CN115206079A - 一种无损探伤检测的高效率调整系统及方法 - Google Patents

一种无损探伤检测的高效率调整系统及方法 Download PDF

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Abstract

本发明是一种无损探伤检测的高效率调整系统及方法。本发明涉及无损探伤技术领域，所述系统包括：无线操作器、本地操作器、中央控制器、上位机、伺服驱动器、六轴执行机构和编码器；所述无线操作器和本地操作器通过无线和有线的方式控制连接中央控制器；所述中央控制器通过CANOpen总线连接伺服驱动器；所述中央控制器通过ModBus通讯连接上位机，所述伺服驱动器连接六轴执行机构，所述六轴执行机构连接编码器，所述编码器输出TTL信号至中央控制器。本发明实现本地和无线双系统切换，操作人员可在实验前手持无线操作器进入实验室内，近距离观察被检对象进行安全、稳定、快速的调整，解决在实验室外部，通过监控进行调整的问题。

Description

一种无损探伤检测的高效率调整系统及方法
技术领域
本发明涉及无损探伤技术领域，是一种无损探伤检测的高效率调整系统及方法。
背景技术
无损检测最早被称之为探伤或无损探伤，利用声、光磁和电等特性，在不损害或不影响被检对象使用性能的前提下，检测被检对象中是否存在缺陷或不均匀性，给出缺档的大小位置性质和数量等信息，进而判定被检对象所处状态，其不同的方法也同样被称之为探伤，如射线探伤、超声波探伤、磁粉探伤、渗透探伤等等，而如何实现安全、稳定、迅速从多个角度对被检对象进行检测。
无损检测包含了许多种已可有效应用的方法，最常用的NDT方法是：射线照相检测、超声检测、涡流检测、磁粉检测、渗透检测、目视检测、泄漏检测、声发射检测、射线透视检测等。
由于各种无损检测方法，都各有其适用范围和局限性，因此新的NDT方法一直在不断地被开发和应用。通常，只要符合无损检测的基本定义，任何一种物理的、化学的或其他可能的技术手段，都可能被开发成一种无损检测方法。
在进行无损探伤检测调整时，操作人员一般通过工作台监控画面，远距离调整平板测试器位置，但平板探测器仅能进行上下移动，调整角度受限，需手动改变被检对象摆放角度，这对于人员负荷、操作安全十分不利，人员负荷较大，因此实现多角度调整很有必要。本发明通过设计的双模式操作系统可实现全方位测量，电动化调节方式，避免重负荷调节操作，有效降低人员劳动负荷，同时可实现近距离无线调整，大幅度提升试验效率，降低人员操作负荷，试验更安全可靠。
发明内容
本发明为克服现有技术的不足，本发明为了实现近距离无线调整，大幅度提升试验效率，降低人员操作负荷，试验更安全可靠，具体包括以下方案：
本发明提供了一种无损探伤检测的高效率调整系统及方法，本发明提供了以下技术方案：
一种无损探伤检测的高效率调整系统，所述系统包括：无线操作器、本地操作器、中央控制器、上位机、伺服驱动器、六轴执行机构和编码器；
所述无线操作器和本地操作器通过无线和有线的方式控制连接中央控制器；所述中央控制器通过CANOpen总线连接伺服驱动器；所述中央控制器通过ModBus通讯连接上位机，所述伺服驱动器连接六轴执行机构，所述六轴执行机构连接编码器，所述编码器输出TTL信号至中央控制器。
优选地，所述伺服驱动器根据检测需求进行设定。
优选地，所述六轴执行机构采用科尔摩根AKD2G-6V12S，所述六轴执行机构采用双轴、可扩展1/O、可移动存储器、双通道安全转矩关闭模块，还包括立架总成和平台总成，利用螺栓将立架总成和平台总成组合一体。
优选地，所述中央控制器采用西门子1200PLC，通过中央控制器处理接收处理通讯命令。
优选地，ModBus通讯将命令传送至中央处理器后，中央处理器与上位机通过modbus通讯连接，上位机实时反馈位置信息。
一种无损探伤检测的高效率调整方法，所述方法包括以下步骤：
步骤1：初始化标志位，选择操作模式；
步骤2：中央处理器接收到操作运行命令后，通过控制中央处理器，在中央处理器内进行算法运算，通过CANOpen总线驱动六轴执行机构中对应伺服驱动器；
步骤3：电机启动，带动丝杠转动，编码器通过TTL信号反馈位置信号至中央控制器，形成闭环，实现定位移动，直至达到检测位，进行无损检测。
优选地，当选用本地操作时，通过ModBus通讯将命令传送至中央控制器，中央控制器与上位机通过modbus通讯，上位机实时反馈位置信息；
当选择无线操作时，无线操作模式组态界面实时反馈位置信息，通过WLAN通讯将命令传送至中央控制器。
一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行，以用于实现无损探伤检测的高效率调整方法。
一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现无损探伤检测的高效率调整方法。
一种车辆探伤检测装置，包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序，以实现无损探伤检测的高效率调整方法。
本发明具有以下有益效果：
本发明设计一种无损探伤检测的高效率调整方法，该调整方法与现有技术相比主要优点有：
1.双系统模式：实现本地和无线双系统切换，操作人员可在实验前手持无线操作器进入实验室内，近距离观察被检对象进行安全、稳定、快速的调整，解决在实验室外部，通过监控进行调整的问题。
2.采取电动化调节方式，便于重负荷调节操作，有效降低人员劳动负荷。
3.可以通过无线端和上位机画面直接设置各轴移动速率、并实时显示各轴的位置信息。
4.设置基准位置开机后，系统进行自检，各轴回到基准位置(初始化标志位)。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
本发明提供以下附图：
图1为系统框架图；
图2为六轴执行机构示意图；
图3为控制流程示意图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
以下结合具体实施例，对本发明进行了详细说明。
具体实施例一：
根据图1至图3所示，本发明为解决上述技术问题采取的具体优化技术方案是：本发明涉及一种无损探伤检测的高效率调整系统及方法。
一种无损探伤检测的高效率调整系统，所述系统包括：无线操作器、本地操作器、中央控制器、上位机、伺服驱动器、六轴执行机构和编码器；
所述无线操作器和本地操作器通过无线和有线的方式控制连接中央控制器；所述中央控制器通过CANOpen总线连接伺服驱动器；所述中央控制器通过ModBus通讯连接上位机，所述伺服驱动器连接六轴执行机构，所述六轴执行机构连接编码器，所述编码器输出TTL信号至中央控制器。
本发明采用双系统模式：实现本地和无线双系统切换，操作人员可在实验前手持无线操作器进入实验室内，近距离观察被检对象进行安全、稳定、快速的调整，解决在实验室外部，通过监控进行调整的问题。
具体实施例二：
本申请实施例二与实施例一的区别仅在于：
所述伺服驱动器根据检测需求进行设定。
具体实施例三：
本申请实施例三与实施例二的区别仅在于：
所述六轴执行机构采用科尔摩根AKD2G-6V12S，连续电流：12Arms；峰值电流：30Arms；轴功率：4KW；尺寸：180*75*233mm(长*宽*高)。
所述六轴执行机构采用双轴、可扩展1/O、可移动存储器、双通道安全转矩关闭模块，还包括立架总成和平台总成，利用螺栓将立架总成和平台总成组合一体。平台/载重：工作平台直径800mm工件重量≤300kg工件尺寸≤800*1600mm。立架材料；钢材
X1轴：200mm(成像板移动)
X2轴：200mm(平台左右移动)
Y轴：800mm(平台前后移动)
W2轴：±n360°(平台旋转)
Z轴：1600mm(C型臂上下移动)
W1轴：±15°(C型臂旋转)
伺服电机
品牌：科尔摩根
型号：AKM2G-5X
失速时连续转矩：12.0Nm
额定速度：5600rpm
优点：具有不同的转速/转矩性能曲线，符合应用要求以及适合于所选驱动器的反馈选件，HIPERFACE DSL(支持功能安全性应用)，EnDat22(支持功能安全性应用)，SpeedTec(单电缆或双电缆设计的标准)用于质变的双电缆式产品。
包括采用ytec连接器的电机与换向编码器，标准达到IP54等级，符合国际标准的安装座，配备各种光轴或闭式键栖，为电机提供极大保护并且可与伺服驱动器兼容的温度传感器选件。
具体实施例四：
本申请实施例四与实施例三的区别仅在于：
所述中央控制器采用西门子1200PLC，通过中央控制器处理接收处理通讯命令。输入输出电源：24V(DC)，数字量输入端子：支持源型接法和漏型接法，模拟量输入端子。
支持两路0-10V的电压信号，模块扩展口：支持3个扩展模块，接口：支持PROFINET通信、以太网通信、TCP/IP协议、UDP协议、ISO on_TCP协议、MODBUS TCP等通信协议。
优点：支持多种通讯方式，指令系统的设计简单合理，指令系统、程序结构和编程软件应该与替代S7300/400的S7-1500兼容。
博途软件编程软件，集成了PLC和触摸屏编程功图，各种硬件、网络和参数采用形象直观的图形和表格组态的方法来没置，有很强的故障诊断和显示功能。
CPU集成高速计数器和高速输出的功能，PID的参数设置和调试方便直观，有参数自整定功能。
具体实施例五：
本申请实施例五与实施例四的区别仅在于：
ModBus通讯将命令传送至中央处理器后，中央处理器与上位机通过modbus通讯连接，上位机实时反馈位置信息。
无线操作器
品牌：西门子，型号：ITP1000，显示屏规格：多点触控(1280*800)
接口：以太网、RS232、USB、蓝牙、SD、WLAN；
系统：windous 7、windous 10，电量：5900mAh安全：急停按钮、安全锁孔
优点：
突发情况，可以紧急停止；无线连接，远程控制；
手持无线装置近距离进行无线调整；设置各轴移动速率；实时显示各轴的位置情况。
编码器
采用品牌：RLS；型号：RE22；
读取类型：旋转；最大分辨率：13位；
精度：±0.3°；最高速度：30000RPM；电源电压：5V±5％；连接“D”型插头-9针散线；输出：SSI、模拟正弦/余弦、线性电压；温度：-40℃至+120℃。
优点：
结构轻巧高速磁旋转编码器，可用于恶劣的环境；防护等级达IP68；精度达+0.39；行业标准的绝对式、增量式和模拟输出格式集成方便；符合RoHS规定。
具体实施例六：
本申请实施例六与实施例五的区别仅在于：
一种无损探伤检测的高效率调整方法，所述方法包括以下步骤：
步骤1：初始化标志位，选择操作模式；
步骤2：中央处理器接收到操作运行命令后，通过控制中央处理器，在中央处理器内进行算法运算，通过CANOpen总线驱动六轴执行机构中对应伺服驱动器；
步骤3：电机启动，带动丝杠转动，编码器通过TTL信号反馈位置信号至中央控制器，形成闭环，实现定位移动，直至达到检测位，进行无损检测。
设备开启后，操作员选择设备操作模式本地操作模式或无线操作模式，中央处理器接收到操作运行命令后，在中央处理器内进行算法运算，通过CANOpen总线驱动6轴中对应伺服驱动器，电机启动，带动丝杠转动，编码器通过TTL信号反馈位置信号至中间处理器，形成闭环，从而实现定位移动，直至达到检测位置，停止运动。
(本地操作模式通过ModBus通讯将命令传送至中间处理器，中央处理器与上位机通过modbus通讯，上位机可以实时反馈位置信息
无线操作模式组态界面实时反馈位置信息，通过WLAN通讯将命令传送至中间处理器)
本发明采用双系统模式：实现本地和无线双系统切换，操作人员可在实验前手持无线操作器进入实验室内，近距离观察被检对象进行安全、稳定、快速的调整，解决在实验室外部，通过监控进行调整的问题。
具体实施例七：
本申请实施例七与实施例六的区别仅在于：
当选用本地操作时，通过ModBus通讯将命令传送至中央控制器，中央控制器与上位机通过modbus通讯，上位机实时反馈位置信息；
当选择无线操作时，无线操作模式组态界面实时反馈位置信息，通过WLAN通讯将命令传送至中央控制器。
本发明采取电动化调节方式，便于重负荷调节操作，有效降低人员劳动负荷。
可以通过无线端和上位机画面直接设置各轴移动速率、并实时显示各轴的位置信息。
具体实施例八：
本申请实施例八与实施例七的区别仅在于：
本发明提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行，以用于实现无损探伤检测的高效率调整方法。
具体实施例九：
本申请实施例九与实施例八的区别仅在于：
本发明提供一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现无损探伤检测的高效率调整方法。
具体实施例十：
本申请实施例十与实施例九的区别仅在于：
本发明提供一种车辆探伤检测装置，包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序，以实现无损探伤检测的高效率调整方法。
以上所述仅是一种无损探伤检测的高效率调整系统及方法的优选实施方式，一种无损探伤检测的高效率调整系统及方法的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于该思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和变化，这些改进和变化也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种无损探伤检测的高效率调整系统，其特征是：所述系统包括：无线操作器、本地操作器、中央控制器、上位机、伺服驱动器、六轴执行机构和编码器；
所述无线操作器和本地操作器通过无线和有线的方式控制连接中央控制器；所述中央控制器通过CANOpen总线连接伺服驱动器；所述中央控制器通过ModBus通讯连接上位机，所述伺服驱动器连接六轴执行机构，所述六轴执行机构连接编码器，所述编码器输出TTL信号至中央控制器。
2.根据权利要求1所述的一种无损探伤检测的高效率调整系统，其特征是：所述伺服驱动器根据检测需求进行设定。
3.根据权利要求2所述的一种无损探伤检测的高效率调整系统，其特征是：所述六轴执行机构采用科尔摩根AKD2G-6V12S，所述六轴执行机构采用双轴、可扩展1/O、可移动存储器、双通道安全转矩关闭模块，还包括立架总成和平台总成，利用螺栓将立架总成和平台总成组合一体。
4.根据权利要求3所述的一种无损探伤检测的高效率调整系统，其特征是：所述中央控制器采用西门子1200PLC，通过中央控制器处理接收处理通讯命令。
5.根据权利要求4所述的一种无损探伤检测的高效率调整系统，其特征是：ModBus通讯将命令传送至中央处理器后，中央处理器与上位机通过modbus通讯连接，上位机实时反馈位置信息。
6.一种无损探伤检测的高效率调整方法，其特征是：所述方法包括以下步骤：
步骤1：初始化标志位，选择操作模式；
步骤2：中央处理器接收到操作运行命令后，通过控制中央处理器，在中央处理器内进行算法运算，通过CANOpen总线驱动六轴执行机构中对应伺服驱动器；
步骤3：电机启动，带动丝杠转动，编码器通过TTL信号反馈位置信号至中央控制器，形成闭环，实现定位移动，直至达到检测位，进行无损检测。
7.根据权利要求6所述的一种无损探伤检测的高效率调整方法，其特征是：当选用本地操作时，通过ModBus通讯将命令传送至中央控制器，中央控制器与上位机通过modbus通讯，上位机实时反馈位置信息；
当选择无线操作时，无线操作模式组态界面实时反馈位置信息，通过WLAN通讯将命令传送至中央控制器。
8.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行，以用于实现如权利要求6-7所述的无损探伤检测的高效率调整方法。
9.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征是：所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求6-7所述的无损探伤检测的高效率调整方法。
10.一种车辆探伤检测装置，其特征在于，包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序，以实现如权利要求6-7所述的无损探伤检测的高效率调整方法。
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