JP2018185308A

JP2018185308A - Method and device for detecting front position of rear rib plate having titanium aluminium alloy t type structure

Info

Publication number: JP2018185308A
Application number: JP2018083206A
Authority: JP
Inventors: ドゥー，ドン; Dong Du; ハン，ザンドン; Zandong Han; ウェイ，アンガン; Angang Wei; ワン，リー; Li Wang; チャン，バオファ; Baohua Chang; シャン，ジグオ; Jiguo Shang
Original assignee: Qinghua University
Current assignee: Qinghua University
Priority date: 2017-04-25
Filing date: 2018-04-24
Publication date: 2018-11-22
Anticipated expiration: 2038-04-24
Also published as: JP6507285B2; CN107228617B; CN107228617A

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method and device for detecting a position of a rear rib plate having a titanium aluminium alloy T type structure from the front, suitable for detecting and tracking a rib plate in a high-speed welding process.SOLUTION: A scanning mechanism 7 having a detection sensor 1 is arranged above the front facing a rib plate 14; a detection sensor 1 is repeatedly scanned in a region of a T type structure 12 in a direction vertical to the rib plate 14; an excitation coil 2 generates an eddy current detectable in the rib plate 14; a detection coil pair 3 of the detection sensor 1 outputs a detected signal; the center position coordinate of the detection sensor 1 and a corresponding output signal are recorded at each detection point in a scanning process; and when the detection sensor 1 vertically passes above the rib plate 14 to be detected having a titanium aluminium alloy T type structure, a coordinate corresponding to the minimum voltage signal in the middle between two maximum voltage signals is a position of the rib plate 14.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、チタンアルミニウム合金Ｔ型構造の背面リブプレートの位置の正面検出方法及びその検出装置に関し、溶接自動化の技術分野に属する。 The present invention relates to a method for detecting a front surface of a back rib plate of a titanium aluminum alloy T-type structure and a detection apparatus thereof, and belongs to the technical field of welding automation.

サンドイッチ構造板は、新たなサンドイッチ構造の形態であり、一般的には、上下の２つのパネル（曲面板又は平面板などの形式であってもよい）と中間のリブプレートとからなり、比強度が高く、比剛性が大きいなどの利点を有し、ロケットエンジンの製造、造船、海洋プラットフォームの製造などの業界において良好な適用の見通しがある。しかし、その製造プロセスが比較的に複雑であり、特に、パネルとリブプレートとの接続が、それが広く適用されることを阻害する最大の障壁になっている。現在、一般的には、溶接の方法を採用してパネルとリブプレートとの接続を行い、パネルとリブプレートとの相対位置がアルファベットＴに似ているので、Ｔ型構造と呼ばれている。しかし、いくつかの溶接の場合（特に、正面からパネルを貫通して、それを背面リブプレートの狭い面と接続する必要のある一部の場合）、パネルがリブプレートを遮蔽しているので、如何に迅速かつ正確に正面からパネルを透過してＴ型構造の背面リブプレートの位置を検出して、関連する加工機器、特に溶接機器の動きをガイドすることは、該構造板を製造する鍵となっている。 A sandwich structure plate is a new sandwich structure, and generally consists of two upper and lower panels (which may be in the form of a curved plate or a flat plate) and an intermediate rib plate. It has advantages such as high rigidity and high specific rigidity, and has good prospects for applications in industries such as rocket engine manufacturing, shipbuilding and offshore platform manufacturing. However, the manufacturing process is relatively complicated, and in particular, the connection between the panel and the rib plate is the biggest barrier that prevents its wide application. Currently, the panel and the rib plate are generally connected by adopting a welding method, and the relative position between the panel and the rib plate is similar to the alphabet T, so it is called a T-type structure. However, in some welding cases (especially in some cases where it is necessary to penetrate the panel from the front and connect it to the narrow side of the rear rib plate), the panel shields the rib plate, How quickly and accurately penetrates the panel from the front to detect the position of the back rib plate of the T-structure and guide the movement of the associated processing equipment, especially welding equipment, is the key to manufacturing the structural plate It has become.

中国特許である「電磁放射線による遮断物体の表面に対する細長形対象物の位置測定方法及び装置」（特許番号：００８０００１６６）では、遮断物体の表面に対する細長形の狭幅の対象物の位置測定方法が提案されている。該方法では、前記対象物を縦方向に近接するように移動させた場合、前記遮断物体の前記対象物より離れる側から、精密にコリメートした放射ビームを対象物に対して斜めに照射すると同時に、その上で前記対象物を垂直に振動あるいは走査運動させる。また、対象物から逆方向に散乱された放射線を対象物の同じ側で集めて、集められた信号のピーク値の変化により、対象物、即ちリブプレートの中心位置を決定することができる。該発明は、このような方法を実現する装置を更に提案している。しかし、該方法に言及された電磁放射線（実際の生産において、Ｘ線、ガンマ線などを含めたものがよく使われている）はいずれも一定の放射性を有し、現場における技術者の健康に大きな影響を与えやすいとともに、現場における各種類の保護設備に対して一定の要求があり、事実上コストを向上させ、方法の適用及び普及に役立たない。なお、上記方法は、検知装置が検知する必要のある細長いリブプレートから逆方向に散乱された放射信号を集めることができることを確保するために、電磁放射源から発した放射束と検知装置の観察領域との間のコヒーレントな位置が必ず遮断物体から下に一定の距離を置いて位置することを要求し、これは放射源及び検知装置と遮断物体との相対位置を制限することを要求する。また、電磁放射線などの対象物における吸収減衰、及び逆方向の散乱が弱いなどの原因で、上記方法は、遮断物体とリブプレートとの間隙が大きい場合の検出には適用できない。なぜならば、この場合において、検知装置がリブプレートから逆方向に散乱された信号を集めることができなくなってしまう可能性がある。また、該電磁放射ビームによる検出方法は、射線束の直径が小さく、逆方向の散乱が比較的弱いなどのため、リブプレートと上部パネルとの間隙に対して敏感である。 In the Chinese patent “Method and apparatus for measuring the position of an elongated object with respect to the surface of an obstructing object by electromagnetic radiation” (Patent No .: 008000166), there is a method for measuring the position of an elongated object with respect to the surface of an obstructing object Proposed. In this method, when the object is moved so as to be close to the object in the vertical direction, the object is obliquely irradiated with a precisely collimated radiation beam from the side away from the object of the blocking object, Then, the object is vibrated or scanned vertically. Further, the radiation scattered in the opposite direction from the object can be collected on the same side of the object, and the center position of the object, that is, the rib plate can be determined by changing the peak value of the collected signals. The invention further proposes an apparatus for realizing such a method. However, all of the electromagnetic radiation mentioned in the method (the ones that include X-rays and gamma rays are often used in actual production) have a certain level of radiation, which greatly affects the health of engineers in the field. In addition to being easily affected, there are certain requirements for each type of protective equipment at the site, which effectively increases costs and does not help in the application and dissemination of the method. Note that the method described above observes the radiant flux emitted from the electromagnetic radiation source and the sensing device to ensure that the radiation signal scattered in the opposite direction from the elongated rib plate that the sensing device needs to detect can be collected. The coherent position between the areas always requires a certain distance below the blocking object, which requires that the relative position of the radiation source and the detection device and the blocking object be limited. In addition, the above method cannot be applied to detection when the gap between the blocking object and the rib plate is large due to absorption attenuation in an object such as electromagnetic radiation and weak reverse scattering. This is because in this case, the detection device may not be able to collect signals scattered in the opposite direction from the rib plate. In addition, the detection method using the electromagnetic radiation beam is sensitive to the gap between the rib plate and the upper panel because the ray bundle has a small diameter and the reverse scattering is relatively weak.

なお、中国特許である「フロントデュアルセンサーの渦電流センシングによる溶接継目の自動トラッキング制御方法」（登録公告番号：１０４０７０２６７Ｂ）は、フロントデュアルセンサーの渦電流センシングによる溶接継目の自動トラッキング制御方法を提案している。該方法は、デュアルセンサーの渦電流センサーのヘッドコイルに達したインピーダンスＺを利用して、該コイルの検出値と、金属板間の距離Ｈと相対面積Ｓの変化値から構成される電圧値信号Ｕとにより出力され、溶接プロセスにおける電圧値信号Ｕと金属板間の距離Ｈ、及び電圧値信号Ｕと相対面積Ｓの線形関係を取得して、溶接継目の自動トラッキング制御を実現する。該方法は、表面の溶接継目の位置決めだけを実現し、背面リブプレートのような構造の検出をサポートすることができない。上記方法において、二つのセンサーを用いてそれぞれ金属板間の距離Ｈと相対面積Ｓとを検出し、高度センサーにより検知された距離Ｈで面積センサーを補正し、さらに、面積センサーの左右の面積の変化により溶接継目の位置を決定し、該方法において、位置情報の取得経路は、一定の演算を経る必要があり、情報の取得は、やや遅延される。また、トラッキングプロセスにおいて、誤差現象が現れる可能性があり、例えば、高度センサーが溶接継目の深度情報を検知したが、面積センサーがまだ該深度情報を検知していない場合、Ｈで面積センサーを補正すると、取得された一部の位置情報がそれほど正確ではないことを引き起こす。 The Chinese patent “Automatic Tracking Control Method for Welding Seams by Eddy Current Sensing of Front Dual Sensor” (Registration Notice: 10407070267B) proposes an automatic tracking control method for welding seams by eddy current sensing of front dual sensors. ing. The method uses an impedance Z reaching a head coil of a dual sensor eddy current sensor, and a voltage value signal composed of a detected value of the coil and a change value of a distance H between metal plates and a relative area S. U is obtained, and the linear relationship between the voltage value signal U and the metal plate H in the welding process, and the voltage value signal U and the relative area S is obtained, thereby realizing automatic tracking control of the weld seam. The method only achieves positioning of the weld seam on the surface and cannot support the detection of structures such as the back rib plate. In the above method, the distance H between the metal plates and the relative area S are detected using the two sensors, the area sensor is corrected by the distance H detected by the altitude sensor, and the left and right areas of the area sensor are further corrected. The position of the weld seam is determined by the change, and in this method, the acquisition path of the position information needs to undergo a certain calculation, and the acquisition of information is somewhat delayed. Also, an error phenomenon may appear in the tracking process. For example, if the altitude sensor detects depth information of the weld seam but the area sensor has not yet detected the depth information, the area sensor is corrected with H. Then, it causes that the acquired some positional information is not so accurate.

本発明は、チタンアルミニウム合金Ｔ型構造の背面リブプレートの位置の正面検出方法及びその検出装置を提供することを目的とし、従来技術の欠点に対して、相対的に安全な方法により、迅速かつ正確に正面からパネルを透過してチタンアルミニウム合金Ｔ型構造の背面リブプレートの位置を検出して、対応する加工機器が合板構造を製造することをガイドする。 An object of the present invention is to provide a front detection method and a detection apparatus for the position of a back rib plate of a titanium aluminum alloy T-type structure. The position of the back rib plate of the titanium-aluminum alloy T-type structure is accurately detected through the panel from the front, and guides the corresponding processing equipment to manufacture the plywood structure.

本発明により提供されるチタンアルミニウム合金Ｔ型構造の背面リブプレートの位置の正面検出方法は、以下のステップを含む。 The front detection method of the position of the back rib plate of the titanium aluminum alloy T-type structure provided by the present invention includes the following steps.

（１）検出しようとするチタンアルミニウム合金Ｔ型構造のパネルの背面リブプレートに対向する正面の上方に走査機構を配置し、走査機構における検出センサーは、励起コイルと検知コイル対とを含み、走査機構の軸線と検出しようとするチタンアルミニウム合金Ｔ型構造のパネルとが垂直になるようにし、検知コイル対の中心連結線と検出しようとするチタンアルミニウム合金Ｔ型構造のリブプレートとが垂直であり、検知コイル対の一対の同極端が等電位接続され、検知コイル対のもう一対の同極端は、検出しようとするチタンアルミニウム合金Ｔ型構造の検知初期信号Ｕ_inを出力するためのものである。
（２）検出センサーにおける励起コイルに低周波高振幅の正弦波交流励起信号Ｉ_inを印加する。
（３）検出センサーがリブプレートに垂直な方向に沿ってチタンアルミニウム合金Ｔ型構造の領域を往復走査するようにし、走査領域内のワークに検出可能な渦電流を発生させ、検知コイル対が検知初期信号Ｕ_inを出力し、信号処理システムが検知初期信号Ｕ_inに対して、前置増幅、バンドパスフィルタリング、自動平衡、プログラム制御増幅、位相敏感検出、ローパスフィルタリング及びベクトル合成を行って、最終的な出力信号Ｕ_outを取得する。
（４）走査プロセスにおける各検出時点での検出センサーの中心位置座標｛Ｘ_t，Ｚ_t｝及び対応する出力信号Ｕ_outを記録し、ここで、添え字ｔが検出時点であり、検出センサーが検出しようとするチタンアルミニウム合金Ｔ型構造の背面リブプレートの上方を垂直に通過する場合、該期間において出力信号Ｕ_outが先ず増大し、そして減少し、その後、再び増大し、そして減少するという変化過程が現れ、二つの最大ピーク値の電圧信号及び一つの最小バレー値の電圧信号が現れ、ここで、検出センサーの中心とリブプレートの両側縁とが一致する場合、二つのピーク値信号が出力され、検出センサーの中心とリブプレートの中心とが一致する場合、極小値信号が出力されるので、二つの最大電圧信号の中間の最小電圧信号Ｕ_outに対応する座標[Ｘ_min，Z_min]が、検出しようとするチタンアルミニウム合金Ｔ型構造の背面リブプレートの位置である。 (1) A scanning mechanism is disposed above the front surface of the titanium aluminum alloy T-type panel to be detected facing the back rib plate, and the detection sensor in the scanning mechanism includes an excitation coil and a detection coil pair, and scans. The axis of the mechanism and the titanium aluminum alloy T-type panel to be detected are perpendicular to each other, and the center connection line of the detection coil pair and the rib plate of the titanium aluminum alloy T-type structure to be detected are perpendicular to each other. The pair of extremes of the detection coil pair are connected at the same potential, and the other pair of extremes of the detection coil pair is for outputting the detection initial signal U _in of the titanium aluminum alloy T-type structure to be detected. .
(2) A low-frequency, high-amplitude sinusoidal AC excitation signal _Iin is applied to the excitation coil in the detection sensor.
(3) The detection sensor reciprocally scans the region of the titanium-aluminum alloy T-type structure along the direction perpendicular to the rib plate, generates a detectable eddy current in the workpiece in the scanning region, and the detection coil pair detects and outputs an initial signal U _in, the signal processing system detects the initial signal U _in, preamplification, bandpass filtering, automatic balancing, program control amplification, phase-sensitive detection, by performing low-pass filtering and the vector synthesis, the final A typical output signal U _out is obtained.
(4) Record the center position coordinates {X _t , Z _t } of the detection sensor and the corresponding output signal U _out at each detection time in the scanning process, where the subscript t is the detection time and the detection sensor change that if the upper rear rib plate of titanium-aluminum alloy T-shaped structure to be detected passes vertically, increase the output signal U _out is first in the period, and reduced, then again increases, and decreases A process appears, and two maximum peak value voltage signals and one minimum valley value voltage signal appear, where two peak value signals are output if the center of the detection sensor coincides with both side edges of the rib plate. is, when the center of the rib plate detection sensor match, since the minimum value signal is output, corresponding to the minimum voltage signal U _out of the two maximum voltage signal intermediate Mark [X _{_min,} Z _min] is the position of the rear rib plate of titanium-aluminum alloy T-shaped structure to be detected.

本発明により提供されるチタンアルミニウム合金Ｔ型構造の背面リブプレートの位置の正面検出装置は、走査機構と、スライダと、Ｘ方向ガイドレールと、Ｙ方向ガイドレールと、Ｚ方向ガイドレールと、制御及び信号処理システムと、を含み、前記走査機構は、Ｙ方向ガイドレールの下部に取り付けられ、前記スライダは、Ｘ方向ガイドレールに取り付けられ、前記Ｙ方向ガイドレールは、スライダを介してＸ方向ガイドレールに沿って移動し、前記Ｘ方向ガイドレールは、Ｚ方向ガイドレールに掛け渡されており、前記走査機構は、回転シャーシと検出センサーとから構成され、回転シャーシは、Ｙ方向ガイドレールの下端部に取り付けられ、検出センサーは、転がり軸受を介して回転シャーシの円周に取り付けられ、検出プロセスにおいて、検出センサーは、回転シャーシの円周に沿って運動し、前記検出センサーは、励起コイルと検知コイル対とから構成され、励起コイルと検知コイル対とは、回転シャーシの円周に上から下に同軸に取り付けられ、励起コイルと検知コイル対とは、一組のコアを共有し、励起コイルの高さは、検知コイル対の高さより高く、励起コイルの下部は、検知コイル対の外側を取り囲んでおり、前記走査機構は、検出しようとするチタンアルミニウム合金Ｔ型構造の上部に位置する。 The present invention provides a front surface detection device for the position of a back rib plate of a titanium aluminum alloy T-type structure, a scanning mechanism, a slider, an X direction guide rail, a Y direction guide rail, a Z direction guide rail, and a control. And the signal processing system, wherein the scanning mechanism is attached to a lower portion of the Y direction guide rail, the slider is attached to the X direction guide rail, and the Y direction guide rail is guided to the X direction guide via the slider. The X-direction guide rail is moved along the rail, and the X-direction guide rail is stretched over the Z-direction guide rail. The scanning mechanism includes a rotation chassis and a detection sensor. The rotation chassis is the lower end of the Y-direction guide rail. The detection sensor is attached to the circumference of the rotating chassis via rolling bearings and is used in the detection process. The detection sensor moves along the circumference of the rotating chassis, and the detection sensor includes an excitation coil and a detection coil pair, and the excitation coil and the detection coil pair are arranged on the circumference of the rotation chassis from above. Mounted coaxially underneath, the excitation coil and the detection coil pair share a pair of cores, the height of the excitation coil is higher than the height of the detection coil pair, and the lower part of the excitation coil is outside the detection coil pair And the scanning mechanism is located on top of the titanium aluminum alloy T-type structure to be detected.

本発明により提供されるチタンアルミニウム合金Ｔ型構造の背面リブプレートの位置の正面検出方法及びその検出装置の利点は、以下のとおりである。 Advantages of the front detection method and the detection apparatus for the position of the back rib plate of the titanium aluminum alloy T-type structure provided by the present invention are as follows.

（１）本発明の検出方法は、比較的厚い上パネルを透過してチタンアルミニウム合金Ｔ型構造の背面リブプレートの位置を正確に検出し、溶接の正確度を向上させる。 (1) The detection method of the present invention detects the position of the back rib plate of the titanium aluminum alloy T-type structure through the relatively thick upper panel and improves the accuracy of welding.

（２）本発明の検出方法は、リブプレートと上パネルとの間隙の変動による検出精度への影響を低減させることができるので、チタンアルミニウム合金Ｔ型構造の背面リブプレートの位置検出の信頼性を大幅に向上させる。 (2) Since the detection method of the present invention can reduce the influence on the detection accuracy due to the variation in the gap between the rib plate and the upper panel, the position detection reliability of the back surface rib plate of the titanium aluminum alloy T-type structure is reliable. Greatly improve.

（３）本発明の方法及び装置において、電磁場の拡散速度が光速に等しく、機械運動の速度より遥かに大きいため、本発明の方法は、検出センサーの高速走査運動を実現することができ、リブプレートの中心位置を動的に迅速に位置決めすることができ、検出感度が高いので、高速溶接プロセスのリブプレートの検出及びトラッキングに適格であり、検出方法の適用範囲を拡大する。 (3) In the method and apparatus of the present invention, since the diffusion speed of the electromagnetic field is equal to the speed of light and is much larger than the speed of the mechanical motion, the method of the present invention can realize the high-speed scanning motion of the detection sensor, and the rib The center position of the plate can be dynamically and quickly positioned, and the detection sensitivity is high, so that it is suitable for the detection and tracking of the rib plate in the high-speed welding process, and the application range of the detection method is expanded.

（４）本発明の検出方法は、比較的安全なロスレスの検出手段であり、従来の検出方法と比較すると、放射線危害がなく、より便利かつ安全であり、普及し押し広めやすい。 (4) The detection method of the present invention is a relatively safe lossless detection means, and has no radiation hazard, is more convenient and safer than conventional detection methods, and is easy to spread and spread.

（５）本発明の検出装置は、従来の検出機器と比較すると、体積が小さいため、製品のコストを低減させ、操作しやすく、メンテナンスが容易である。 (5) Since the detection device of the present invention has a small volume compared to the conventional detection device, the cost of the product is reduced, it is easy to operate, and maintenance is easy.

本発明により提供されるチタンアルミニウム合金Ｔ型構造の背面リブプレートの位置の正面検出装置の構造概略図である。It is the structure schematic of the front detector of the position of the back rib plate of the titanium aluminum alloy T type structure provided by this invention. 図１に示される検出装置における走査機構とリブプレートとの位置関係を示す概略図である。It is the schematic which shows the positional relationship of the scanning mechanism and rib plate in the detection apparatus shown by FIG. 本発明の出力信号Ｕ_outの振幅の経時（位置）変化概略図である。It is a time-dependent (position) change schematic of the amplitude of the output signal _Uout of this invention.

１検出センサー
２励起コイル
３検知コイル対
４スライダ
５Ｘ方向ガイドレール
６Ｚ方向ガイドレール
７走査機構
８回転シャーシ
９転がり軸受
１０Ｙ方向ガイドレール
１１制御及び信号処理システム
１２Ｔ型構造
１３上パネル
１４リブプレート DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Detection sensor 2 Excitation coil 3 Detection coil pair 4 Slider 5 X direction guide rail 6 Z direction guide rail 7 Scanning mechanism 8 Rotating chassis 9 Rolling bearing 10 Y direction guide rail 11 Control and signal processing system 12 T type structure 13 Upper panel 14 Rib plate

（１）検出しようとするチタンアルミニウム合金Ｔ型構造のパネル１３の正面の上方に走査機構を配置し、走査機構における検出センサーは、励起コイルと検知コイル対とを含み、走査機構の軸線と検出しようとするチタンアルミニウム合金Ｔ型構造のパネルとが垂直になるようにし、検知コイル対の中心連結線と検出しようとするチタンアルミニウム合金Ｔ型構造１２のリブプレート１４とが垂直であり、検知コイル対の一対の同極端が等電位接続され、検知コイル対のもつ一対の同極端は、検知された初期信号Ｕ_inを出力するためのものであり、高い検出感度及び精度を得るために、各一つの検知コイルの直径は、リブプレートの厚さの半分より大きく、且つリブプレートの厚さの二倍より小さい。 (1) A scanning mechanism is arranged above the front surface of the panel 13 of the titanium aluminum alloy T-type structure to be detected, and the detection sensor in the scanning mechanism includes an excitation coil and a detection coil pair, and the axis of the scanning mechanism and detection The panel of the titanium aluminum alloy T-type structure to be made is vertical, the center connection line of the detection coil pair and the rib plate 14 of the titanium aluminum alloy T-type structure 12 to be detected are vertical, and the detection coil a pair of the electrode pairs are connected equipotential, the pair of the electrode with the sensing coil pair, is for outputting a sensed initial signal U _in, in order to obtain a high detection sensitivity and accuracy, each The diameter of one sensing coil is greater than half the rib plate thickness and less than twice the rib plate thickness.

（２）検出センサーにおける励起コイルに低周波高振幅の正弦波交流励起信号Ｉ_inを印加し、励起コイルは、空間で比較的強い磁場を発生させることにより、検出しようとするワークに渦電流を引き起こす。周波数が低いため、渦電流の表皮効果が相対的に弱く、渦電流がパネルを透過してリブプレートに到達することが保証される。 (2) A low-frequency, high-amplitude sinusoidal AC excitation signal I _in is applied to the excitation coil _{in the} detection sensor, and the excitation coil generates a relatively strong magnetic field in the space to generate eddy currents in the workpiece to be detected. cause. Due to the low frequency, the skin effect of eddy currents is relatively weak, ensuring that eddy currents penetrate the panel and reach the rib plate.

（３）検出センサーがリブプレートに垂直な方向に沿って検出しようとするチタンアルミニウム合金Ｔ型構造の領域を往復走査するようにし、走査領域内のワークに検出可能な渦電流が発生し、検知コイル対が検知された初期信号Ｕ_inを出力し、信号処理システムが初期信号Ｕ_inに対して、前置増幅、バンドパスフィルタリング、自動平衡、プログラム制御増幅、位相敏感検出、ローパスフィルタリング及びベクトル合成を行って、最終的な出力信号Ｕ_outを取得する。 (3) The detection sensor reciprocally scans the region of the titanium-aluminum alloy T-type structure that is to be detected along the direction perpendicular to the rib plate, and a detectable eddy current is generated in the workpiece in the scanning region. and outputs an initial signal U _in the coil pair is detected, the signal processing system initialization signal U _in, preamplification, bandpass filtering, automatic balancing, program control amplification, phase-sensitive detection, low-pass filtering and vector composition To obtain the final output signal _Uout .

（４）走査プロセスにおける各検出時点での検出センサーの中心位置座標｛Ｘ_t，Ｚ_t｝及び対応する出力信号Ｕ_outを記録し、ここで、添え字ｔは検出時点であり、検出センサーが検出しようとするチタンアルミニウム合金Ｔ型構造の背面リブプレートの上方を垂直に通過する場合、該期間において出力信号Ｕ_outが先ず増大して減少し、その後、再び増大して減少するという変化過程が現れ、二つの最大ピーク値の電圧信号及び一つの最小バレー値の電圧信号が現れ、ここで、検出センサーの中心とリブプレートの両側縁とが一致する場合、二つのピーク値信号が出力され、検出センサーの中心とリブプレートの中心とが一致する場合、極小値信号が出力されるので、二つの最大電圧信号の中間の最小電圧信号Ｕ_outに対応する座標[Ｘ_min，Z_min]が、検出しようとするチタンアルミニウム合金Ｔ型構造の背面リブプレートの位置である。 (4) Record the center position coordinates {X _t , Z _t } of the detection sensor and the corresponding output signal U _out at each detection time in the scanning process, where the subscript t is the detection time and the detection sensor When passing vertically over the back rib plate of the titanium aluminum alloy T-type structure to be detected, there is a changing process in which the output signal U _out first increases and decreases and then increases and decreases again. Appears, two maximum peak value voltage signals and one minimum valley value voltage signal appear, where if the center of the detection sensor coincides with both side edges of the rib plate, two peak value signals are output, When the center of the detection sensor coincides with the center of the rib plate, a minimum value signal is output, so that coordinates [X _min , Z corresponding to the minimum voltage signal U _out between the two maximum voltage signals are output. _min ] is the position of the back rib plate of the titanium aluminum alloy T-type structure to be detected.

本発明により提供されるチタンアルミニウム合金Ｔ型構造の背面リブプレートの位置の正面検出装置は、その構造概略図が図１に示すようであり、該検出装置は、走査機構７と、スライダ４と、Ｘ方向ガイドレール５と、Ｙ方向ガイドレール１０と、Ｚ方向ガイドレール６と、制御及び信号処理システム１１と、を含むことを特徴とする。走査機構７は、Ｙ方向ガイドレール１０の下部に取り付けられ、スライダ４は、Ｘ方向ガイドレール５に取り付けられ、Ｙ方向ガイドレール１０は、スライダ４を介してＸ方向ガイドレール５に沿って移動する。Ｘ方向ガイドレール５は、Ｚ方向ガイドレール６に掛け渡されている。走査機構７は、回転シャーシ８と検出センサー１とから構成され、回転シャーシ８は、Ｙ方向ガイドレール１０の下端部に取り付けられ、検出センサー１は、転がり軸受９を介して回転シャーシ８の円周に取り付けられ、検出プロセスにおいて、検出センサー１は、回転シャーシ８の円周に沿って運動する。検出センサー１は、励起コイル２と、検知コイル対３とから構成され、励起コイル２と検知コイル対３とは、回転シャーシ８の円周に上から下に同軸に取り付けられ、励起コイル２と検知コイル対３とは、一組のコアを共有し、励起コイル２の高さは、検知コイル対３の高さより高く、励起コイル２の下部は、検知コイル対３の外側を取り囲んでいる。走査機構７は、図２に示すように、検出しようとするチタンアルミニウム合金Ｔ型構造１２の上部に位置する。 The front detector for the position of the back rib plate of the titanium-aluminum alloy T-type structure provided by the present invention has a schematic structure as shown in FIG. 1 and includes a scanning mechanism 7, a slider 4, X direction guide rail 5, Y direction guide rail 10, Z direction guide rail 6, and control and signal processing system 11. The scanning mechanism 7 is attached to the lower portion of the Y direction guide rail 10, the slider 4 is attached to the X direction guide rail 5, and the Y direction guide rail 10 moves along the X direction guide rail 5 via the slider 4. To do. The X direction guide rail 5 is stretched over the Z direction guide rail 6. The scanning mechanism 7 includes a rotating chassis 8 and a detection sensor 1, and the rotating chassis 8 is attached to the lower end portion of the Y-direction guide rail 10, and the detection sensor 1 is connected to a circle of the rotating chassis 8 via a rolling bearing 9. In the detection process, the detection sensor 1 moves along the circumference of the rotating chassis 8. The detection sensor 1 includes an excitation coil 2 and a detection coil pair 3, and the excitation coil 2 and the detection coil pair 3 are coaxially attached to the circumference of the rotating chassis 8 from the top to the bottom. The detection coil pair 3 shares a set of cores, the height of the excitation coil 2 is higher than the height of the detection coil pair 3, and the lower part of the excitation coil 2 surrounds the outside of the detection coil pair 3. As shown in FIG. 2, the scanning mechanism 7 is located above the titanium aluminum alloy T-type structure 12 to be detected.

以下、図面に合わせて本発明により提供されるチタンアルミニウム合金Ｔ型構造の背面リブプレートの位置の正面検出方法の原理についてさらに説明する。 Hereinafter, the principle of the front detection method of the position of the back rib plate of the titanium aluminum alloy T-type structure provided by the present invention will be further described with reference to the drawings.

本発明により提供されるチタンアルミニウム合金Ｔ型構造の背面リブプレートの位置の正面検出方法において、制御及び情報処理システム１１におけるワンチップマイコン制御励起ユニットは、ＤＤＳに基づいて低周波定振幅の正弦波交流励起信号を発生し、該信号がバンドパスフィルタリングと電力増幅とを経た後、低周波高振幅正弦波交流励起信号Ｉ_inを取得し、該信号は、検出センサー１における励起コイル２に作用して、空間に安定な交番電磁場を発生する。本発明の一実施例において、制御及び情報処理システム１１は、アナログ・デバイセズ社により製造された型番がＡＤuＣ８１２であるマイクロプロセッサ製品を核心と採用して構成する。 In the front detection method of the position of the back rib plate of the titanium aluminum alloy T-type structure provided by the present invention, the one-chip microcomputer control excitation unit in the control and information processing system 11 is a sine wave with a low frequency constant amplitude based on DDS An AC excitation signal is generated, and after the signal has undergone bandpass filtering and power amplification, a low frequency, high amplitude sine wave AC excitation signal I _in is obtained, which acts on the excitation coil 2 in the detection sensor 1 And generate a stable alternating electromagnetic field in the space. In one embodiment of the present invention, the control and information processing system 11 is constructed by adopting a microprocessor product manufactured by Analog Devices, whose model number is ADuC812, as the core.

検出センサー１は、Ｔ型構造の背面リブプレート１４に垂直な方向に沿って正面の上方からＴ型構造１２に対して走査運動を行い、検出センサー１の励起コイル２により発生された磁場は、検出しようとするＴ型構造の背面リブプレート１４において検出可能な渦電流を発生し、この場合、検出センサー１における検知コイル対３が検知された初期信号Ｕ_inを出力し、制御及び情報処理システム１１における情報処理システムが初期信号Ｕ_inに対して、前置増幅、バンドパスフィルタリング、自動平衡、プログラム制御増幅、位相敏感検出、ローパスフィルタリング及びベクトル合成を行って、出力信号Ｕ_outを取得する。 The detection sensor 1 performs a scanning motion on the T-type structure 12 from above the front along a direction perpendicular to the back rib plate 14 of the T-type structure, and the magnetic field generated by the excitation coil 2 of the detection sensor 1 is An eddy current that can be detected is generated in the back rib plate 14 of the T-type structure to be detected, and in this case, an initial signal U _in which the detection coil pair 3 in the detection sensor 1 is detected is output, and the control and information processing system 11 performs pre-amplification, band-pass filtering, automatic balancing, program-controlled amplification, phase-sensitive detection, low-pass filtering, and vector synthesis on the initial signal U _in to obtain the output signal U _out .

制御及び情報処理システム１１におけるワンチップマイコンは、走査プロセスにおける各検出時点での検出センサー１の中心位置座標[Ｘｔ,Zｔ]及び対応する出力信号Ｕ_outを収集して記録し、ここで、添え字ｔは検出時点であり、検出センサー１が検出しようとするチタンアルミニウム合金Ｔ型構造１２の背面リブプレート１４の上方を垂直に通過する場合、ワンチップマイコンは、最小Ｕ_outに対応する[Ｘ_min，Z_min]が検出しようとするチタンアルミニウム合金Ｔ型構造の背面リブプレート１４の中心座標であると判定する。 The one-chip microcomputer in the control and information processing system 11 collects and records the center position coordinates [Xt, Zt] of the detection sensor 1 and the corresponding output signal U _out at each detection time in the scanning process, where The letter t is the time of detection, and when the detection sensor 1 passes vertically above the back rib plate 14 of the titanium aluminum alloy T-type structure 12 to be detected, the one-chip microcomputer corresponds to the minimum U _out [X _min , Z _min ] are determined to be the center coordinates of the back surface rib plate 14 of the titanium aluminum alloy T-type structure to be detected.

極小値の位置決めに誤差があることを考えると、ワンチップマイコンは、二つの最大Ｕ_outの検出時点に対応する位置座標[Ｘ_max1，Z_max1]及び[Ｘ_max2，Z_max2]がそれぞれリブプレート１４の両側縁であり、両縁の中点｛（Ｘ_max1+ Ｘ_max2）/２,（Ｚ_max1+Ｚ_max2）/２｝が背面リブプレート１４の中心の補助座標であると判定する。 Given that there is an error in the positioning of the minimum value, the one-chip microcomputer, two maximum U _out coordinates [X _{_max1,} Z _max1] corresponding to the detection time of and [X _{_max2,} Z _max2] each rib plate 14, and the middle points {(X _max1 + X _max2 ) / 2, (Z _max1 + Z _max2 ) / 2} of both edges are determined to be auxiliary coordinates of the center of the back rib plate 14.

所定のアルゴリズム、例えば平均値法などにより、背面リブプレート１４の中心座標と補助座標とを総合して、より正確な検出しようとするＴ型構造の背面リブプレート１４の中心補正座標を取得する。 By using a predetermined algorithm, for example, an average method, the center coordinates of the back rib plate 14 and the auxiliary coordinates are combined to obtain the center correction coordinates of the back rib plate 14 having a T-shaped structure to be detected more accurately.

本発明により提供されるチタンアルミニウム合金Ｔ型構造の背面リブプレートの位置の正面検出装置は、検出センサー１と、走査機構７と、スライダ４と、Ｘ方向ガイドレール５と、Ｙ方向ガイドレール１０と、Ｚ方向ガイドレール６と、制御及び信号処理システム１１とを含む。 The front surface detection device of the position of the back rib plate of the titanium aluminum alloy T-type structure provided by the present invention includes a detection sensor 1, a scanning mechanism 7, a slider 4, an X direction guide rail 5, and a Y direction guide rail 10. And a Z-direction guide rail 6 and a control and signal processing system 11.

検出センサー１は、励起コイル２と、検知コイル対３と、を含む。励起コイル２と、検知コイル対３とは、回転シャーシ８の円周に上から下に同軸に取り付けられ、励起コイル２と検知コイル対３とは、一組のコアを共有し、励起コイル２の高さは、検知コイル対３の高さより高く、励起コイル２の下部は、検知コイル対３の外側を取り囲んでいる。 The detection sensor 1 includes an excitation coil 2 and a detection coil pair 3. The excitation coil 2 and the detection coil pair 3 are coaxially attached to the circumference of the rotating chassis 8 from the top to the bottom. The excitation coil 2 and the detection coil pair 3 share a set of cores, and the excitation coil 2 Is higher than the height of the detection coil pair 3, and the lower portion of the excitation coil 2 surrounds the outside of the detection coil pair 3.

走査機構７は、検出センサー１と、回転シャーシ８と、転がり軸受９と、を含む。回転シャーシ８は検出センサー１を駆動して検出しようとするＴ型構造１２の上方において円周運動させ、円周運動する平面は、検出しようとするＴ型構造の背面リブプレート１４に垂直であり、回転シャーシ８の円心は、リブプレート１４の中心の真上に位置し、検出センサー１は、転がり軸受９を介して回転シャーシ８に接続され、検出センサー１と、回転シャーシ８とは、転がり軸受９を介して相対的に回動し、検出センサー１が円周運動中にリブプレート１４に対する姿勢及び角度が変わらないように維持し、検出センサー１の検知コイル対３が、常に同じ姿勢で検出しようとするＴ型構造１２の真上領域を通過するように維持する。 The scanning mechanism 7 includes a detection sensor 1, a rotating chassis 8, and a rolling bearing 9. The rotating chassis 8 is moved circumferentially above the T-type structure 12 to be detected by driving the detection sensor 1, and the circumferential plane is perpendicular to the back rib plate 14 of the T-type structure to be detected. The center of the rotation chassis 8 is located directly above the center of the rib plate 14, and the detection sensor 1 is connected to the rotation chassis 8 via a rolling bearing 9, and the detection sensor 1 and the rotation chassis 8 are It rotates relative to each other via the rolling bearing 9 so that the posture and angle of the detection sensor 1 with respect to the rib plate 14 do not change during the circumferential movement, and the detection coil pair 3 of the detection sensor 1 always has the same posture. So that it passes through the region directly above the T-shaped structure 12 to be detected.

走査機構７は、Ｙ方向ガイドレール１０の下部に取り付けられ、Ｙ方向ガイドレール１０により検出センサー１とリブプレート１４との垂直間隔を調整する。 The scanning mechanism 7 is attached to the lower part of the Y-direction guide rail 10 and adjusts the vertical distance between the detection sensor 1 and the rib plate 14 by the Y-direction guide rail 10.

スライダ４は、Ｘ方向ガイドレール５に取り付けられ、Ｙ方向ガイドレール１０は、スライダ４によってＸ方向ガイドレール５に沿って移動し、Ｘ方向ガイドレール５は、検出されたリブプレート１４の中心座標に基づいてスライダ４を駆動して移動させ、走査機構７における回転シャーシ８をリブプレート１４の真上に位置させる。 The slider 4 is attached to the X direction guide rail 5, and the Y direction guide rail 10 is moved along the X direction guide rail 5 by the slider 4, and the X direction guide rail 5 is the detected center coordinates of the rib plate 14. Based on the above, the slider 4 is driven and moved, and the rotating chassis 8 in the scanning mechanism 7 is positioned directly above the rib plate 14.

制御及び信号処理システム１１は、励起ユニットと、信号処理システムと、ワンチップマイコンと、を含む。励起ユニットは、ダイレクトデジタルシンセシス（ＤＤＳ）技術に基づいて、ＡＤ９８５４チップを採用して、低周波定振幅の正弦波信号をフルデジタルで合成し、該信号がバンドパスフィルタリングと、ＬＭ１８７５電力チップの増幅とを経た後、励起コイル２を駆動するための低周波高振幅の正弦波交流励起信号Ｉ_inを発生して、Ｔ型構造の背面リブプレート１４において検出可能な遠方界渦電流が発生するようにする。信号処理システムは、検知コイル対３により検知された初期信号Ｕ_inに対して、前置増幅と、バンドパスフィルタリングとを行った後、一つの不平衡なＵ_in1信号を取得し、自動平衡回路により該信号と反対の一つの信号を合成し、該信号とＵ_in1とが合成された後出力されるＵ_in2信号は、ゼロ線の付近で平衡する。その後、さらにＵ_in2信号に対して、プログラム制御増幅、位相敏感検出、ローパスフィルタリング及びベクトル合成を行った後、出力信号Ｕ_outを取得し、Ｕ_inと比べると、Ｕ_outの振幅変化と位相変化とをベクトル加算したので、Ｕ_outは、より高い信号雑音比と感度とを有する。ワンチップマイコンは、走査機構７と、励起ユニットと、信号処理システムとの作動を協調して制御し、検出センサー１の中心位置座標[Ｘｔ,Zｔ]と、対応するＵ_out信号とを収集し、走査時の出力信号Ｕ_outの振幅-時間グラフを分析することにより、極小値点を位置決めして、リブプレートの中心時点を取得し、この時点に対応する検出センサー１の中心位置座標が、リブプレート１４の中心座標である。 The control and signal processing system 11 includes an excitation unit, a signal processing system, and a one-chip microcomputer. The excitation unit adopts AD9854 chip based on direct digital synthesis (DDS) technology to synthesize a low frequency constant amplitude sine wave signal in full digital, the signal is bandpass filtering and amplification of LM1875 power chip After that, a low-frequency, high-amplitude sinusoidal AC excitation signal I _in for driving the excitation coil 2 is generated, so that a far-field eddy current that can be detected in the T-shaped back rib plate 14 is generated. To. The signal processing system, with respect to which is detected by the detection coil pair 3 initial signal U _in, before after and preamplification, and a band-pass filtering, to get one of the unbalanced U _in1 signal, the automatic balancing circuit By combining one signal opposite to this signal, the U _in2 signal output after the signal and U _in1 are combined is balanced near the zero line. After that, program-controlled amplification, phase-sensitive detection, low-pass filtering, and vector synthesis are further performed on the U _in2 signal, and then the output signal U _out is obtained. Compared with U _in , the amplitude change and phase change of U _out U _out has a higher signal-to-noise ratio and sensitivity. The one-chip microcomputer cooperatively controls the operations of the scanning mechanism 7, the excitation unit, and the signal processing system, and collects the center position coordinates [Xt, Zt] of the detection sensor 1 and the corresponding U _out signal. By analyzing the amplitude-time graph of the output signal U _out at the time of scanning, the local minimum point is positioned, the central time point of the rib plate is obtained, and the center position coordinate of the detection sensor 1 corresponding to this time point is This is the center coordinate of the rib plate 14.

Ｘ方向ガイドレール５は、Ｚ方向ガイドレール６に掛け渡されており、Ｚ方向ガイドレール６は、Ｘ方向ガイドレール５を駆動して溶接方向に沿ってトラッキングさせる。 The X direction guide rail 5 is stretched over the Z direction guide rail 6, and the Z direction guide rail 6 drives the X direction guide rail 5 to track along the welding direction.

本発明により提供されるチタンアルミニウム合金Ｔ型構造の背面リブプレートの位置の正面検出方法において、走査機構７は検出センサー１を駆動して走査運動させ、走査運動中、検出センサー１と検出しようとするＴ型構造の背面リブプレート１４との位置関係は、図２に示すとおりである。検出センサー１における検知コイルの直径がｄ_xであり、検出センサー１の中心と回転シャーシ７の中心との距離がR₁であり、リブプレート１４の厚さがｄであり、走査機構７における回転シャーシ８は、角速度ω₀で検出センサー１を駆動してリブプレート１４の上方領域を通過させ、リブプレート１４が検出センサー１の検出範囲（位置B）に入り始めてから検出センサー１の中心とリブプレート１４の中心位置とが重なる（位置Ｃ）まで回転した角度がαである。 In the method of front detection of the position of the back rib plate of the titanium-aluminum alloy T-type structure provided by the present invention, the scanning mechanism 7 drives the detection sensor 1 to perform a scanning motion, and tries to detect the detection sensor 1 during the scanning motion. The positional relationship with the rear rib plate 14 having a T-shaped structure is as shown in FIG. The diameter of the detection coil in the detection sensor 1 is d _x , the distance between the center of the detection sensor 1 and the center of the rotating chassis 7 is R ₁ , the thickness of the rib plate 14 is d, and the rotation in the scanning mechanism 7 is performed. The chassis 8 drives the detection sensor 1 at the angular velocity ω ₀ to pass the upper region of the rib plate 14, and after the rib plate 14 begins to enter the detection range (position B) of the detection sensor 1, the center of the detection sensor 1 and the rib The angle rotated until the center position of the plate 14 overlaps (position C) is α.

検出センサー１が引き続き移動して、位置Bに到達した場合、リブプレート１４は、検出センサー１の検出範囲に入り始め、出力信号Ｕ_outの振幅が変化される。 And movement detection sensor 1 continues, when it reaches the position B, the rib plate 14, begin to enter the detection range of the detection sensor 1, the amplitude of the output signal U _out is changed.

検出センサー１は、位置がB→Ｃへ変化し、出力信号Ｕ_outの振幅が徐々に増加し、高数値Ｕ_maxに達した後、また徐々に減少し始める。検出センサー１の中心位置とリブプレート１４の中心位置とが重なる（即ち検出センサー１が位置Ｃに到達した）場合、出力信号Ｕ_outの振幅は、最低数値Ｕ₁に低減する。 The position of the detection sensor 1 changes from B to C, the amplitude of the output signal _Uout gradually increases, reaches a high numerical value _Umax, and then gradually decreases. When the center position of the detection sensor 1 and the center position of the rib plate 14 overlap (that is, the detection sensor 1 has reached the position C), the amplitude of the output signal U _out is reduced to the minimum value U ₁ .

検出センサー１が徐々に位置Ｃから離れ、出力信号Ｕ_outは、この前と対称的な振幅-時間の変化過程を経る。振幅は、一定程度まで徐々に増加した後、また徐々に低減する。リブプレート１４が検出センサー１の検出範囲から離れた後、出力信号Ｕ_outの振幅は、低数値Ｕ₁に回復する。 The detection sensor 1 gradually moves away from the position C, and the output signal U _out undergoes an amplitude-time changing process that is symmetrical to the previous one. The amplitude gradually increases to a certain level and then gradually decreases. After rib plate 14 is separated from the detection range of the detection sensor 1, the amplitude of the output signal U _out is restored to the low numerical U _1.

上記走査プロセスにおいて、ｄ_xとｄとが接近する場合、検出効果が最もよい。ｄ_xがｄより大きい場合、出力信号Ｕ_outの二つのピーク値の間の距離Ｔが増加して、図３に示す特性グラフが、リブプレート１４の中心の時点での信号変化が比較的緩やかであり、特性グラフのリブプレートの中心の時点を取得しにくく、又は取得された中心位置の時点が正確ではない。ｄ_xがｄより小さい場合、電圧信号Ｕ_outの二つのピーク値Ｕ_maxが比較的小さく、ピーク値からバレー値までの変化が比較的緩やかであるので、リブプレートの中心位置の位置決めが困難になる。ｄ_xがｄ/２より小さい場合、検知され出力された電圧信号Ｕ_outの特性グラフは、中心の時点の付近で継続的な低数値が現れ、この場合、中心位置の時点が取得されにくい。 In the above scanning process, when d _x and d approach each other, the detection effect is the best. When d _x is larger than d, the distance T between the two peak values of the output signal U _out increases, and the characteristic graph shown in FIG. 3 shows that the signal change at the center of the rib plate 14 is relatively slow. It is difficult to acquire the time of the center of the rib plate of the characteristic graph, or the time of the acquired center position is not accurate. When d _x is smaller than d, the two peak values U _max of the voltage signal U _out are relatively small, and the change from the peak value to the valley value is relatively gradual, making it difficult to position the center position of the rib plate. Become. When d _x is smaller than d / 2, the characteristic graph of the detected and outputted voltage signal U _out shows a continuous low value near the central time point, and in this case, the central time point is difficult to obtain.

本発明により提供されるチタンアルミニウム合金Ｔ型構造の背面リブプレートの位置の正面検出装置の作動プロセスは、以下のいくつかのステップを含む。 The operation process of the front detector of the position of the back rib plate of the titanium aluminum alloy T-type structure provided by the present invention includes several steps as follows.

ステップ１において、走査機構７と検出しようとするチタンアルミニウム合金Ｔ型構造の背面リブプレート１４との適切な垂直間隔、及び励起信号Ｉ_inの適切な周波数を決定する。 In Step 1, to determine the appropriate frequency of the appropriate vertical spacing between the rear rib plate 14 of titanium-aluminum alloy T-shaped structure to be detected and the scanning mechanism 7, and the excitation signal I _in.

走査機構７は検出センサー１を駆動して円周走査運動させ、一回り運動した後、電圧信号Ｕ_outの振幅に明らかな変化がない場合、Ｙ方向ガイドレール１０により走査機構７と検出しようとするチタンアルミニウム合金Ｔ型構造の背面リブプレート１４との垂直間隔を減少させ、又は制御及び信号処理システム１１における励起ユニットにより励起信号Ｉ_inの周波数を低減させて、電圧信号Ｕ_outの振幅に明らかな変化が現れる時、このときの走査機構７と検出しようとするチタンアルミニウム合金Ｔ型構造の背面リブプレート１４との垂直間隔と、励起信号Ｉ_inの周波数とが変わらないように維持する。 The scanning mechanism 7 drives the detection sensor 1 to perform a circumferential scanning motion. After the scanning mechanism 7 moves once, when the amplitude of the voltage signal _Uout is not clearly changed, the Y-direction guide rail 10 tries to detect the scanning mechanism 7. The amplitude of the voltage signal U _out is reduced by reducing the vertical spacing of the Titanium Aluminum Alloy T-shaped back rib plate 14 or by reducing the frequency of the excitation signal I _in by the excitation unit in the control and signal processing system 11. when do change appears, it maintains as the vertical spacing between the rear rib plate 14 of titanium-aluminum alloy T-shaped structure to be detected and the scanning mechanism 7 at this time, and the frequency of the excitation signal I _in unchanged.

ステップ２において、円周走査プロセスにおける各検出時点での検出センサー１の中心位置座標[Ｘｔ,Zｔ]及び対応する電圧信号Ｕ_outを記録する。 In step 2, the center position coordinates [Xt, Zt] detection sensor 1 at each detection point in the circumferential scanning process and a corresponding voltage signal U _out is recorded.

走査機構７は検出センサー１を駆動して検出しようとするチタンアルミニウム合金Ｔ型構造の背面リブプレート１４の上方領域を垂直に通過させ、出力信号Ｕ_outは、以下のように変化する。即ち、リブプレート１４が検出センサー１の検出範囲に入り始めるとき、Ｕ_outの振幅が初期の低数値Ｕ₁から増大し始め、ある高数値に達した後、検出センサー１が徐々にリブプレート１４の中心位置に接近することにつれて、Ｕ_outの振幅が、また徐々に減少し始める。検出センサー１の中心位置とリブプレート１４の中心位置とが重なる場合、Ｕ_outの振幅は、最低数値Ｕ₁に低減される。検出センサー１が引き続き移動して、出力信号Ｕ_outは、この前と対称的な振幅-時間の変化過程を経る。Ｕ_outの振幅は、また徐々に増加し始めて一定程度に達した後、再び徐々に低減し、検出センサー１が徐々にリブプレート１４の縁から離れた後、出力信号Ｕ_outの振幅は、低数値に回復する。検出センサー１は、引き続き回動する。 The scanning mechanism 7 drives the detection sensor 1 to vertically pass the upper region of the back surface rib plate 14 of the titanium aluminum alloy T-type structure to be detected, and the output signal U _out changes as follows. That is, when the rib plate 14 starts to enter the detection range of the detection sensor 1, the amplitude of U _out starts to increase from the initial low value U ₁ and reaches a certain high value, and then the detection sensor 1 gradually increases. As the center position is approached, the amplitude of U _out also begins to gradually decrease. If the center position of the center position and the rib plate 14 of the detection sensor 1 overlap, the amplitude of U _out is reduced to a minimum numeric U _1. The detection sensor 1 continues to move, and the output signal U _out undergoes a symmetrical amplitude-time changing process. The amplitude of U _out starts to gradually increase and reaches a certain level, and then gradually decreases again. After the detection sensor 1 gradually moves away from the edge of the rib plate 14, the amplitude of the output signal U _out decreases. Recover to numbers. The detection sensor 1 continues to rotate.

制御及び情報処理システム１２は、円周走査プロセスにおける各検出時点での検出センサー１の中心位置座標[Ｘｔ,Zｔ]及び対応する出力信号Ｕ_outを記録し、最小Ｕ_outに対応する[Ｘ_min，Z_min]が、検出しようとするチタンアルミニウム合金Ｔ型構造の背面リブプレート１４の中心位置座標である。 The control and information processing system 12 records the center position coordinates [Xt, Zt] of the detection sensor 1 and the corresponding output signal U _out at each detection time in the circumferential scanning process, and corresponds to the minimum U _out [X _min , Z _min ] are the center position coordinates of the back rib plate 14 of the titanium aluminum alloy T-type structure to be detected.

ステップ３において、Ｘ方向ガイドレール５によりリブプレートをトラッキングすると同時に、Ｚ方向ガイドレール６により溶接方向をトラッキングする。 In step 3, the rib plate is tracked by the X direction guide rail 5, and at the same time, the welding direction is tracked by the Z direction guide rail 6.

リブプレート１４の中心の位置座標を制御信号として、ワンチップマイコンと、図示しない上記制御及び情報処理システム１１により制御される溶接機器とに伝送する。 The position coordinate of the center of the rib plate 14 is transmitted as a control signal to the one-chip microcomputer and the welding equipment controlled by the control and information processing system 11 (not shown).

ワンチップマイコンは、取得されたリブプレート１４の中心位置座標に基づいて、スライダ４を駆動してＸ方向ガイドレール５に沿って走査機構７とリブプレート１４との相対位置を調整させ、走査機構７が常にリブプレート１４の真上に位置するようにし、検出センサー１とリブプレート１４との相対位置が変わらないように維持する。それとともに、溶接機器が伝送されたリブプレート１４の中心座標に応じて移動すると同時に、ワンチップマイコンがＺ方向ガイドレール６を駆動して走査機構７を連れて溶接方向に沿って移動させ、移動中に、Ｚ方向に沿うリブプレートの各点の中心位置の情報が、順次に収集され記録されて、溶接機器の運動をガイドする。

The one-chip microcomputer drives the slider 4 based on the acquired center position coordinates of the rib plate 14 to adjust the relative position between the scanning mechanism 7 and the rib plate 14 along the X-direction guide rail 5. 7 is always located right above the rib plate 14 and the relative position between the detection sensor 1 and the rib plate 14 is kept unchanged. At the same time, the welding machine moves according to the center coordinates of the transmitted rib plate 14, and at the same time, the one-chip microcomputer drives the Z-direction guide rail 6 to move along the welding direction along with the scanning mechanism 7. Inside, information about the center position of each point of the rib plate along the Z direction is collected and recorded sequentially to guide the movement of the welding equipment.

Claims

A method for detecting the front of the position of a back rib plate of a titanium aluminum alloy T-type structure,
(1) A scanning mechanism is disposed above the front surface of the titanium aluminum alloy T-type panel to be detected facing the back rib plate, and the detection sensor in the scanning mechanism includes an excitation coil and a detection coil pair, and scans. The axis of the mechanism and the titanium aluminum alloy T-type panel to be detected are perpendicular to each other, and the center connection line of the detection coil pair and the rib plate of the titanium aluminum alloy T-type structure to be detected are perpendicular to each other. The pair of extremes of the detection coil pair are connected at the same potential, and the other pair of extremes of the detection coil pair is for outputting the detection initial signal U _in of the titanium aluminum alloy T-type structure to be detected. Steps,
(2) applying a low-frequency high-amplitude sinusoidal AC excitation signal I _in to the excitation coil in the detection sensor;
(3) The detection sensor reciprocally scans the region of the titanium-aluminum alloy T-type structure along the direction perpendicular to the rib plate, generates a detectable eddy current in the workpiece in the scanning region, and the detection coil pair detects The initial signal U _in is output, and the signal processing system performs pre-amplification, band-pass filtering, automatic balancing, program-controlled amplification, phase sensitive detection, low-pass filtering, and vector synthesis on the detected initial signal U _in and outputs it. Obtaining a signal U _out ;
(4) Record the center position coordinates {X _t , Z _t } of the detection sensor and the corresponding output signal U _out at each detection time in the scanning process, where the subscript t is the detection time and the detection sensor change that if the upper rear rib plate of titanium-aluminum alloy T-shaped structure to be detected passes vertically, increase the output signal U _out is first in the period, and reduced, then again increases, and decreases A process appears, and two maximum peak value voltage signals and one minimum valley value voltage signal appear, where two peak value signals are output if the center of the detection sensor coincides with both side edges of the rib plate. is, when the center of the rib plate detection sensor match, since the minimum value signal is output, corresponding to the minimum voltage signal U _out of the two maximum voltage signal intermediate Mark [X _{_min,} Z _min] includes the steps is the position of the back rib plate of titanium-aluminum alloy T-shaped structure to be detected, and
A method characterized by that.

A front detection device for a position of a back rib plate of a titanium aluminum alloy T-type structure,
The detection device includes a scanning mechanism, a slider, an X-direction guide rail, a Y-direction guide rail, a Z-direction guide rail, and a control and signal processing system, and the scanning mechanism includes a Y-direction guide rail. The slider is attached to the X-direction guide rail, the Y-direction guide rail moves along the X-direction guide rail via the slider, and the X-direction guide rail is moved to the Z-direction guide rail. The scanning mechanism is composed of a rotating chassis and a detection sensor, the rotating chassis is attached to the lower end of the Y-direction guide rail, and the detection sensor is connected to the circumference of the rotating chassis via a rolling bearing. In the detection process, the detection sensor moves along the circumference of the rotating chassis, and the detection sensor is excited The excitation coil and the detection coil pair are coaxially mounted from the top to the bottom on the circumference of the rotating chassis, and the excitation coil and the detection coil pair share a single core. The height of the excitation coil is higher than the height of the detection coil pair, and the lower part of the excitation coil surrounds the outside of the detection coil pair, and the scanning mechanism is located above the titanium aluminum alloy T-type structure to be detected. To position,
A device characterized by that.