ES2325703B1 - DEVICE FOR INSPECTION OF WELDINGS BY ULTRASOUNDS. - Google Patents
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Abstract
Dispositivo para la inspección de soldaduras por ultrasonidos.Welding inspection device by ultrasound
La invención consiste en la incorporación de, al menos, un sistema de visión artificial (3) a, al menos, una sonda de inspección por ultrasonidos (2), de manera que se establece una relación entre la lectura del equipo de ultrasonidos (4) y las imágenes de la pieza inspeccionada, permitiendo a su vez registrar en cualquier soporte apropiado (5) la relación entre la ganancia y la imagen correspondiente a la superficie objeto del análisis. Igualmente el dispositivo cuenta con un mecanismo de posicionamiento por coordenadas (6) y de un dispositivo óptico tipo láser para la indicación de la trayectoria de inspección.The invention consists in the incorporation of less, an artificial vision system (3) to at least one probe ultrasonic inspection (2), so that a relationship between the reading of the ultrasound equipment (4) and the images of the inspected piece, allowing to register on any appropriate support (5) the relationship between profit and the image corresponding to the surface object of the analysis. The device also has a positioning mechanism by coordinates (6) and of a laser type optical device for inspection path indication.
Description
Dispositivo para la inspección de soldaduras por ultrasonidos.Welding inspection device by ultrasound
La presente invención se encuadra dentro de las tecnologías de análisis de materiales mediante el empleo de ondas ultrasónicas y más concretamente se refiere a un dispositivo de inspección de soldaduras registrable mediante la técnica de ultrasonidos.The present invention falls within the materials analysis technologies using waves ultrasonic and more specifically refers to a device of weld inspection registrable by the technique of ultrasound
Los Ensayos No Destructivos (END) tienen por objeto el análisis de materiales y componentes sin afectar sus propiedades, de modo que sea posible el uso posterior de dichos materiales. En la actualidad existen numerosos métodos de ensayo de este tipo (END) como por ejemplo los basados en radiografías, corrientes inducidas, inspección visual, partículas magnéticas, líquidos penetrantes, pruebas de fuga y ultrasonidos.Non-Destructive Tests (NDT) have as their object the analysis of materials and components without affecting their properties, so that it is possible to use them later materials. There are currently numerous test methods for this type (END) such as those based on radiographs, induced currents, visual inspection, magnetic particles, penetrating liquids, leakage tests and ultrasound.
Más en concreto, la inspección por ultrasonidos es una técnica END cuya eficacia está ampliamente aceptada pudiendo superar incluso a la radiografía en la localización de imperfecciones de tipo plano.More specifically, ultrasonic inspection It is an END technique whose effectiveness is widely accepted and can overcome even radiography in the location of Flat type imperfections.
En los ensayos por ultrasonidos aplicados a la inspección de soldaduras, una sonda emite ondas de ultrasonidos que se propagan en el material. Las ondas se reflejan, difractan y/o refractan cuando encuentran algún obstáculo y son recogidas de nuevo por esta primera sonda u otra sonda distinta. La señal recogida por la sonda se representa como datos de ganancia en función de la cantidad de señal reflejada y del espacio recorrido por la onda dentro del material. La ganancia de la señal es analizada en tiempo real por un técnico de inspección, que determina en el acto la presencia de defectos y/o indicaciones en la soldadura. Los defectos se caracterizan por necesitar una reparación inmediata, mientras que con las indicaciones se hace referencia a anomalías e imperfecciones dentro de unos baremos establecidos en normas y/o códigos, siendo necesaria la realización de inspecciones futuras a efectos de analizar su trayectoria (aumento, disminución, etc).In the ultrasonic tests applied to the weld inspection, a probe emits ultrasound waves that They propagate in the material. The waves are reflected, diffracted and / or they refract when they encounter an obstacle and are collected from again for this first probe or another different probe. The signal collected by the probe is represented as gain data in function of the amount of signal reflected and the space traveled by the wave inside the material. The signal gain is analyzed in real time by an inspection technician, who determines in the act the presence of defects and / or indications in the welder. Defects are characterized by needing a immediate repair, while with the indications it is done reference to anomalies and imperfections within some scales established in norms and / or codes, the realization being necessary of future inspections in order to analyze its trajectory (increase, decrease, etc).
Existen diferentes tipos de equipos de ultrasonidos para la inspección de soldaduras y se clasifican en dos tipos: manuales y automáticos.There are different types of equipment ultrasound for welding inspection and are classified in Two types: manual and automatic.
Los equipos automáticos se caracterizan porque disponen de un dispositivo mecánico, generalmente de tipo carro, que permite realizar movimientos mecánicos de avance, desplazándose mediante un sistema tipo cremallera, banda magnética o similar, que define su trayectoria. Este dispositivo se equipa con varias sondas de inspección que adquieren los datos de ganancia para varios ángulos del tren de ondas, los cuales se relacionan con la posición exacta de la sonda dentro de su trayectoria predefinida y se registran. De este modo, el inspector puede volver al punto exacto donde se detectó el defecto y/o indicación con posterioridad a la realización del análisis.Automatic equipment is characterized because they have a mechanical device, usually of the car type, which allows mechanical movements to move forward, moving by a zipper, magnetic stripe or similar system, which Define your trajectory. This device is equipped with several probes of inspection that acquire the gain data for several wave train angles, which relate to the position exact probe within its predefined path and it register. In this way, the inspector can return to the exact point where the defect and / or indication was detected after the analysis performance
Estos sistemas automáticos están limitados en su utilización a equipos con geometrías regulares, siendo necesario el empleo de equipos manuales en las zonas de geometrías más complejas, como, por ejemplo, aquellas con accesorios salientes o discontinuidades.These automatic systems are limited in their use of equipment with regular geometries, the use of manual equipment in geometry areas more complex, such as those with outgoing accessories or discontinuities
En este sentido los equipos manuales de detección de defectos por ultrasonidos se utilizan ampliamente debido a que en la mayoría de los casos, por las razones antes apuntadas, la automatización del procedimiento de inspección no resulta apropiada. Además, en el caso de uniones soldadas la utilización de un equipo manual resulta más favorable económicamente cuando la longitud de la soldadura no excede un cierto umbral.In this sense the manual equipment of Ultrasonic defect detection are widely used because in most cases, for the reasons before targeted, the inspection procedure automation does not It is appropriate. In addition, in the case of welded joints the use of manual equipment is more favorable economically when the length of the weld does not exceed a certain threshold
En la actualidad el técnico de inspección realiza el examen de los cordones de soldadura mediante un equipo manual o automático donde observa la ganancia en tiempo real, entregando un informe en el que se señala el número total, localización y amplitud de todas las indicaciones que superen los niveles de calidad aceptable establecidos, así como gráficos mostrando las piezas e indicaciones sobre ellos de las posiciones de medidas no aceptables.Currently the inspection technician performs the examination of the weld seams using a device manual or automatic where you observe the gain in real time, delivering a report stating the total number, location and breadth of all indications that exceed established acceptable quality levels as well as graphics showing the pieces and indications about them of the positions of unacceptable measures.
Por lo tanto, los procesos actuales, no permiten la visualización real de la pieza objeto de la inspección ni la posibilidad de relacionar los datos de ganancia con la imagen captada simultáneamente de la zona inspeccionada, de manera que permita a otro técnico de inspección distinto verificar de forma sencilla el examen efectuado sin analizar de nuevo la pieza y al cliente cerciorarse que la pieza ha sido inspeccionada y que realmente ha sido la suya.Therefore, current processes do not allow the actual visualization of the inspection object or the possibility of relating the gain data with the image simultaneously captured from the inspected area, so that allow another different inspection technician to verify simple the test done without re-analyzing the piece and at customer make sure that the part has been inspected and that It really has been yours.
En la actualidad existe alguna solución que permite establecer la relación entre los datos obtenidos en la inspección y la posición de la sonda mediante triangulación espacial. Esta solución presenta una serie de inconvenientes, ya que son necesarias repetidas calibraciones y además no permite al cliente cerciorarse de que el registro de la inspección corresponde con su pieza.There is currently a solution that allows to establish the relationship between the data obtained in the inspection and probe position by triangulation space. This solution has a number of drawbacks, since repeated calibrations are necessary and also does not allow customer make sure that the inspection record corresponds with his piece.
La patente JP2005300363 añade a su vez un sistema de detección de defectos por ultrasonidos capaz de determinar la posición absoluta de una sonda con respecto a la superficie mediante un sistema de escaneado. Este dispositivo, al igual que el descrito anteriormente, carece de un método de captura de imagen que permita la visualización de la pieza objeto de inspección, así como la posibilidad de relacionar la ganancia medida con la imagen captada simultáneamente.JP2005300363 patent adds in turn a ultrasonic defect detection system capable of determine the absolute position of a probe with respect to the surface using a scanning system. This device, at Like the one described above, it lacks a capture method of image that allows the visualization of the piece object of inspection, as well as the possibility of relating profit measured with the image captured simultaneously.
Con la presente invención se pretende solucionar la carencia detectada debido a la falta de relación entre los datos de ganancia obtenidos con un equipo de ultrasonidos y las imágenes de la superficie inspeccionada. De igual manera, posibilita la posterior visualización de la pieza, objeto de inspección y permite la comprobación de que se ha realizado un barrido completó de la misma sobre la imagen de la pieza. Por tanto, el dispositivo objeto de la invención soluciona los inconvenientes de los equipos de inspección de soldaduras por ultrasonidos, tanto manuales como automáticos.With the present invention it is intended to solve the lack detected due to the lack of relationship between the data gain obtained with ultrasound equipment and images of the inspected surface. Similarly, it enables subsequent visualization of the piece, object of inspection and allows the verification that a complete scan has been performed of the same on the image of the piece. Therefore, the object device of the invention solves the drawbacks of the equipment of ultrasonic welding inspection, both manual and manual automatic
Un primer aspecto de la presente invención se refiere a un dispositivo para la inspección de soldaduras mediante la técnica de ultrasonidos. De esta manera, y gracias a la integración de, al menos, un dispositivo de visión artificial en, también al menos, una sonda de inspección por ultrasonidos, la invención permite establecer una relación directa entre la lectura del equipo de ultrasonidos y las imágenes correspondientes a la zona de la pieza inspeccionada en cada momento.A first aspect of the present invention is refers to a device for inspection of welds by The ultrasonic technique. In this way, and thanks to the integration of at least one artificial vision device in, also at least one ultrasonic inspection probe, the invention allows to establish a direct relationship between reading of the ultrasound equipment and the images corresponding to the part area inspected at all times.
Según otro aspecto de la invención, el dispositivo se caracteriza por disponer de un mecanismo de posicionamiento mediante coordenadas en, al menos, una sonda respecto a la zona objeto de la inspección. De este modo se conoce en todo momento la posición (absoluta y/o relativa) de, al menos, una sonda de inspección por ultrasonidos, así como de los defectos y/o indicaciones detectados por ésta.According to another aspect of the invention, the device is characterized by having a mechanism of positioning by coordinates in at least one probe regarding the area under inspection. In this way it is known at all times the position (absolute and / or relative) of at least an ultrasonic inspection probe as well as defects and / or indications detected by it.
Según otro aspecto de la invención, el dispositivo de visión artificial que acompaña a, al menos, una sonda de ultrasonidos comprende una o varias cámaras que adquieren imágenes simultáneamente a la realización de la inspección por ultrasonidos. El dispositivo se caracteriza a su vez por registrar en cualquier soporte apropiado la relación entre la ganancia y la imagen correspondiente a la superficie de cuyo análisis resultan. De esta manera, se permite que cualquier técnico de inspección ajeno al examen original pueda verificar y validar la inspección con posterioridad al ensayo.According to another aspect of the invention, the artificial vision device that accompanies at least one ultrasonic probe comprises one or several cameras that acquire images simultaneously to the inspection by ultrasound The device is characterized by registering on any appropriate support the relationship between profit and image corresponding to the surface whose analysis results. In this way, any inspection technician is allowed outside the original exam can verify and validate the inspection with after the trial.
Según otro aspecto de la invención, el dispositivo se caracteriza por el hecho de permitir la comprobación sobre las imágenes registradas de la realización del barrido completo de la pieza objeto de la inspección, de manera que se obtiene la evidencia de que ha sido inspeccionada el 100% de la misma.According to another aspect of the invention, the device is characterized by allowing checking about the recorded images of the scanning performance complete of the inspection object, so that it Obtains the evidence that 100% of the same.
Según otro aspecto de la invención, la visualización de la pieza permite verificar que la inspección realizada se corresponde realmente con la pieza objeto de la inspección.According to another aspect of the invention, the visualization of the piece allows to verify that the inspection performed corresponds really to the piece object of the inspection.
De igual manera, la presente invención dispone de un dispositivo óptico de indicación de la trayectoria de inspección que permite visualizar el recorrido realizado por la sonda o sondas de inspección sobre la superficie analizada.Similarly, the present invention provides of an optical device indicating the trajectory of inspection that allows to visualize the route made by the probe or inspection probes on the analyzed surface.
A continuación se pasa a describir una serie de dibujos que ayudan a comprender mejor la invención y que se relacionan expresamente con una realización de dicha invención que se presenta como ejemplo ilustrativo y no limitativo de ésta.Next, a series of drawings that help to better understand the invention and that expressly relate to an embodiment of said invention that It is presented as an illustrative and non-limiting example of it.
La figura 1 representa una vista del dispositivo sonda-sistema de visión artificial, junto con el dispositivo de posicionamiento por coordenadas y el dispositivo óptico de indicación de la trayectoria de inspección.Figure 1 represents a view of the device artificial vision system-probe, together with the coordinate positioning device and the device optical indication of the inspection path.
La figura 2 representa una vista del conjunto mostrado en la figura 1 respecto a un cordón de soldadura y del resto de elementos que constituyen el dispositivo patentado.Figure 2 represents a view of the assembly shown in figure 1 with respect to a welding bead and the other elements that constitute the patented device.
Una realización particular del dispositivo objeto de la siguiente invención consiste en una sonda de inspección de soldaduras por ultrasonidos (2), la cual se encuentra conectada a un equipo de ultrasonidos convencional (4). Dicha sonda (2) está equipada con un equipo de visión artificial (3), que consiste en un sistema de una o varias cámaras, situadas de manera que adquieren imágenes del cordón de soldadura (1) objeto del análisis.A particular embodiment of the device object of the following invention consists of a probe of ultrasonic welding inspection (2), which is located connected to conventional ultrasonic equipment (4). Said probe (2) is equipped with an artificial vision equipment (3), which it consists of a system of one or several cameras, located so that acquire images of the weld bead (1) object of the analysis.
El dispositivo sonda-sistema de visión artificial cuenta con un dispositivo de posicionamiento por coordenadas (6) y de un dispositivo óptico tipo láser para la indicación de la trayectoria de inspección (7).The probe-system device artificial vision features a positioning device by coordinates (6) and of a laser type optical device for inspection path indication (7).
Tanto el equipo de ultrasonidos (4) como el sistema de visión artificial (3) se encuentran conectados a un ordenador (5) que permite el registro simultáneo de los datos de ganancias y de las imágenes de la pieza inspeccionada en cada momento.Both the ultrasound equipment (4) and the artificial vision system (3) are connected to a computer (5) that allows simultaneous recording of data from earnings and images of the inspected piece in each moment.
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