折射率确定超声检测声束从所述检测位置进入待检测3D打印件的入射角，进而控制超声检测设备的探头按照各待检测点对应的检测位置的入射角进行扫描，能够提高3D打印件的信噪比和缺陷检出率。

Description

一种用于3D打印件的超声检测控制方法及装置
技术领域
本发明涉及超声无损检测技术领域，具体涉及一种用于3D打印件的超声检测控制方法及装置。
背景技术
3D打印是快速成型技术的一种，它是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。3D打印通常是采用数字技术材料打印机来实现的。
而在打印过程中常常会造成3D打印件内部出现一定的缺陷，通常这些缺陷都具有一定的方向性，比如夹杂、疏松、缩孔、微裂纹等缺陷主要在生长面(打印面)。当工件为平面型工件时，生长面一般与工件表面平行；当工件为曲面时，生长面与工件表面成一定夹角，甚至有可能相互垂直。因此用当前超声检测系统检测时检测声束总是垂直于工件表面，而工件表面与生长面成夹角甚至垂直，导致检测声束与缺陷方向存在夹角甚至平行，从而产生漏检问题，漏检问题是无损检测中首要避免的问题。因此，需寻找到一种新的检测方法，能够根据工件缺陷的方向，自动控制超声声束方向，保证超声进入工件后，声束能够与工件缺陷方向垂直，而非简单的与工件表面垂直，从而提高3D打印件的信噪比和缺陷检出率。
发明内容
针对现有技术中采用超声检测系统检测3D打印件内部缺陷的方法容易造成漏检的问题，本发明提供了一种用于3D打印件的超声检测控制方法及装置。
一方面，本发明提供的一种用于3D打印件的超声检测控制方法，包括：
针对待检测3D打印件内部每一待检测点，确定对应的位于所述待检测3D打印件表面的检测位置；
获取所述待检测3D打印件在所述检测位置的制造信息；
根据所述制造信息以及打印件材料的折射率计算得到超声检测声束在所述检测位置的入射角，使得进入待检测3D打印件内部的所述超声检测声束与生长面方向垂直；
根据待检测3D打印件全部待检测点对应的检测位置的入射角确定所述超声检测待检测3D打印件的扫描路径。
进一步地，所述针对待检测3D打印件内部每一待检测点，确定对应的位于所述待检测3D打印件表面的检测位置的步骤，包括：
针对待检测3D打印件内部每一待检测点，将经过该待检测点且与所述待检测3D打印件生长面方向垂直的直线穿过所述待检测3D打印件表面的点确定为该待检测点对应的检测位置。
进一步地，所述根据待检测3D打印件全部待检测点对应的检测位置的入射角确定所述超声检测待检测3D打印件的扫描路径的步骤，包括：
根据待检测3D打印件每一待检测点对应的检测位置的入射角确定在该检测位置超声探头的偏转角度及探头位置；
根据全部待检测点对应的检测位置超声探头的偏转角度及探头位置确定所述超声探头检测待检测3D打印件的扫描路径。
进一步地，所述获取所述待检测3D打印件在所述检测位置的制造信息的步骤，包括：
根据所述待检测3D打印件的计算机辅助设计CAD/计算机辅助制造CAM制造文件获取所述待检测3D打印件在所述检测位置的制造信息。
进一步地，所述制造信息包括所述待检测3D打印件在所述检测位置的法线方向以及工件生长面方向。
另一方面，本发明还提供一种用于3D打印件的超声检测控制装置，包括：
定位模块，用于针对待检测3D打印件内部每一待检测点，确定对应的位于所述待检测3D打印件表面的检测位置；
获取模块，用于获取所述待检测3D打印件在所述检测位置的制造信息；
计算模块，用于根据所述制造信息以及打印件材料的折射率计算得到超声检测声束在所述检测位置的入射角，使得进入待检测3D打印件内部的所述超声检测声束与生长面方向垂直；
扫描模块，用于根据待检测3D打印件全部待检测点对应的检测位置的入射角确定所述超声检测待检测3D打印件的扫描路径。
进一步地，所述定位模块具体用于：
针对待检测3D打印件内部每一待检测点，将经过该待检测点且与所述待检测3D打印件生长面方向垂直的直线穿过所述待检测3D打印件表面的点确定为该待检测点对应的检测位置。
进一步地，所述扫描模块具体用于：
根据待检测3D打印件每一待检测点对应的检测位置的入射角确定在该检测位置超声探头的偏转角度及探头位置；
根据全部待检测点对应的检测位置超声探头的偏转角度及探头位置确定所述超声探头检测待检测3D打印件的扫描路径。
进一步地，其特征在于，所述获取模块具体用于：
根据所述待检测3D打印件的计算机辅助设计CAD/计算机辅助制造CAM制造文件获取所述待检测3D打印件在所述检测位置的制造信息。
进一步地，所述获取模块具体用于：针对待检测3D打印件内部每一待检测点，根据所述待检测3D打印件的计算机辅助设计CAD/计算机辅助制造CAM制造文件获取所述待检测3D打印件该待检测点对应的检测位置的法线方向以及工件生长面方向。
本发明提供的一种用于3D打印件的超声检测控制方法及装置，本发明根据待检测3D打印件在所述待检测点对应的检测位置的法线方向以及工件生长面方向，结合该打印件的材料的折射率确定超声检测声束从所述检测位置进入待检测3D打印件的入射角，进而控制超声检测设备的探头按照各待检测点对应的检测位置的入射角进行扫描，能够提高3D打印件的信噪比和缺陷检出率。
附图说明
通过参考附图会更加清楚的理解本发明的特征和优点，附图是示意性的而不应理解为对本发明进行任何限制，在附图中：
图1是本发明一个实施例中用于3D打印件的超声检测控制方法的流程示意图；
图2是本发明一个实施例中超声检测声束传播示意图；
图3是本发明一个实施例中用于3D打印件的超声检测控制装置的结构示意图。
具体实施方式
现结合附图和实施例对本发明技术方案作进一步详细阐述。
图1示出了本实施例中一种用于3D打印件的超声检测控制方法的流程示意图，如图1所示，本实施例提供的一种用于3D打印件的超声检测控制方法，包括：
S1，针对待检测3D打印件内部每一待检测点，确定对应的位于所述待检测3D打印件表面的检测位置。
具体的，针对待检测3D打印件内部每一待检测点，将经过该待检测点且与所述待检测3D打印件生长面方向垂直的直线穿过所述待检测3D打印件表面的点确定为该待检测点对应的检测位置。
S2，获取所述待检测3D打印件在所述检测位置的制造信息。
举例来说，所述获取所述待检测3D打印件在所述检测位置的制造信息的步骤，包括：
根据所述待检测3D打印件的计算机辅助设计CAD/计算机辅助制造CAM制造文件获取所述待检测3D打印件在所述检测位置的制造信息。其中，所述制造信息包括所述待检测3D打印件在所述检测位置的法线方向以及工件生长面方向。
S3，根据所述制造信息以及打印件材料的折射率计算得到超声检测声束在所述检测位置的入射角，使得进入待检测3D打印件内部的所述超声检测声束与生长面方向垂直。
S4，根据待检测3D打印件全部待检测点对应的检测位置的入射角确定所述超声检测待检测3D打印件的扫描路径。
在具体实施例中，所述根据待检测3D打印件全部待检测点对应的检测位置的入射角确定所述超声检测待检测3D打印件的扫描路径的步骤，包括：
根据待检测3D打印件每一待检测点对应的检测位置的入射角确定在该检测位置超声探头的偏转角度及探头位置；
根据全部待检测点对应的检测位置超声探头的偏转角度及探头位置确定所述超声探头检测待检测3D打印件的扫描路径。
举例来说，如图2超声检测声束传播示意图所示，待检测3D打印件为一个表面为曲面的工件，3D打印工件的CAD/CAM制造文件中包含了打印件的制造信息，其中，该待检测3D打印件的生长面方向为水平方向，法线方向为打印件表面各点处垂直于打印件表面的方向；本实施例所述的缺陷为方向与生长面方向相同的夹杂、疏松、缩孔以及微裂纹等。
根据所述打印件生长面方向和法线方向结合该打印件材料的折射率计算得到超声声束的入射角α，根据打印件再该检测位置的入射角α确定超声探头在该点的偏转角度；根据超声探头在所有待检测点对应的检测位置的偏转角度确定所述超声探头检测待检测3D打印件的扫描路径。
本实施例提供的一种用于3D打印件的超声检测控制方法，根据待检测3D打印件在所述待检测点对应的检测位置的法线方向以及工件生长面方向，结合该打印件的材料的折射率确定超声检测声束从所述检测位置进入待检测3D打印件的入射角，进而控制超声检测设备的探头按照各待检测点对应的检测位置的入射角进行扫描，能够提高3D打印件的信噪比和缺陷检出率。
另一方面，如图3所示，本实施例还提供一种用于3D打印件的超声检测控制装置，包括：
定位模块101，用于针对待检测3D打印件内部每一待检测点，确定对应的位于所述待检测3D打印件表面的检测位置；
获取模块102，用于获取所述待检测3D打印件在所述检测位置的制造信息；
计算模块103，用于根据所述制造信息以及打印件材料的折射率计算得到超声检测声束在所述检测位置的入射角，使得进入待检测3D打印件内部的所述超声检测声束与生长面方向垂直；
扫描模块104，用于根据待检测3D打印件全部待检测点对应的检测位置的入射角确定所述超声检测待检测3D打印件的扫描路径。
进一步地，所述定位模块101具体用于：
针对待检测3D打印件内部每一待检测点，将经过该待检测点且与所述待检测3D打印件生长面方向垂直的直线穿过所述待检测3D打印件表面的点确定为该待检测点对应的检测位置。
进一步地，所述扫描模块104具体用于：
根据待检测3D打印件每一待检测点对应的检测位置的入射角确定在该检测位置超声探头的偏转角度及探头位置；
根据全部待检测点对应的检测位置超声探头的偏转角度及探头位置确定所述超声探头检测待检测3D打印件的扫描路径。
进一步地，其特征在于，所述获取模块102具体用于：
根据所述待检测3D打印件的计算机辅助设计CAD/计算机辅助制造CAM制造文件获取所述待检测3D打印件在所述检测位置的制造信息。
进一步地，所述获取模块102具体用于：针对待检测3D打印件内部每一待检测点，根据所述待检测3D打印件的计算机辅助设计CAD/计算机辅助制造CAM制造文件获取所述待检测3D打印件该待检测点对应的检测位置的法线方向以及工件生长面方向。
本实施例提供的一种用于3D打印件的超声检测控制装置，根据待检测3D打印件在所述待检测点对应的检测位置的法线方向以及工件生长面方向，结合该打印件的材料的折射率确定超声检测声束从所述检测位置进入待检测3D打印件的入射角，进而控制超声检测设备的探头按照各待检测点对应的检测位置的入射角进行扫描，能够提高3D打印件的信噪比和缺陷检出率。
虽然结合附图描述了本发明的实施方式，但是本领域技术人员可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下做出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。

Claims (10)

1.一种用于3D打印件的超声检测控制方法，其特征在于，所述方法包括：
针对待检测3D打印件内部每一待检测点，确定对应的位于所述待检测3D打印件表面的检测位置；
获取所述待检测3D打印件在所述检测位置的制造信息；
根据所述制造信息以及打印件材料的折射率计算得到超声检测声束在所述检测位置的入射角，使得进入待检测3D打印件内部的所述超声检测声束与生长面方向垂直；
根据待检测3D打印件全部待检测点对应的检测位置的入射角确定所述超声检测待检测3D打印件的扫描路径。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述针对待检测3D打印件内部每一待检测点，确定对应的位于所述待检测3D打印件表面的检测位置的步骤，包括：
针对待检测3D打印件内部每一待检测点，将经过该待检测点且与所述待检测3D打印件生长面方向垂直的直线穿过所述待检测3D打印件表面的点确定为该待检测点对应的检测位置。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据待检测3D打印件全部待检测点对应的检测位置的入射角确定所述超声检测待检测3D打印件的扫描路径的步骤，包括：
根据待检测3D打印件每一待检测点对应的检测位置的入射角确定在该检测位置超声探头的偏转角度及探头位置；
根据全部待检测点对应的检测位置超声探头的偏转角度及探头位置确定所述超声探头检测待检测3D打印件的扫描路径。
4.根据权利要求1至3任一项所述的方法，其特征在于，所述获取所述待检测3D打印件在所述检测位置的制造信息的步骤，包括：
根据所述待检测3D打印件的计算机辅助设计CAD/计算机辅助制造CAM制造文件获取所述待检测3D打印件在所述检测位置的制造信息。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述制造信息包括所述待检测3D打印件在所述检测位置的法线方向以及工件生长面方向。
6.一种用于3D打印件的超声检测控制装置，其特征在于，所述装置包括：
定位模块，用于针对待检测3D打印件内部每一待检测点，确定对应的位于所述待检测3D打印件表面的检测位置；
获取模块，用于获取所述待检测3D打印件在所述检测位置的制造信息；
计算模块，用于根据所述制造信息以及打印件材料的折射率计算得到超声检测声束在所述检测位置的入射角，使得进入待检测3D打印件内部的所述超声检测声束与生长面方向垂直；
扫描模块，用于根据待检测3D打印件全部待检测点对应的检测位置的入射角确定所述超声检测待检测3D打印件的扫描路径。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述定位模块具体用于：
针对待检测3D打印件内部每一待检测点，将经过该待检测点且与所述待检测3D打印件生长面方向垂直的直线穿过所述待检测3D打印件表面的点确定为该待检测点对应的检测位置。
8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述扫描模块具体用于：
根据待检测3D打印件每一待检测点对应的检测位置的入射角确定在该检测位置超声探头的偏转角度及探头位置；
根据全部待检测点对应的检测位置超声探头的偏转角度及探头位置确定所述超声探头检测待检测3D打印件的扫描路径。
9.根据权利要求6至8任一项所述的装置，其特征在于，所述获取模块具体用于：
根据所述待检测3D打印件的计算机辅助设计CAD/计算机辅助制造CAM制造文件获取所述待检测3D打印件在所述检测位置的制造信息。
10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述获取模块具体用于：针对待检测3D打印件内部每一待检测点，根据所述待检测3D打印件的计算机辅助设计CAD/计算机辅助制造CAM制造文件获取所述待检测3D打印件该待检测点对应的检测位置的法线方向以及工件生长面方向。
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