RU2772682C1 - Device for automatic checking of metal plates, method for checking and method for manufacturing metal plates - Google Patents
Device for automatic checking of metal plates, method for checking and method for manufacturing metal plates Download PDFInfo
- Publication number
- RU2772682C1 RU2772682C1 RU2021124764A RU2021124764A RU2772682C1 RU 2772682 C1 RU2772682 C1 RU 2772682C1 RU 2021124764 A RU2021124764 A RU 2021124764A RU 2021124764 A RU2021124764 A RU 2021124764A RU 2772682 C1 RU2772682 C1 RU 2772682C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- carriage
- metal plate
- inspection
- flaw detection
- metal plates
- Prior art date
Links
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 279
- 239000002184 metal Substances 0.000 title claims abstract description 279
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 27
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 171
- 238000007689 inspection Methods 0.000 claims abstract description 142
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims abstract description 75
- 230000001702 transmitter Effects 0.000 claims abstract description 36
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 claims abstract description 12
- 239000000523 sample Substances 0.000 claims description 36
- 238000003708 edge detection Methods 0.000 claims description 28
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 claims description 23
- 230000000875 corresponding Effects 0.000 claims description 14
- 230000001360 synchronised Effects 0.000 claims description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 35
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 16
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 15
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 15
- 230000002093 peripheral Effects 0.000 description 11
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 10
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 6
- 238000002592 echocardiography Methods 0.000 description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 4
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 3
- 240000004282 Grewia occidentalis Species 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminum Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 2
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000006011 modification reaction Methods 0.000 description 2
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 2
- 229910000851 Alloy steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000975 Carbon steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 1
- 230000002452 interceptive Effects 0.000 description 1
- 238000003908 quality control method Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 230000001429 stepping Effects 0.000 description 1
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
Область техники, к которой относится изобретениеThe field of technology to which the invention relates
Настоящее изобретение относится к устройству для автоматической проверки металлических пластин, использующему систему измерения позиции и способ проверки. Кроме того, настоящее изобретение относится к способу изготовления металлической пластины, причем способ включает в себя этап проверки металлической пластины на наличие дефектов с использованием устройства для автоматической проверки металлических пластин.The present invention relates to a device for automatically checking metal plates using a position measuring system and a checking method. In addition, the present invention relates to a method for manufacturing a metal plate, the method including the step of checking the metal plate for defects using a metal plate automatic checking device.
Уровень техникиState of the art
В предшествующем уровне техники металлическая пластина, такая как стальная пластина, проверяется с помощью ультразвукового контроля на наличие царапин, которые образуются на поверхности металлической пластины, или дефектов, которые присутствуют внутри металлической пластины (и в дальнейшем также упоминаются просто как "внутренние дефекты"), чтобы гарантировать качество металлической пластины.In the prior art, a metal plate, such as a steel plate, is examined by ultrasonic testing for scratches that form on the surface of the metal plate, or defects that are present inside the metal plate (and hereinafter also referred to simply as "internal defects"), to guarantee the quality of the metal plate.
В последние годы было разработано устройство для автоматической проверки в качестве устройства, которое осуществляет проверку металлической пластины на наличие царапин, образованных на поверхности металлической пластины, или внутренних дефектов металлической пластины. Одним из простейших устройств для автоматической проверки является устройство, которое может перемещаться по металлической пластине и которое оборудовано дефектоскопической головкой. В случае использования такого контрольно-измерительного устройства необходимо прикрепить пластину с ребристой поверхностью или тому подобное вокруг проверяемой пластины для того, чтобы сканировать всю поверхность проверяемой пластины.In recent years, an automatic checking device has been developed as a device that checks a metal plate for scratches formed on the surface of the metal plate or internal defects of the metal plate. One of the simplest devices for automatic testing is a device that can move on a metal plate and is equipped with a flaw detection head. In the case of using such an inspection device, it is necessary to attach a ribbed surface plate or the like around the plate to be tested in order to scan the entire surface of the plate to be tested.
В устройстве для автоматической проверки, раскрытом в патентной литературе 1, которое показано на фиг. 22, гусеничная каретка 8 перемещается с использованием гусеничных траков 8a, и при перемещении из стороны в сторону гусеничная каретка 8 перемещается с использованием перемещаемых в боковом направлении колес 8b. Датчики 2b, которые обнаруживают торцевые края металлической пластины, предусмотрены спереди и сзади гусеничной каретки 8, и зонды 2a, которые проверяют металлическую пластину на наличие царапин, образованных на металлической пластине, расположены на рельсах. Гусеничная каретка 8 сконструирована таким образом, что позиция поиска может быть рассчитана с помощью средства A измерения, которое предусмотрено на торцевом крае металлической пластины 1, и растягивающегося средства B измерения, которое предусмотрено в контрольной точке P на металлической пластине 1.In the automatic checking device disclosed in
В качестве примера способа измерения позиции автоматического контрольно-измерительного устройства известен способ установки направляющего троса по траектории перемещения. В качестве другого примера способа известен способ записи видео поверхности пола или поверхности потолка по траектории перемещения камерой и выполнения обработки изображения на видео. В качестве другого примера способа известен способ установки гироскопического датчика на устройство для автоматической проверки и вычисления текущей позиции путем сложения скорости перемещения и угловой скорости на высокой скорости.As an example of a method for measuring the position of an automatic inspection device, a method for setting a guide cable along a travel path is known. As another example of the method, a method of recording a video of a floor surface or a ceiling surface along a camera path and performing image processing on the video is known. As another example of the method, there is known a method of mounting a gyro sensor on a device for automatically checking and calculating the current position by adding the moving speed and the angular speed at high speed.
Дефектоскоп, раскрытый в патентной литературе 2, представляет собой устройство для автоматической проверки металлических пластин, которое выполняет проверку металлической пластины с использованием системы измерения позиции, которая выполняет измерение собственной позиции во внутреннем пространстве помещения на основе принципа триангуляции. В вариантах осуществления случай использования традиционной технологии формирования луча приведен в качестве примера ультразвукового контроля стальных пластин для сосудов высокого давления, определенного в стандарте JIS G 0801. Традиционная технология формирования луча является одним из способов отражения импульсных сигналов. Каждая дефектоскопическая головка имеет один источник выработки ультразвуковых волн (преобразователь), и данные проверки представляют собой отраженный эхо-сигнал (A-осциллограф), который несет в себе первичную информацию. Среди фрагментов информации, включенных в A-осциллограф, информация, касающаяся "величины дефекта", извлекается из пика эхо-сигнала дефекта, и информация, касающаяся "позиции дефекта в направлении глубины", извлекается из времени распространения ультразвуковой волны. Данные проверки передаются из бортового компьютера в главный компьютер (хост-компьютер) вместе с информацией о позиции проверки, которая рассчитывается в реальном времени. Затем позиции дефектов внутри металлической пластины наносятся на карту и отображаются на плоскости металлической пластины таким образом, чтобы визуализировать двумерные позиции дефектов.The flaw detector disclosed in Patent Literature 2 is a metal plate automatic checking device that checks a metal plate using a position measurement system that measures its own position in the interior of a room based on the principle of triangulation. In the embodiments, the case of using conventional beamforming technology is given as an example of ultrasonic testing of steel plates for pressure vessels defined in JIS G 0801. Conventional beamforming technology is one of the methods for reflecting pulsed signals. Each flaw detection head has one source of ultrasonic wave generation (transducer), and the test data is a reflected echo signal (A-oscilloscope), which carries the primary information. Among the pieces of information included in the A-oscilloscope, information regarding the "defect size" is extracted from the defect echo peak, and information regarding the "defect position in the depth direction" is extracted from the propagation time of the ultrasonic wave. The inspection data is transmitted from the on-board computer to the main computer (host computer) along with information about the inspection position, which is calculated in real time. Then the positions of the defects within the metal plate are mapped and displayed on the plane of the metal plate in such a way as to visualize the two-dimensional positions of the defects.
Стандарт JIS G 0801 определяет автоматический или ручной ультразвуковой контроль для пластины из углеродистой или легированной стали, которая используется для ядерного реактора, котла, сосуда высокого давления и т.п., имеющего толщину от 6 мм или более и до 300 мм или менее. При ультразвуковом контроле стальной пластины толщиной более 60 мм в качестве типа используемого зонда указывается традиционный зонд. Как правило, по мере увеличения толщины пластины отношение сигнал/шум (S/N) становится меньше из-за рассеяния и затухания ультразвуковых волн на пути их распространения.JIS G 0801 defines automatic or manual ultrasonic testing for carbon or alloy steel plate which is used for nuclear reactor, boiler, pressure vessel and the like having a thickness of 6 mm or more and 300 mm or less. When ultrasonic testing a steel plate with a thickness of more than 60 mm, the conventional probe is indicated as the type of probe used. As a rule, as the thickness of the plate increases, the signal-to-noise ratio (S/N) becomes smaller due to the scattering and attenuation of ultrasonic waves along their propagation path.
Разработка технологии ультразвуковых фазированных решеток продвигалась с 1980-х годов, и в первые годы 21-го века она достигла зрелой стадии как новая область техники. В технологии фазированной решетки дефектоскопическая головка использует множество источников выработки ультразвуковых волн (преобразователей), и направление луча и фокальную точку можно свободно изменять путем электрического управления временной синхронизацией передачи. Другими словами, отношение сигнал/шум повышается за счет управления фокальной точкой в направлении толщины листа, и это позволяет обнаруживать мельчайшие дефекты, присутствующие в стальном листе, имеющем толщину более 300 мм, что было трудно выполнить в предшествующем уровне техники.The development of ultrasonic phased array technology has progressed since the 1980s, and in the early years of the 21st century, it has reached its mature stage as a new field of technology. In phased array technology, the flaw detection head uses a plurality of ultrasonic wave generation sources (transducers), and the beam direction and focal point can be freely changed by electrically controlling the transmission timing. In other words, the signal-to-noise ratio is improved by controlling the focal point in the sheet thickness direction, and it can detect the smallest defects present in a steel sheet having a thickness of more than 300 mm, which was difficult to achieve in the prior art.
Список цитирования Citation list
Патентная литератураPatent Literature
PTL 1: Публикация нерассмотренной японской патентной заявки № 5-172798.PTL 1: Japanese Patent Application Unexamined Publication No. 5-172798.
PTL 2: Японский патент № 5954241.PTL 2: Japanese Patent No. 5954241.
Раскрытие сущности изобретенияDisclosure of the essence of the invention
Техническая задачаTechnical task
В патентной литературе 1 и 2, когда контрольно-измерительный блок использует технологию фазированной решетки, количество информации дефектоскопических данных становится огромным. В таком случае существует проблема, которая состоит в том, что огромное количество информации дефектоскопических данных препятствует передаче данных в главный компьютер.In
В дополнение к этому, когда контрольно-измерительный блок использует технологию фазированной решетки, первичная информация данных проверки представляет собой отраженное эхо, и, таким образом, становятся сложными расчет путей лучей, излучаемых множеством преобразователей, интерпретация результатов дефектоскопии с учетом этих путей и т.д. Следовательно, технически сложно сделать данные проверки независимыми от дефектоскопа и заставить главный компьютер иметь функцию графического представления результатов дефектоскопии. По этой причине в качестве контрольно-измерительного датчика, как правило, используется специальное устройство, и результаты дефектоскопии, как правило, получают с использованием функции специального устройства.In addition, when the inspection unit uses phased array technology, the primary information of the inspection data is a reflected echo, and thus it becomes difficult to calculate the paths of beams emitted by a plurality of transducers, interpret the flaw detection results considering these paths, etc. . Therefore, it is technically difficult to make inspection data independent of the flaw detector and make the main computer have a function of graphical representation of flaw detection results. For this reason, a special device is generally used as a test probe, and flaw detection results are generally obtained using the function of a special device.
Настоящее изобретение было выполнено с учетом вышеописанной ситуации, и задача настоящего изобретения состоит в том, чтобы выполнить устройство для автоматической проверки металлических пластин, способное эффективно вырабатывать результаты проверки даже в тех случаях, когда дефектоскопические данные имеют огромное количество информация, способ проверки и способ изготовления металлической пластины с использованием контрольно-измерительного устройства.The present invention has been made in view of the above situation, and an object of the present invention is to provide a metal plate automatic inspection apparatus capable of efficiently generating inspection results even when the flaw detection data has a huge amount of information, a inspection method, and a metal plate manufacturing method. plates using a control and measuring device.
Решение задачиThe solution of the problem
Авторы настоящего изобретения провели обширные исследования, чтобы решить указанную выше задачу. В процессе исследований авторы настоящего изобретения выполнили устройство для автоматической проверки металлических пластин, которое включает в себя заданный контрольно-измерительный блок, заданный блок управления и т.д. и которое вырабатывает результаты проверки на основе информации проверки, полученной контрольно-измерительным датчиком, и информации о позиции дефектоскопической головки. Авторы настоящего изобретения обнаружили, что даже в тех случаях, когда дефектоскопические данные содержат огромное количество информации, результаты проверки могут быть эффективно получены с помощью устройства для автоматической проверки металлических пластин, имеющего вышеупомянутую конфигурацию, и, соответственно, выполнили настоящее изобретение. Вышеуказанная задача решается следующими способами.The inventors of the present invention have made extensive studies to solve the above problem. In the course of research, the present inventors have made a metal plate automatic checking device that includes a predetermined inspection unit, a predetermined control unit, and so on. and which generates test results based on the test information received by the inspection sensor and the position information of the flaw detection head. The inventors of the present invention have found that even in cases where the flaw detection data contains a huge amount of information, inspection results can be efficiently obtained with a metal plate automatic inspection device having the above configuration, and accordingly completed the present invention. The above problem is solved in the following ways.
[1] Устройство для автоматической проверки металлических пластин, предназначенное для проверки металлической пластины с использованием системы измерения позиции, которая измеряет позицию на основе принципа триангуляции и включает в себя каретку, которая перемещается по поверхности металлической пластины, радионавигационный передатчик, установленный на каретке для передачи сигналов системы измерения позиции, или радионавигационный приемник, установленный на каретке для приема сигналов системы измерения позиции, контрольно-измерительный блок, установленный на каретке, который включает в себя дефектоскопическую головку и блок выработки результатов проверки, предназначенный для выработки результата проверки. Дефектоскопическая головка включает в себя контрольно-измерительный датчик для сканирования области проверки металлической пластины. Контрольно-измерительный блок дополнительно включает в себя блок управления, который выполняет, на основе позиции каретки, измеренной системой измерения позиции, и целевой позиции каретки для выполнения проверки, управление кареткой для автоматического перемещения в целевую позицию и управление исполнительным механизмом сканирования, который выполняет сканирование дефектоскопической головкой. Блок выработки результата проверки вырабатывает результат проверки на основе информации проверки, полученной контрольно-измерительным датчиком, и информации о позиции дефектоскопической головки.[1] An automatic metal plate tester designed to test a metal plate using a position measurement system that measures position based on the principle of triangulation and includes a carriage that moves on the surface of the metal plate, a radio navigation transmitter mounted on the carriage for transmitting signals position measurement systems, or a radio navigation receiver installed on the carriage for receiving signals from the position measurement system, a control and measuring unit installed on the carriage, which includes a flaw detection head and a test results generation unit designed to generate a test result. The flaw detection head includes an inspection sensor for scanning the inspection area of a metal plate. The inspection unit further includes a control unit that performs, based on the position of the carriage measured by the position measuring system and the target position of the carriage for performing inspection, controlling the carriage to automatically move to the target position and controlling the scanning actuator that performs flaw detection scanning. head. The test result generation unit generates a test result based on the test information received by the inspection sensor and the position information of the flaw detection head.
[2] В устройстве для автоматической проверки металлических пластин, описанном в [1], блок управления выполняет работу, на основе позиции и углового положения каретки, которые измеряет система измерения позиции, и целевой позиции и углового положения каретки для выполнения проверки, управление кареткой для автоматического перемещения в целевую позицию и угловое положение.[2] In the device for automatically checking metal plates described in [1], the control unit performs work, based on the position and angular position of the carriage that is measured by the position measuring system, and the target position and angular position of the carriage to perform the test, control the carriage to automatic move to target position and angular position.
[3] В устройстве для автоматической проверки металлических пластин, описанном в [1] или [2], контрольно-измерительный датчик представляет собой зонд с фазированной решеткой, в котором размещено множество ультразвуковых преобразователей.[3] In the automatic metal plate inspection apparatus described in [1] or [2], the inspection sensor is a phased array probe that houses a plurality of ultrasonic transducers.
[4] Устройство для автоматической проверки металлических пластин, описанное в [3], дополнительно включает в себя блок вывода, предназначенный для вывода импульсного сигнала, соответствующего величине изменения позиции дефектоскопической головки, который обновляется в каждый период управления, в контрольно-измерительный датчик, в котором импульсный сигнал используется в качестве информации о позиции дефектоскопической головки.[4] The device for automatically checking metal plates described in [3] further includes an output unit for outputting a pulse signal corresponding to a change amount of the position of the flaw detection head, which is updated in each control period, to the inspection sensor, in in which the pulse signal is used as information about the position of the flaw detection head.
[5] В устройстве для автоматической проверки металлических пластин, описанном в [4], частота выходного импульсного сигнала, вырабатываемого блоком вывода, устанавливается таким образом, чтобы она была синхронизирована с произведением частоты сбора дефектоскопических данных, установленных контрольно-измерительным блоком, разрешения импульсов и разрешения отображения результата проверки, и скорость механического сканирования дефектоскопической головкой равна или ниже верхнего предела скорости, который рассчитывается путем умножения разрешения отображения результата проверки на частоту сбора дефектоскопических данных.[5] In the device for automatically checking metal plates described in [4], the frequency of the output pulse signal generated by the output unit is set so that it is synchronized with the product of the flaw detection data acquisition frequency set by the inspection unit, the pulse resolution and the inspection result display resolution, and the mechanical scanning speed of the flaw detection head is equal to or lower than the upper speed limit, which is calculated by multiplying the inspection result display resolution by the frequency of flaw detection data collection.
[6] В устройстве для автоматической проверки металлических пластин, описанном в любом из пунктов [1]-[5], система измерения позиции представляет собой систему внутрицехового глобального позиционирования (IGPS), и радионавигационный приемник принимает вращающиеся веерообразные лучи, излучаемые одним или несколькими радионавигационными передатчиками IGPS, и распознает вращающиеся веерообразные лучи как сигналы IGPS, которые являются сигналами системы измерения позиции.[6] In the device for automatically checking metal plates described in any one of [1] to [5], the position measurement system is an in-shop global positioning system (IGPS), and the radio navigation receiver receives rotating fan-shaped beams emitted by one or more radio navigation IGPS transmitters, and recognizes the rotating fan-shaped beams as IGPS signals, which are position system signals.
[7] В устройстве для автоматической проверки металлических пластин, описанном в любом из пунктов [1]-[5], система измерения позиции использует технологию лазерной триангуляции. Радионавигационный передатчик выполнен с возможностью выполнения функции проецирования и приема лазерных лучей и использует лазерную триангуляцию, и радионавигационный передатчик побуждает лазерные лучи, проецируемые радионавигационным передатчиком, отражаться от одного или нескольких отражателей и принимает отраженный свет как сигналы системы измерения позиции.[7] In the metal plate automatic checking device described in any one of [1] to [5], the position measurement system uses laser triangulation technology. The radio navigation transmitter is configured to perform the function of projecting and receiving laser beams and uses laser triangulation, and the radio navigation transmitter causes laser beams projected by the radio navigation transmitter to be reflected from one or more reflectors and receives the reflected light as position measurement system signals.
[8] В устройстве для автоматической проверки металлических пластин, описанном в любом из пунктов [1]-[7], каретка включает в себя по меньшей мере два вращающихся колеса и блоки привода, которые приводят в движение колеса, и каждый из блоков привода предусмотрен для соответствующего одного из колес и включает в себя первую систему привода, которая приводит во вращение соответствующее колесо, и вторую систему привода, которая способна приводить в действие колесо для поворота на 90 градусов или более вокруг оси, которая перпендикулярна поверхности металлической пластины, по которой перемещается каретка, и которая смещена к центру каретки по отношению к колесу.[8] In the automatic metal plate checking device described in any one of [1] to [7], the carriage includes at least two rotating wheels and drive units that drive the wheels, and each of the drive units is provided for a respective one of the wheels, and includes a first drive system that drives the respective wheel and a second drive system that is capable of driving the wheel to rotate 90 degrees or more about an axis that is perpendicular to the surface of the metal plate on which it travels. carriage, and which is offset to the center of the carriage with respect to the wheel.
[9] Устройство для автоматической проверки металлических пластин, описанное в любом из пунктов [1]-[8], дополнительно включает в себя датчик обнаружения краев, который включен в каретку и обнаруживает край металлической пластины, которая является объектом проверки.[9] The automatic metal plate checking apparatus described in any one of [1] to [8] further includes an edge detection sensor that is included in the carriage and detects an edge of the metal plate that is being tested.
[10] Способ автоматической проверки металлических пластин предназначен для проверки металлических пластин с использованием системы измерения позиции, предназначенной для измерения позиции на основе принципа триангуляции. В способе используется устройство для автоматической проверки металлических пластин, включающее в себя каретку, которая перемещается по поверхности металлической пластины, радионавигационный передатчик, установленный на каретке для передачи сигналов системы измерения позиции, или радионавигационный приемник, установленный на каретке для приема сигналов системы измерения позиции, блок управления, который на основе позиции каретки, измеренной системой измерения позиции, и целевой позиции каретки для выполнения проверки выполняет управление кареткой для автоматического перемещения в целевую позицию и управление исполнительным механизмом сканирования для сканирования дефектоскопической головкой. Блок выработки результата проверки вырабатывает результат проверки на основе информации проверки, полученной контрольно-измерительным датчиком, и информации о позиции дефектоскопической головки.[10] A method for automatically checking metal plates is for checking metal plates using a position measurement system for position measurement based on the principle of triangulation. The method uses a device for automatic checking of metal plates, which includes a carriage that moves along the surface of a metal plate, a radio navigation transmitter mounted on the carriage for transmitting signals from the position measurement system, or a radio navigation receiver installed on the carriage for receiving signals from the position measurement system, a block control, which, based on the position of the carriage measured by the position measurement system and the target position of the carriage to perform the inspection, controls the carriage to automatically move to the target position and controls the scanning actuator to scan the flaw detection head. The test result generation unit generates a test result based on the test information received by the inspection sensor and the position information of the flaw detection head.
[11] В способе автоматической проверки металлических пластин, описанном в [10], блок управления выполняет, на основе позиции и углового положения каретки, которые измеряет система измерения позиции, и целевой позиции и углового положения каретки для выполнения проверки, управление кареткой для автоматического перемещения в целевую позицию и угловое положение.[11] In the method for automatically checking metal plates described in [10], the control unit performs, based on the position and angular position of the carriage that is measured by the position measuring system, and the target position and angular position of the carriage to perform the inspection, control of the carriage to automatically move to the target position and angular position.
[12] Способ изготовления металлической пластины включает в себя этап изготовления металлических пластин, этап проверки для проверки металлических пластин на наличие дефектов, которые присутствуют в металлических пластинах, с использованием устройства для автоматической проверки металлических пластин, описанного в любом из пунктов [1]-[9], и этап сортировки металлических пластин на основе результатов проверки, полученных на этапе проверки.[12] The metal plate manufacturing method includes a metal plate manufacturing step, an inspection step for checking the metal plates for defects that are present in the metal plates using the metal plate automatic checking device described in any one of [1] to [ 9] and a metal plate sorting step based on the inspection results obtained in the inspection step.
Преимущественные эффекты изобретенияAdvantageous Effects of the Invention
Согласно настоящему изобретению можно выполнить устройство для автоматической проверки металлических пластин, способное эффективно вырабатывать результаты проверки даже в тех случаях, когда дефектоскопические данные содержат огромное количество информации, способ проверки и способ изготовления металлической пластины с использованием контрольно-измерительного устройства. Кроме того, устройство для автоматической проверки металлических пластин согласно настоящему изобретению можно подходящим образом использовать, в частности, когда контрольно-измерительное устройство использует технологию ультразвуковой фазированной решетки.According to the present invention, it is possible to provide a metal plate automatic inspection apparatus capable of efficiently generating inspection results even when the flaw detection data contains a huge amount of information, an inspection method, and a method for manufacturing a metal plate using an inspection device. Further, the metal plate automatic checking apparatus of the present invention can be suitably used, in particular, when the testing apparatus uses ultrasonic phased array technology.
Краткое описание чертежейBrief description of the drawings
Фиг. 1 – вид в перспективе, иллюстрирующий схематичную конфигурацию системы в целом согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения.Fig. 1 is a perspective view illustrating the schematic configuration of the overall system according to the first embodiment of the present invention.
Фиг. 2 – вид в перспективе, иллюстрирующий схематичную конфигурацию системы в целом согласно второму варианту осуществления настоящего изобретения.Fig. 2 is a perspective view illustrating the schematic configuration of the overall system according to the second embodiment of the present invention.
Фиг. 3A – блок-схема системы в целом согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения.Fig. 3A is a block diagram of an overall system according to the first embodiment of the present invention.
Фиг. 3B – блок-схема системы измерения позиции согласно второму варианту осуществления настоящего изобретения.Fig. 3B is a block diagram of a position measurement system according to the second embodiment of the present invention.
Фиг. 4A – график, иллюстрирующий пример взаимосвязи между импульсом и временем для описания величины изменения позиции дефектоскопической головки, которая обновляется в каждый период управления.Fig. 4A is a graph illustrating an example of the relationship between pulse and time to describe the amount of change in the position of the flaw detection head, which is updated in each control period.
Фиг. 4B – график, иллюстрирующий другой пример взаимосвязи между импульсом и временем для описания величины изменения позиций дефектоскопических головок, которые обновляются в каждый период управления.Fig. 4B is a graph illustrating another example of the relationship between pulse and time to describe the amount of change in the positions of the flaw detection heads that are updated in each control period.
Фиг. 5 – вид сбоку, иллюстрирующий каретку, которая используется в устройстве для автоматической проверки металлических пластин согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения.Fig. 5 is a side view illustrating a carriage which is used in the automatic metal plate checking apparatus according to the first embodiment of the present invention.
Фиг. 6 – горизонтальный поперечный разрез по линии A-A каретки, используемой в устройстве для автоматической проверки металлических пластин согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения.Fig. 6 is a horizontal cross section along line A-A of a carriage used in the automatic metal plate checking apparatus according to the first embodiment of the present invention.
Фиг. 7 – вид спереди, иллюстрирующий каретку, используемую в устройстве для автоматической проверки металлических пластин согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения.Fig. 7 is a front view illustrating the carriage used in the automatic metal plate checking apparatus according to the first embodiment of the present invention.
Фиг. 8 – вид в поперечном разрезе, иллюстрирующий в увеличенном масштабе блок привода каретки, используемой в устройстве для автоматической проверки металлических пластин согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения.Fig. 8 is a cross-sectional view illustrating, on an enlarged scale, a carriage driving unit used in the automatic metal plate checking apparatus according to the first embodiment of the present invention.
Фиг. 9A – схематичное представление, иллюстрирующее состояние управления направлением движения, когда устройство для автоматической проверки металлических пластин перемещается из стороны в сторону.Fig. 9A is a schematic diagram illustrating a state of driving direction control when the automatic metal plate checking device is moved from side to side.
Фиг. 9B – схематичное представление, иллюстрирующее состояние управления направлением движения, когда устройство для автоматической проверки металлических пластин движется под наклоном.Fig. 9B is a schematic diagram illustrating a state of motion direction control when the automatic metal plate checking apparatus is tilted.
Фиг. 9С – схематичное представление, иллюстрирующее состояние управления направлением движения, когда устройство для автоматической проверки качества металлических пластин перемещается назад и вперед.Fig. 9C is a schematic diagram illustrating a state of driving direction control when the metal plate automatic quality checker is moved back and forth.
Фиг. 9D – схематичное представление, иллюстрирующее состояние управления направлением движения, когда устройство для автоматической проверки металлических пластин совершает поворот.Fig. 9D is a schematic diagram illustrating a state of driving direction control when the automatic metal plate checking device makes a turn.
Фиг. 10 – схематичное представление, иллюстрирующее способ сбора информации о позиции и угловом положении металлической пластины.Fig. 10 is a schematic diagram illustrating a method for collecting information about the position and angular position of a metal plate.
Фиг. 11 – блок-схема, иллюстрирующая конфигурацию системы после сбора информации о позиции и угловом положении металлической пластины.Fig. 11 is a block diagram illustrating the configuration of the system after collecting information about the position and angular position of the metal plate.
Фиг. 12 – блок-схема последовательности операций способа обнаружения позиции и углового положения металлической пластины и установки целевой позиции и траектории проверки.Fig. 12 is a flowchart of a method for detecting the position and angular position of the metal plate and setting the target position and inspection path.
Фиг. 13 – схематичное представление, иллюстрирующее систему координат, которая устанавливается на основе точек измерения на концах пластины металлической пластины в ходе операции обнаружения позиции и углового положения металлической пластины.Fig. 13 is a schematic diagram illustrating the coordinate system that is established based on the measurement points at the ends of the metal plate plate during the operation of detecting the position and angular position of the metal plate.
Фиг. 14A – схематичное представление, иллюстрирующее классификацию сканирования и позиции обнаружения дефектов, которые определены в подразделе "7.6. Позиции обнаружения дефектов (позиции и зоны сканирования)" стандарта JIS G 0801 "Ультразвуковой контроль стальных пластин для сосудов высокого давления".Fig. 14A is a schematic diagram illustrating the scanning classification and defect detection positions as defined in subsection "7.6. Defect detection positions (scanning positions and areas)" of JIS G 0801 "Ultrasonic Inspection of Steel Plates for Pressure Vessels".
Фиг. 14В – диаграмма, иллюстрирующая классификацию сканирования и позиции обнаружения дефектов, которые определены в подразделе "7.6. Позиции обнаружения дефектов (позиции и зоны сканирования)" стандарта JIS G 0801 "Ультразвуковой контроль стальных пластин для сосудов высокого давления".Fig. 14B is a diagram illustrating the scanning classification and defect detection positions which are defined in subsection "7.6. Defect detection positions (scanning positions and areas)" of JIS G 0801 "Ultrasonic inspection of steel plates for pressure vessels".
Фиг. 14C – диаграмма, иллюстрирующая классификацию сканирования и позиции обнаружения дефектов, которые определены в подразделе "7.6. Позиции обнаружения дефектов (позиции и зоны сканирования)" стандарта JIS G 0801 "Ультразвуковой контроль стальных пластин для сосудов высокого давления".Fig. 14C is a diagram illustrating the scanning classification and defect detection positions which are defined in subsection "7.6. Defect detection positions (scanning positions and areas)" of JIS G 0801 "Ultrasonic inspection of steel plates for pressure vessels".
Фиг. 15A – концептуальная схема A-осциллографа, которая представляет собой первичную информацию, полученную при обнаружении дефектов.Fig. 15A is a conceptual diagram of an A-oscilloscope, which represents the raw information obtained from defect detection.
Фиг. 15B – график, иллюстрирующий зависимость между звуковым давлением, принимаемым зондом, и временем распространения ультразвуковой волны в A-осциллографе.Fig. 15B is a graph illustrating the relationship between the sound pressure received by the probe and the propagation time of an ultrasonic wave in an A-oscilloscope.
Фиг. 15C – концептуальная схема B-осциллографа, которая обеспечивает отображение в виде карты, относящееся к вертикальному поперечному сечению целевого объекта дефектоскопии в сочетании с A-осциллографом и информацию о позиции сканирования.Fig. 15C is a conceptual diagram of a B-oscilloscope that provides a map display relating to a vertical cross-section of a flaw detection target in combination with an A-oscilloscope and scan position information.
Фиг. 15D – концептуальная диаграмма, иллюстрирующая информацию, которая получена в плоскости XZ целевого объекта дефектоскопии в B-осциллографе.Fig. 15D is a conceptual diagram illustrating information that is acquired in the XZ plane of a flaw detection target in a B-oscilloscope.
Фиг. 15E – концептуальная схема C-осциллографа, которая обеспечивает отображение в виде карты, относящееся к горизонтальному поперечному сечению целевого объекта дефектоскопии.Fig. 15E is a conceptual diagram of a C-oscilloscope that provides a map display relating to a horizontal cross section of a flaw detection target.
Фиг. 15F – концептуальная диаграмма, иллюстрирующая информацию, которая получена в плоскости XY целевого объекта дефектоскопии в C-осциллографе.Fig. 15F is a conceptual diagram illustrating information that is acquired in the XY plane of a flaw detection target in a C-oscilloscope.
Фиг. 16 – схематичное представление, иллюстрирующее примеры изъянов (дефектов), которые присутствуют в металлической пластине.Fig. 16 is a schematic representation illustrating examples of flaws (defects) that are present in a metal plate.
Фиг. 17 – схематичное представление, иллюстрирующее пример, в котором позиции изъянов (дефектов) внутри металлической пластины, показанной фиг. 16, нанесены на карту и отображены на плоскости металлической пластины.Fig. 17 is a schematic view illustrating an example in which the positions of flaws (defects) within the metal plate shown in FIG. 16 are mapped and displayed on the plane of the metal plate.
Фиг. 18 – схематичное представление, иллюстрирующее пример, в котором информация о позициях изъянов (дефектов) в направлении глубины добавлена для того, чтобы дополнительно определить позиции изъянов (дефектов) внутри металлической пластины в направлении толщины.Fig. 18 is a schematic view illustrating an example in which position information of flaws (defects) in the depth direction is added in order to further define the positions of flaws (defects) inside the metal plate in the thickness direction.
Фиг. 19 – схематичное представление, иллюстрирующее перемещение каретки при проведении дефектоскопии четырех периферийных участков металлической пластины.Fig. 19 is a schematic representation illustrating the movement of the carriage during flaw detection of four peripheral sections of the metal plate.
Фиг. 20А – схематичное представление, иллюстрирующее перемещение каретки влево при проведении дефектоскопии внутренней части металлической пластины.Fig. 20A is a schematic representation illustrating the movement of the carriage to the left during flaw detection of the inside of a metal plate.
Фиг. 20B – схематичное представление, иллюстрирующее перемещение каретки вправо при проведении дефектоскопии внутренней части металлической пластины.Fig. 20B is a schematic representation illustrating the movement of the carriage to the right when flaw detection is performed on the inside of a metal plate.
Фиг. 21A – схематичное представление, иллюстрирующее позицию проверки и траекторию проверки в случае, когда дефектоскопия четырех периферийных участков металлической пластины проводится дважды.Fig. 21A is a schematic view illustrating the inspection position and the inspection path in the case where four peripheral portions of the metal plate are tested twice.
Фиг. 21B – схематичное представление, иллюстрирующее позицию проверки и траекторию проверки в случае, когда внутренняя часть металлической пластины проверяется в направлении прокатки.Fig. 21B is a schematic diagram illustrating the inspection position and inspection path in the case where the inside of the metal plate is inspected in the rolling direction.
Фиг. 21C – схематичное представление, иллюстрирующее позицию проверки и траекторию проверки в случае, когда внутренняя часть металлической пластины проверяется в направлении прокатки.Fig. 21C is a schematic diagram illustrating the inspection position and inspection path in the case where the inside of the metal plate is inspected in the rolling direction.
Фиг. 21D – схематичное представление, иллюстрирующее позицию проверки и траекторию проверки в случае, когда внутренняя часть металлической пластины проверяется в направлении прокатки.Fig. 21D is a schematic diagram illustrating the inspection position and inspection path in the case where the inside of the metal plate is inspected in the rolling direction.
Фиг. 21E – схематичное представление, иллюстрирующее позицию проверки и траекторию проверки в случае, когда внутренняя часть металлической пластины проверяется в направлении прокатки.Fig. 21E is a schematic diagram illustrating the inspection position and inspection path in the case where the inside of the metal plate is inspected in the rolling direction.
Фиг. 22 – схематичное представление, иллюстрирующее автоматическое контрольно-измерительное устройство предшествующего уровня техники.Fig. 22 is a schematic diagram illustrating a prior art automatic tester.
Осуществление изобретенияImplementation of the invention
Ниже, со ссылкой на сопроводительные чертежи, описаны предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения. Однако объем изобретения не ограничивается примерами, проиллюстрированными на чертежах.Below, with reference to the accompanying drawings, the preferred embodiments of the present invention are described. However, the scope of the invention is not limited to the examples illustrated in the drawings.
Устройство для автоматической проверки металлических пластин согласно настоящему изобретению представляет собой устройство для автоматической проверки металлических пластин, которое выполняет проверку металлической пластины с использованием системы измерения позиции для измерения позиции на основе принципа триангуляции. Устройство для автоматической проверки металлических пластин включает в себя каретку, которая перемещается по поверхности металлической пластины, радионавигационный передатчик, установленный на каретке для передачи сигналов системы измерения позиции, или радионавигационный приемник, установленный на каретке для приема сигналов системы измерения позиции. Устройство для автоматической проверки металлических пластин дополнительно включает в себя контрольно-измерительный блок, установленный на каретке, который включает в себя дефектоскопическую головку и блок выработки результатов проверки, предназначенный для выработки результата проверки. Дефектоскопическая головка включает в себя контрольно-измерительный датчик для сканирования области проверки металлической пластины. Устройство для автоматической проверки металлических пластин также включает в себя блок управления, который выполняет, на основе позиции каретки, измеренной системой измерения позиции, и целевой позиции каретки для выполнения проверки, управление кареткой для автоматического перемещения в целевую позицию и управление исполнительным механизмом сканирования для сканирования дефектоскопической головкой. Блок выработки результата проверки вырабатывает результат проверки на основе информации проверки, полученной контрольно-измерительным датчиком, и информации о позиции дефектоскопической головки. Предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения будут описаны ниже.The metal plate automatic checking device according to the present invention is a metal plate automatic checking device that checks a metal plate using a position measurement system for position measurement based on the triangulation principle. A device for automatic checking of metal plates includes a carriage that moves along the surface of a metal plate, a radio navigation transmitter mounted on the carriage for transmitting position measurement system signals, or a radio navigation receiver mounted on the carriage for receiving position measurement system signals. The device for automatic testing of metal plates further includes a control and measuring unit mounted on the carriage, which includes a flaw detection head and a test result generating unit for generating a test result. The flaw detection head includes an inspection sensor for scanning the inspection area of a metal plate. The device for automatically checking metal plates also includes a control unit that performs, based on the position of the carriage measured by the position measuring system and the target position of the carriage to perform the inspection, control of the carriage to automatically move to the target position and control of the scanning actuator to scan the flaw detection head. The test result generation unit generates a test result based on the test information received by the inspection sensor and the position information of the flaw detection head. Preferred embodiments of the present invention will be described below.
Следует отметить, что в настоящем изобретении позиция каретки для выполнения проверки также будет просто называться целевой позицией. В дополнение к этому, в настоящем изобретении термин "дефект" относится к внутреннему дефекту, например, инородному телу, трещине или отверстию внутри металлической пластины. Кроме того, в настоящем изобретении фраза "угловое положение каретки" относится к наклону каретки в трехмерном пространстве по отношению к ориентации каретки при выполнении проверки в качестве ориентира. Хотя нижеследующее описание основано на том предположении, что стальная пластина используется в качестве примера металлической пластины, устройство для автоматической проверки металлических пластин согласно настоящему изобретению также применимо для проверок различных металлических пластин, таких как алюминиевая пластина и медная пластина.It should be noted that in the present invention, the position of the carriage to perform the check will also simply be referred to as the target position. In addition, in the present invention, the term "defect" refers to an internal defect such as a foreign body, crack, or hole within a metal plate. In addition, in the present invention, the phrase "carriage angular position" refers to the inclination of the carriage in three dimensions with respect to the orientation of the carriage when the test is performed as a reference. Although the following description is based on the assumption that a steel plate is used as an example of a metal plate, the metal plate automatic test apparatus of the present invention is also applicable to testing various metal plates such as aluminum plate and copper plate.
На фиг. 1 показан вид в перспективе, иллюстрирующий схематичную конфигурацию системы 100a в целом согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения. На фиг. 2 показан вид в перспективе, иллюстрирующий схематичную конфигурацию системы 100b в целом согласно второму варианту осуществления настоящего изобретения. На фиг. 3A показана блок-схема, иллюстрирующая систему 100a в целом согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения. На фиг. 3B показана блок-схема системы 200b измерения позиции согласно второму варианту осуществления настоящего изобретения.In FIG. 1 is a perspective view illustrating the schematic configuration of the
Система 100a в целом согласно первому варианту осуществления включает в себя систему 200a измерения позиции и устройство 300a для автоматической проверки металлических пластин.The
Система 200а измерения позиции включает в себя множество радионавигационных передатчиков 11а, радионавигационный приемник 12а и главный компьютер 13, включающий в себя программное обеспечение для вычисления позиции 16. Система 200а измерения позиции выполняет определение собственной позиции в пространстве внутри помещения на основе принцип триангуляции. Например, система 200a измерения позиции может использовать систему внутрицехового глобального позиционирования (IGPS).The
В общем, глобальная система позиционирования (GPS) представляет собой систему, которая определяет и устанавливает значения трехмерных координат (которые в дальнейшем упоминаются как "значения координат"), которые соответствуют позиции приемника GPS, с использованием трех или более искусственных спутников GPS. IGPS представляет собой систему измерения позиции, которая применяет такую концепцию к пространству внутри помещения. Например, IGPS подробно описан в патенте США №6,501,543.In general, a global positioning system (GPS) is a system that determines and sets three-dimensional coordinate values (hereinafter referred to as "coordinate values") that correspond to the position of a GPS receiver using three or more artificial GPS satellites. IGPS is a position measurement system that applies this concept to indoor space. For example, IGPS is detailed in US Pat. No. 6,501,543.
Устройство 300a для автоматической проверки металлических пластин согласно первому варианту осуществления включает в себя, например, каретку 14, которая перемещается по металлической пластине 10, радионавигационный приемник 12а, установленный на каретке 14, контрольно-измерительное устройство (контрольно-измерительный блок) 15, который включает в себя дефектоскопическую головку 35, имеющую зонд (контрольно-измерительный датчик), установленный на каретке 14. Устройство 300a для автоматической проверки металлических пластин также включает в себя главный компьютер 13, который включает в себя программное обеспечение, которое побуждает каретку 14 автоматически перемещаться в заданную целевую позицию.The metal plate
В системе 200a измерения позиции каждый из радионавигационных передатчиков 11a излучает два вращающихся веерообразных луча. Вращающиеся веерообразные лучи могут быть веерообразными лазерными лучами или могут использоваться другие светоизлучающие средства. Принимая вращающиеся веерообразные лучи, излучаемые передатчиками, радионавигационный приемник 12а способен определять свою позицию относительно множества передатчиков. В этом случае вращающиеся веерообразные лучи отклоняются друг от друга на заданный угол, и значения координат приемника, принимающего вращающиеся веерообразные лучи, то есть можно определить (измерить) позицию или высоту приемника. Информация, которую принимает радионавигационный приемник 12a, передается по беспроводной сети в главный компьютер 13, и главный компьютер 13 вычисляет позицию радионавигационного приемника 12a в соответствии с принципом триангуляции. Таким образом, вычисляя позицию радионавигационного приемника 12а таким способом, во время перемещения каретки можно получать в реальном времени информацию относительно текущей позиции и углового положения каретки 14, которая включает в себя радионавигационный приемник 12а.In the
На фиг. 2 показана схематичная конфигурация системы 100b в целом согласно второму варианту осуществления. Система 100b в целом включает в себя систему 200b измерения позиции и устройство 300b для автоматической проверки металлических пластин. Устройство 300b для автоматической проверки металлических пластин согласно второму варианту осуществления включает в себя радионавигационный передатчик 12b, который передает сигнал системы измерения позиции, тогда как устройство 300a для автоматической проверки металлических пластин согласно первому варианту осуществления включает в себя радионавигационный приемник 12a, который принимает сигнал системы измерения позиции.In FIG. 2 shows a schematic configuration of the
Как показано на фиг. 3B, система 200b измерения позиции согласно второму варианту осуществления включает в себя радионавигационный передатчик 12b, установленный на верхней части каретки 14, множество отражателей 11b и главный компьютер 13, включающий в себя программное обеспечение 16 для вычисления позиции. Система 200b измерения позиции согласно второму варианту осуществления выполняет измерение собственной позиции во внутреннем пространстве помещения на основе принципа триангуляции. Система 200b измерения позиции согласно второму варианту осуществления может использовать технологию лазерной триангуляции, которая используется, например, роботом-уборщиком, который автоматически перемещается в офисном здании или т.п. (смотри, например, http://robonable.typepad .jp/news/2009/11/25subaru.html).As shown in FIG. 3B, the
Устройство 300b для автоматической проверки металлических пластин включает в себя, например, каретку 14, которая перемещается по металлической пластине 10, радионавигационный передатчик 12b, который расположен в верхней части каретки 14, контрольно-измерительное устройство 15, которое включает в себя дефектоскопическую головку 35, имеющая зонд, который представляет собой контрольно-измерительный датчик. Устройство 300b для автоматической проверки металлических пластин также включает в себя главный компьютер 13, который включает в себя программное обеспечение, которое побуждает каретку 14 автоматически перемещаться в заданную целевую позицию.The
Во втором варианте осуществления в радионавигационном передатчике 12b используется технология лазерной триангуляции. При автоматическом перемещении каретки 14 используется радионавигационный передатчик 12b, который выполняет лазерную триангуляцию, и отражатели 11b, каждый из которых расположен, например, на поверхности стены. Радионавигационный передатчик 12b расположен, например, в верхней части каретки 14 и выполняет функцию проецирования и приема лазерных лучей. Радионавигационный передатчик 12b проецирует лазерный луч L на 360 градусов и принимает свет, отраженный отражателями 11b, в качестве сигналов системы измерения позиции. Расстояние определяется по времени, необходимому для того, чтобы отраженный свет достиг радионавигационного передатчика 12b, и направление, в котором расположен каждый из отражателей 11b, определяется по углу соответствующего отраженного света. Сравнивая определенные расстояния и направления с позициями координат отражателей 11b, которые зарегистрированы заранее, можно вычислить позицию радионавигационного передатчика 12b и направление, в котором расположен радионавигационный передатчик 12b. Таким образом, вычисляя позицию радионавигационного передатчика 12b таким способом, информация о текущей позиции и угловом положении каретки 14, которая включает в себя радионавигационный передатчик 12b, может быть получена в реальном времени во время движения каретки 14.In the second embodiment, the
В конфигурации, которая будет описана ниже, используется устройство 300a для автоматической проверки металлических пластин согласно первому варианту осуществления, и случай, в котором используется система 200a измерения позиции, будет описан в качестве примера. Конфигурация, которая будет описана ниже, также применима к устройству 300b для автоматической проверки металлических пластин согласно второму варианту осуществления. В дополнение к этому, конфигурация будет описана ниже в качестве примера, в котором используются информация о позиции и информация об угловом положении каретки. Следует отметить, что в случае, когда металлическая пластина, подлежащая проверке, размещается параллельно плоской поверхности, которая не наклонена по отношению к горизонтальной поверхности, и когда угловое положение каретки остается постоянным, нет необходимости в сохранении информацию о позиции.In the configuration to be described below, the metal plate
Как показано на фиг. 3A, главный компьютер 13 включает в себя, например, программное обеспечение 16 для вычисления позиции, которое вычисляет позицию вышеупомянутого радионавигационного приемника 12a, и программное обеспечение 17 для настройки, которое устанавливает целевую позицию каретки 14 и информацию о позиции каретки 14 при выполнении проверки.As shown in FIG. 3A, the
Как показано на фиг. 3A, каретка 14 включает в себя, например, радионавигационный приемник 12a, который является частью вышеупомянутой системы 200a измерения позиции, контрольно-измерительное устройство 15, которое включает в себя дефектоскопическую головку 35 и блок 71 выработки результатов проверки. Каретка 14 дополнительно включает в себя бортовой компьютер 21, датчики 22 обнаружения краев, которые обнаруживают края металлической пластины 10, плату 23 ввода-вывода и исполнительный механизм 24 сканирования для выполнения сканирования дефектоскопической головкой 35. Каретка 14 дополнительно включает в себя блок 25 управления приводом, который включает в себя контроллер и привод, колеса 26 для передвижения и мотор-колеса 27 для приведения в движение и поворота колес. В данном документе программное обеспечение 16 для вычисления позиции и программное обеспечение 17 для настройки, которые включены в главный компьютер 13, также могут быть установлены в бортовом компьютере 21.As shown in FIG. 3A, the
Бортовой компьютер 21 включает в себя блок управления, который выполняет управление кареткой 14 для автоматического перемещения в целевую позицию и угловое положение, и управление исполнительным механизмом 24 сканирования, который сканирует дефектоскопической головкой 35, на основе позиции и углового положения каретки 14, которые измеряет система 200a измерения позиции, и целевой позиции и углового положения каретки 14, для выполнения проверки. Дефектоскопическая головка 35 сканирует в целевой позиции каретки 14. При автоматическом перемещении, например, сначала, текущая позиция и угловое положение каретки 14, которые являются результатами вычислений, полученными вышеупомянутым главным компьютером 13, целевая позиция и угловое положение каретки 14 для выполнения проверки, и информация о целевой позиции исполнительного механизма 24 сканирования передаются беспроводным образом в бортовой компьютер 21, включенный в каретку 14. Затем бортовой компьютер 21 вычисляет отклонение текущей позиции углового положения в целевой позиции и угловом положении. Затем блок 25 управления приводом подает управляющий сигнал на мотор-колеса 27 таким образом, чтобы отклонения, которые зависят от позиции и углового положения основного тела каретки, становились нулевыми, и управление с обратной связью скоростью и углом поворота каждого из колес 26 выполняется таким образом, чтобы каретка 14 автоматически перемещалась в целевую позицию и угловое положение. Следует отметить, что в случае, когда не требуется вышеупомянутая информация об угловом положении, бортовой компьютер 21 может включать в себя блок управления, который выполняет управление кареткой 14 для автоматического перемещения в целевую позицию и управление исполнительным механизмом 24 сканирования, который сканирует дефектоскопической головкой 35 на основе позиции каретки 14, измеренной системой 200а измерения позиции, и целевой позиции каретки 14 для выполнения проверки.The on-
Теперь будет описано управление операцией сканирования контрольно-измерительным датчиком (зондом), выполняемой бортовым компьютером 21. В случае прорисовки двумерного изображения дефекта в направлении X и направлении Y, когда, например, в качестве способа сканирования используется технология отражения импульсных сигналов, управление операцией сканирования датчиком осуществляется путем выполнения механического прямоугольного сканирования дефектоскопической головкой 35 в направлениях X и Y. В дополнение к этому, когда, например, в качестве способа сканирования используется технология фазированной решетки, управление сканированием электронным лучом осуществляется в направлении X, и управление механическим сканированием дефектоскопической головкой 35 осуществляется в направлении Y. Управление механическим сканированием дефектоскопической головкой 35 выполняется исполнительным механизмом 24 сканирования. Дефектоскопическая головка 35 с фазированной решеткой включает в себя множество источников (преобразователей) выработки ультразвуковых волн, и расстояние, на котором может выполняться сканирование электронным лучом, зависит от ширины, шага размещения и количества преобразователей. Внутренняя конструкция дефектоскопической головки 35 требует высокой точности изготовления, и, таким образом, дефектоскопическая головка 35, как правило, дороже, чем дефектоскопическая головка обычного датчика предшествующего уровня техники. Принимая во внимание ремонтопригодность, такую как замена в случае выхода из строя дефектоскопической головки 35, количество преобразователей, как правило, составляет от 10 до 128. Например, когда расстояние сканирования лучом в направлении X составляет 120 мм, и размер металлической пластины в направлении X составляет 5000 мм, для того, чтобы выполнить дефектоскопию на всей поверхности металлической пластины, недостаток сканирования лучом компенсируется перемещением колес каретки 14 с шагом 100 мм. В дополнение к этому, например, когда размер в направлении Y составляет 2000 мм, и ход исполнительного механизма 24 сканирования, который сканирует дефектоскопической головкой 35 в направлении Y, составляет 600 мм, недостаток механическом сканировании исполнительного механизма 24 сканирования компенсируется перемещением колес каретки 14 с шагом 500 мм.The control of the scanning operation of the inspection sensor (probe) performed by the on-
Теперь будет описана функция устройства 300a и для автоматической проверки металлических пластин, предназначенного для проверки металлической пластины 10. Например, эта функция реализуется контрольно-измерительным устройством 15, которое включает в себя дефектоскопическую головку 35, имеющую зонд (контрольно-измерительный датчик), который проверяет область проверки металлической пластины 10, исполнительный механизм 24 сканирования, который управляет сканированием дефектоскопической головкой 35, бортовой компьютер 21 и блок 25 управления приводом. Бортовой компьютер 21 вычисляет, используя фрагменты информации о позиции проверки, текущей позиции и угловом положении каретки, полученные из главного компьютера 13, требуемую величину сканирования исполнительного механизма 24 для сканирования дефектоскопической головки 35, которая является компонентом контрольно-измерительного устройства 15. Блок 25 управления приводом подает электрический сигнал в исполнительный механизм 24 сканирования для приведения в действие исполнительного механизма 24 сканирования с требуемой величиной сканирования, и исполнительный механизм 24 сканирования преобразует электрический сигнал в сканирующее движение дефектоскопической головки 35. Информация о позиции дефектоскопической головки 35 передается обратно в бортовой компьютер 21 и вычисляется как информация о позиции проверки вместе с информацией о текущей позиции каретки 14. Данные проверки в контрольно-измерительном устройстве 15 загружаются в бортовой компьютер 21 из контрольно-измерительного устройства 15 через плату 23 ввода-вывода и передаются беспроводным образом в главный компьютер 13 вместе с информацией о позиции проверки. В этом случае исполнительный механизм 24 сканирования может управлять позицией дефектоскопической головки 35 в сочетании с управлением кареткой 14 для автоматического перемещения или может управлять позицией дефектоскопической головки 35 независимо от автоматического перемещения каретки 14.The function of the automatic metal
Контрольно-измерительное устройство 15 включает в себя дефектоскопическую головку 35 и блок 71 выработки результатов проверки, который вырабатывает результаты проверки. Блок 71 выработки результатов проверки вырабатывает результаты проверки на основе информации проверки, полученной зондом (контрольно-измерительным датчиком), и информации о позиции дефектоскопической головки 35. Например, блок 71 выработки результатов проверки создает, в качестве результата проверки, дефектоскопическую карту, в которой информация о позиции металлической пластины и информация, касающаяся результата дефектоскопии, связаны друг с другом. При использовании конфигурации устройства согласно настоящему изобретению контрольно-измерительное устройство 15 может выработать результаты проверки, и главному компьютеру 13 не нужно создавать дефектоскопическую карту.The
Даже в том случае, когда контрольно-измерительный датчик (зонд) использует технологию ультразвуковой фазированной решетки, нет необходимости передавать огромное количество дефектоскопических данных в главный компьютер 13, и даже в том случае, когда дефектоскопические данные имеют огромное количество информацию, можно эффективно вырабатывать и оценивать результаты проверки.Even when the probe uses ultrasonic phased array technology, it is not necessary to transmit a huge amount of flaw detection data to the
В случае использования технологии ультразвуковой фазированной решетки может использоваться традиционная технология. Кратко об этом будет описано ниже. В случае использования технологии ультразвуковой фазированной решетки контрольно-измерительные датчики, включенные в дефектоскопическую головку 35, представляют собой зонд с фазированной решеткой, в котором размещено множество ультразвуковых преобразователей. В технологии ультразвуковой фазированной решетки за счет электронного управления временной синхронизацией (временем задержки), с использованием которой каждый ультразвуковой преобразователь излучает ультразвуковую волну, ультразвуковой луч можно сфокусировать в произвольной позиции, или ультразвуковая волна может распространяться в произвольном направлении.In the case of using ultrasonic phased array technology, conventional technology can be used. This will be briefly described below. In the case of ultrasonic phased array technology, the inspection sensors included in the
В дополнение к этому, в случае построения двумерного изображения дефекта в направлении X и направлении Y с использованием технологии ультразвуковой фазированной решетки, так как электронное сканирование лучом выполняется в направлении X, изображение дефекта можно получить в диапазоне количества каналов только путем механического сканирования дефектоскопической головкой 35 в направлении Y. В качестве способа сканирования лучом можно использовать традиционный способ сканирования, такой как линейное сканирование, секторное сканирование или динамическая фокусировка по глубине (DDF).In addition, in the case of imaging a defect in the X direction and the Y direction in two dimensions using the ultrasonic phased array technology, since the electron beam scanning is performed in the X direction, the image of the defect can be obtained in the range of the number of channels only by mechanically scanning the
В качестве информации о позиции дефектоскопической головки 35 можно использовать импульсные сигналы. В этом случае, например, плата 72 вывода импульсных сигналов, которая служит в качестве модуля вывода для вывода импульсных сигналов, соответствующих величине изменения позиции дефектоскопической головки 35, которые обновляются в каждый период управления бортового компьютера 21, в зонд (контрольно-измерительные датчики), установлена в бортовом компьютере 21. В качестве вышеупомянутых импульсных сигналов используются, например, импульсные сигналы (A-осциллограф и B-осциллограф), указывающие позиции на горизонтальной поверхности стальной пластины в направлении оси X и направлении оси Y.As information about the position of the
В результате, нет необходимости извлекать большое количество дефектоскопических данных из контрольно-измерительного устройства 15. Другими словами, в технологии фазированной решетки контрольно-измерительное устройство 15 может выполнять вычисление траекторий лучей, излучаемых из множества датчиков, анализ результатов дефектоскопии с учетом этих траекторий и т.д., и нет необходимости выводить большое количество данных, таких как дефектоскопические данные, в главный компьютер 13. Таким образом, способ проверки согласно настоящему изобретению представляет собой весьма практичный способ.As a result, it is not necessary to extract a large amount of flaw detection data from the
Бортовой компьютер 21, включенный в каретку 14, включает в себя плату 72 вывода импульсных сигналов (блок 72 вывода), которая выводит импульсные сигналы, соответствующие величине изменения позиций дефектоскопической головки 35, которые обновляются в каждый период управления, в контрольно-измерительное устройство 15. Например, когда создается дефектоскопическая карта, позиции проведения дефектоскопии (позиции дефектоскопической головки 35) в реальном времени вычисляются на основе информации о фактической позиции и угловом положении каретки 14 и граничных положений хода исполнительного механизма 24 сканирования, и результаты вычислений выводятся в виде импульсных сигналов в контрольно-измерительное устройство 15. Следует отметить, что вышеупомянутая информация о фактической позиции и угловом положении каретки 14 получается в реальном время с помощью IGPS. Предпочтительно, чтобы частота выходных импульсных сигналов, вырабатываемых платой 72 вывода импульсных сигналов, была установлена таким образом, чтобы она была синхронизирована с условиями настройки контрольно-измерительного устройства 15 и скоростью механического сканирования дефектоскопической головкой 35.The on-
Например, когда разрешение отображения дефектоскопической карты (разрешение отображения результатов проверки) составляет 2 мм, и частота сбора дефектоскопических данных составляет 50 Гц, максимальная скорость сканирования, при которой дефектоскопические данные не появляются в пределах разрешения отображения 2 мм, равна произведению этих значений, которое составляет 100 мм/с. Другими словами, когда скорость механического сканирования дефектоскопической головкой 35 превышает 100 мм/с, происходит пропуск дефектоскопических данных во время перемещения дефектоскопической головки 35 на расстояние 2 мм, которое является разрешением отображения. Таким образом, для того, чтобы повысить точность результатов дефектоскопии предпочтительно регулировать скорость механического сканирования дефектоскопической головкой 35 таким образом, чтобы дефектоскопические данные можно было надежно получать во время перемещения дефектоскопической головки 35 на расстояние от 2 мм, которое является разрешением отображения.For example, when the flaw map display resolution (inspection result display resolution) is 2 mm and the flaw detection data collection frequency is 50 Hz, the maximum scanning speed at which flaw detection data does not appear within the display resolution of 2 mm is equal to the product of these values, which is 100 mm/s. In other words, when the mechanical scanning speed of the
В дополнение к этому, в случае, когда частота сбора дефектоскопических данных установлена на 50 Гц, разрешение импульсных сигналов контрольно-измерительного устройства 15, которое принимает импульсные сигналы, устанавливается на 10 импульсов/мм, и разрешение отображения дефектоскопической карты, которая представляет собой пространственное разрешение при отображении результата дефектоскопии, устанавливается равным 1 мм, частота импульсов, вводимая в контрольно-измерительный датчик, определяется произведением этих значений, которое равно 500 Гц. Когда частота выходных импульсных сигналов, вырабатываемых платой 72 вывода импульсных сигналов, составляет 500 Гц, что синхронизировано с вышеупомянутой частотой, временные изменения позиции дефектоскопической головки 35, полученные контрольно-измерительным датчиком (зондом), являются непрерывными и близки к фактическим перемещениям. Зависимость между информацией о фактической позиции дефектоскопической головки (импульсным сигналом), и импульсным сигналом, выводимым платой 72 вывода импульсных сигналов, показана в этом случае на фиг. 4A.In addition, in the case where the flaw detection frequency is set to 50 Hz, the pulse signal resolution of the
Напротив, когда частота импульсного сигнала, вырабатываемого платой 72 вывода импульсных сигналов, превышает 500 Гц, временные изменения позиций дефектоскопической головки 35, принимаемые контрольно-измерительным датчиком (зондом), становятся прерывистыми (пошаговыми). Возможен случай, когда информация о позиции не обновляется в пределах диапазона разрешения отображения, равного 2 мм, из-за случайных факторов, таких как изменения временной синхронизации сбора информации о граничных положениях хода, которая зависит от технических характеристик линейного ползунка для сканирования зондом и временной синхронизации команды вывода импульсного сигнала, которая зависит от периода управления бортовым компьютером 21. Зависимость между информацией о фактической позиции дефектоскопической головки (импульсным сигналом) и импульсным сигналом, выводимым платой 72 вывода импульсных сигналов, показана для этого случая на фиг. 4B.On the contrary, when the frequency of the pulse signal generated by the pulse
Как видно из этих результатов, предпочтительно, чтобы частота выходного импульсного сигнала, вырабатываемого платой 72 вывода импульсных сигналов была установлена таким образом, чтобы она была синхронизирована с произведением частоты сбора дефектоскопических данных, т.е. с произведением количества собранных дефектоскопических данных в единицу времени (раз/сек), установленного контрольно-измерительным устройством 15, разрешения импульсов (импульсы/мм) и разрешения отображения дефектоскопической карты (мм/раз). Кроме того, предпочтительно, чтобы скорость механического сканирования дефектоскопической головкой 35 была равна или меньше верхнего предела скорости, который вычисляется путем умножения разрешения отображения карты дефектоскопии (разрешение отображения результатов проверки) на частоту сбора дефектоскопических данных.As can be seen from these results, it is preferable that the frequency of the output pulse signal generated by the
Теперь будет описана физическая конфигурация каретки 14, которая является основной частью устройства для автоматической проверки металлических пластин. На фиг. 5 показан вид сбоку каретки 14, на фиг. 6 показан вид в горизонтальном разрезе по линии A-A фиг. 5, и на фиг. 7 показан вид спереди каретки 14. На фиг. 8 показан вид в разрезе, иллюстрирующий блок привода каретки 14 в увеличенном масштабе.The physical configuration of the
Каретка 14 включает в себя основное тело 31 каретки, и основное тело 31 каретки разделено на часть 31а верхнего яруса, часть 31b среднего яруса и часть 31с нижнего яруса.The
В части 31а верхнего яруса размещены радионавигационный приемник 12а, бортовой компьютер 21, плата 23 ввода-вывода и плата 72 вывода импульсных сигналов, которые описаны выше. В дополнение к этому, в ней размещены ультразвуковой дефектоскоп 32 и блок 33 беспроводной связи, которые включены в контрольно-измерительное устройство 15.In the
В части 31b среднего яруса размещен резервуар 34 для воды, который служит средством подачи воды. При проведении проверки металлической пластины 10 с помощью ультразвукового контроля, пространство между зондом и металлической пластиной 10 должно быть всегда заполнено водой, и, таким образом, вода должна непрерывно подаваться из резервуара 34 для воды в пространство между зондом и металлической пластиной через шланг подачи воды (не показан). Следует отметить, что резервуар для воды имеет ограниченную емкость, и поэтому воду можно подавать из внешнего источника воды с использованием шланга.In the
Датчики 22 обнаружения краев размещены вокруг части 31c нижнего яруса. В части 31c нижнего яруса размещены колеса 26 для передвижения, блок 25 управления приводом, моторы 27a для привода колес и моторы 27b для поворота, которые включены в мотор-колеса 27, дефектоскопическая головка 35, включенная в контрольно-измерительное устройство 15, контроллер 37 датчика обнаружения края и аккумуляторная батарея 38.The
В случае, когда вода подается из внешнего источника воды с использованием шланга, предпочтительно использовать способ подачи, при котором шланг не мешает работе робота в результате зацепления за концевой участок целевого элемента дефектоскопии, и при котором подача воды не будет прекращена из-за перегиба шланга. Например, вокруг рабочей зоны проведения дефектоскопии предусмотрены опоры, и рельс, имеющий множество подвесок для поддержания кабеля для подвешивания шланга, прикреплен к опорам таким образом, чтобы рельс мог поворачиваться, так что шланг может подаваться с верхней части робота вдоль подвесок для поддержания кабеля. Натяжение шланга в результате перемещения робота заставляет рельс поворачиваться, и подвески для кабеля скользят по рельсу таким образом, чтобы могла осуществляться стабильная подача воды, не мешая перемещению робота.In the case where water is supplied from an external water source using a hose, it is preferable to use a supply method in which the hose does not interfere with the operation of the robot as a result of being caught on the end portion of the flaw detection target, and in which the water supply will not be stopped due to kinking of the hose. For example, supports are provided around the flaw detection work area, and a rail having a plurality of hangers to support a cable to hang a hose is attached to the supports so that the rail can rotate so that the hose can be fed from the top of the robot along the hangers to support the cable. The tension in the hose resulting from the movement of the robot causes the rail to turn and the cable hangers to slide along the rail so that a stable water supply can be provided without interfering with the movement of the robot.
В этом случае, наряду с подачей воды с использованием шланга, подача питания и сигналов может также осуществляться с помощью кабеля. В этом случае, например, бортовой компьютер 21 может не входить в состав робота и может храниться, например, на панели управления, установленной рядом с рабочей зоной. Бортовой компьютер 21 и робот могут быть соединены друг с другом кабелем связи, поэтому можно упростить конфигурацию основного тела робота, и можно уменьшить вес робота. В дополнение к этому, используя проводную связь вместо блока 33 беспроводной связи, можно исключить нестабильность беспроводной связи из-за нарушений окружающей среды и т.п., и можно получить высоконадежную конфигурацию системы. Кроме того, при использовании кабеля для подачи питания на основное тело робота и подачи питания на контрольно-измерительный датчик (зонд), включаемый в робот извне, нет необходимости использовать аккумуляторную батарею 38. Кроме того, можно предотвратить возникновение таких проблем, как ненормальная остановка из-за разряда аккумуляторной батареи.In this case, in addition to supplying water using a hose, power and signals can also be supplied using a cable. In this case, for example, the on-
Каждая из дефектоскопических головок 35 включает в себя зонд, который является контрольно-измерительным датчиком, который сканирует зону проверки металлической пластины 10, и поддерживается механизмом 36 поддержки дефектоскопической головки. Дефектоскопическая головка 35 прикреплена к вертикальному валу 39 с механизмом 36 поддержки дефектоскопической головки, расположенным между ними, и вертикальный вал 39 может перемещаться в вертикальном направлении вдоль вертикального рельса 40. В дополнение к этому, вертикальный вал 39 прикреплен к горизонтальному рельсу 42 посредством части 41 крепления, и горизонтальный рельс 42 обеспечивает сканирование вдоль вала 43 горизонтального сканирования с помощью исполнительного механизма 24 сканирования (на фиг. 5, фиг. 6 и фиг. 7 не показан).Each of the flaw detection heads 35 includes a probe, which is an inspection sensor that scans the inspection area of the
Каждый из датчиков 22 обнаружения краев, как правило, состоит из датчика завихрения, и в результате датчики 22 обнаружения краев обнаруживают концы металлических пластин 10 тогда, когда каретка 14 автоматически перемещается по металлической пластине 10 и предотвращают соскальзывание каретки 14 с металлической пластины 10. В дополнение к этому, датчики 22 обнаружения краев используются в качестве датчиков, которые позволяют каретке 14 перемещаться вдоль концов пластины, когда каретка 14 проводит дефектоскопию на концах пластины во время проведения дефектоскопии четырех периферийных участков металлической пластины. Например, как показано на фиг. 6, в отношении каждой из сторон, на которой расположены дефектоскопические головки 35, два из датчиков 22 обнаружения краев расположены таким образом, чтобы находиться на одной линии с соответствующей дефектоскопической головкой 35. Управляя направлением движения каретки 14 таким образом, чтобы два датчика 22 обнаружения краев постоянно обнаруживали конец пластины, можно выполнять сканирование вдоль конца пластины. Аналогичным образом, в отношении каждой из сторон, на которых дефектоскопической головки 35 не расположены, два датчика 22 обнаружения краев расположены на левой и правой сторонах.Each of the
Четыре колеса 26 размещены независимо друг от друга в нижней части каретки 14 с возможностью приведения в движение и поворота на 90 градусов или более. Эти колеса 26 обеспечивают всенаправленное управление. Рабочие состояния множества мотор-колес определяются с помощью энкодеров моторов (не показаны), каждый из которых соответствует одному из мотор-колес, и затем выполняется всенаправленное управление движением, которое используется при обычном управлении роботом, с использованием обнаруженных сигналов.Four
Каждый блок 50 привода предусмотрен для одного из колес для того, чтобы приводить в движение колеса независимо друг от друга. Как показано на фиг. 8, мотор 27а привода колеса, который служит в качестве первой системы привода и поворотного мотора 27b, который служит в качестве второй системы приведения в движение для управления направлением движения, включены в качестве мотор-колес 27 в каждый из блоков 50 привода. Ведущая шестерня 51 прикреплена к валу поворотного мотора 27b для управления направлением движения, и ведущая шестерня 51 входит в зацепление с зубчатой рейкой 53, предусмотренной на внешней периферии поворотной платформы 52 управления направлением движения.Each
Корпус (не показан) мотора 27a для привода колеса установлен на верхней части поворотной платформы 52 управления направлением движения, и выходной вращающийся вал 54 редуктора мотора 27a для привода колеса продолжается вниз через поворотную платформу 52 управления направлением движения. Первая шестерня 55 пересекающего вала соединена с нижним концом выходного вращающегося вала 54. Вторая шестерня 56 пересекающего вала входит в зацепление с первой шестерней 55 пересекающего вала, и вторая шестерня 56 пересекающего вала соединена с элементом 57 вала колеса 26. Элемент 57 вала поддерживается с возможностью вращения конструкцией 58 подвески, которая продолжается вниз от поворотной платформы 52 управления направлением движения.The case (not shown) of the
Таким образом, каждый из моторов 27a для привода колес вращает соответствующее колесо 26, и каждый из поворотных моторов 27b вращает соответствующее колесо 26 вместе с поворотной платформой 52 управления направлением движения и конструкцией 58 подвески. Каждый из моторов 27a для привода колес может вращать соответствующее колесо в прямом направлении и обратном направлении. Каждый из поворотных моторов 27b расположен перпендикулярно поверхности металлической пластины, по которой перемещается каретка 14, и может поворачиваться на 90 градусов или более вокруг оси, которая смещена к центру каретки относительно соответствующего колеса 26.Thus, each of the
Теперь будет описана система управления направлением движения, которая определяет направление перемещения устройства для автоматической проверки металлических пластин. На фиг. 9A-9D показаны схематичные представления, иллюстрирующие систему управления направлением движения. На фиг. 9А показано состояние управления направлением движения при движении из стороны в сторону. На фиг. 9B показано состояние управления направлением движения при наклонном движении. На фиг. 9С показано состояние управления направлением движения при возвратно-поступательном движении. На фиг. 9D показано состояние управления направлением движения при развороте на месте. Следует отметить, что термин "разворот на месте" относится к случаю, когда транспортное средство с траковыми лентами (гусеницами), такое как гидравлический экскаватор или танк, изменяет угловое положение корпуса транспортного средства без его перемещения путем вращения левой и правой гусениц с одинаковой скоростью в противоположных направлениях.A moving direction control system that determines the moving direction of the metal plate automatic checking device will now be described. In FIG. 9A-9D are schematic representations illustrating a direction control system. In FIG. 9A shows the side-to-side driving direction control state. In FIG. 9B shows the state of the direction control of the inclined motion. In FIG. 9C shows the reciprocating direction control state. In FIG. 9D shows a state of steering direction control in a turn on the spot. It should be noted that the term "turn on the spot" refers to the case when a tracked vehicle, such as a hydraulic excavator or tank, changes the angular position of the vehicle body without moving it by rotating the left and right tracks at the same speed in opposite directions.
Теперь будет описана операция контроля качества, выполняемая устройством 300a для автоматической проверки металлических пластин с использованием системы 200a измерения позиции согласно первому варианту осуществления. Сначала будет описан сбор информации о позиции и углового положения металлической пластины в процессе до установки целевой позиции проверки и траектории проверки. На фиг. 10 показано схематичное представление, иллюстрирующее способ сбора информации о позиции и угловом положении металлической пластины. На фиг. 11 показана блок-схема, иллюстрирующая конфигурацию системы в этом случае.Now, the quality control operation performed by the metal plate
Как проиллюстрировано на этих чертежах, в данном документе контактный зонд 61 приспособления 60, который используется для обнаружения позиции и углового положения металлической пластины, установлен в угловой позиции металлической пластины 10, которая является целью измерения, для измерения позиции. Радионавигационный приемник 12а системы 200а измерения позиции прикреплен к приспособлению 60. В этом случае для того, чтобы измерить координаты позиции контакта с высокой точностью, геометрическая позиционная взаимосвязь между радионавигационным приемником 12а и контактным датчиком 61 определяется, как правило, с высокой точностью в пределах ±50 мкм. В системе 200а измерения позиции получают информацию о позиции (X, Y, Z) и угловом положении ( θx, θy, θz) радионавигационного приемник 12а. Если позиционная взаимосвязь между радионавигационным приемником 12a и контактным датчиком 61 определена, в позиции контактного зонда 61 выполняется операция преобразования информации о позиции радионавигационного приемника 12a в информацию о позиции.As illustrated in these drawings, herein, the
На фиг. 12 этапы 1-5 включены в блок-схему последовательности операций для обнаружения позиции и углового положения металлической пластины. На фиг. 13 показано схематичное представление, иллюстрирующее систему координат, которая устанавливается на основе точек измерения на концах пластины металлической пластины в ходе операции обнаружения позиции и углового положения металлической пластины. Сначала режим измерения позиции торцевого края металлической пластины выбирается на рабочем экране главного компьютера 13, который включен в систему 200а измерения позиции (этап 1). Затем позиция точки A измерения измеряется как конечный угол исходной пластины с помощью приспособления, которое используется для обнаружения позиции и углового положения металлической пластины (этап 2). Далее, позиция конечной точки B измерения листа измеряется как угол пластины, который является смежным к точке A измерения в направлении прокатки (этап 3). После этого измеряется позиция конечной точки C измерения пластины как угол пластины, диагонально противоположный точке A измерения (этап 4). Описанным выше способом определяются позиция торцевых краев по меньшей мере трех из четырех углов металлической пластины, и затем вычисляется прямоугольная форма, включающая в себя эти три точки в качестве ее углов, поэтому можно определить позицию и угловое положение металлической пластины. Главный компьютер 13 вычисляет позицию и угловое положение металлической пластины, исходя из того, что она имеет прямоугольную форму, которая включает в себя в качестве трех своих углов данные координат позиций измерения вышеупомянутых точек A (исходная точка), B и C измерения. Установлена система координат, в которой точка A измерения является началом координат и в которой направление вектора от точки A измерения к точке B измерения и направление, перпендикулярное этому направлению, представляют собой, соответственно, направление X и направление Y (этап 5). Следует отметить, что эта система координат в дальнейшем будет называться системой координат металлической пластины.In FIG. 12, steps 1-5 are included in the flowchart for detecting the position and angular position of the metal plate. In FIG. 13 is a schematic diagram illustrating the coordinate system that is set based on the measurement points at the ends of the metal plate plate during the operation of detecting the position and angular position of the metal plate. First, the metal plate end edge position measurement mode is selected on the operation screen of the
Следует отметить, что металлическая пластина не обязательно имеет прямоугольную форму. Таким образом, позиция и угловое положение металлической пластины могут быть обнаружены, предполагая, что металлическая пластина не имеет прямоугольной формы, путем формирования четырехугольной формы, соединяющей линией четыре угла металлической пластины.It should be noted that the metal plate does not necessarily have a rectangular shape. Thus, the position and angular position of the metal plate can be detected, assuming that the metal plate is not rectangular, by forming a quadrilateral shape connecting the four corners of the metal plate with a line.
Следует отметить, что во втором варианте осуществления вышеупомянутый контактный зонд 61 может быть включен в приспособление, которое используется для обнаружения позиции и углового положения металлической пластины и к которому прикрепляется радионавигационный передатчик 12b системы 200b измерения позиции. Контактный зонд 61 может быть установлен в позиции в углу металлической пластины 10, которая является целью измерения для того, чтобы измерять позицию.It should be noted that in the second embodiment, the
Теперь будет описан способ установки целевой позиции проверки и траектории проверки. На фиг. 12 этапы 6-10 включены в блок-схему последовательности операций способа установки целевой позиции проверки и траектории проверки. После того, как была установлена система координат металлической пластины, как описано выше, в программном обеспечении 17 установки главного компьютера 13, выбирается режим установки целевой позиции проверки металлической пластины (этап 6), и проверочный шаблон металлической пластины выбирается на основе промышленного стандарта и договора с заказчиком (этап 7). Затем в программном обеспечении указываются позиции дефектоскопии, шаг перемещения при проведении дефектоскопии и количество дефектов для дефектоскопии четырех периферийных участков металлической пластины (этап 8), и указываются позиции проведения дефектоскопии, направление сканирования зондом и шаг для дефектоскопии, которая выполняется для внутренней части стального листа (этап 9). Программное обеспечение устанавливает, на основе этих указанных условий и информации о позиции и углового положения металлической пластины, целевую позицию проверки и траекторию проверки в системе координат металлической пластины (этап 10).Now, a method for setting the inspection target position and the inspection path will be described. In FIG. 12, steps 6-10 are included in the flowchart of the method for setting the test target position and the test path. After the metal plate coordinate system has been set as described above, in the
В качестве примера проверочного шаблона, на фиг. 14A- 14C показаны классификация сканирование и позиции дефектоскопии, которые определены в подразделе "7.6. Позиции дефектоскопии (позиции и зоны сканирования)" стандарта JIS G 0801 "Ультразвуковой контроль стальных пластин для сосудов высокого давления". На фиг. 14A показана позиция дефектоскопии при проведении дефектоскопии в направлении прокатки и в направлении, перпендикулярном направлению прокатки. На фиг. 14В показана позиция дефектоскопии при проведении дефектоскопии в направлении прокатки. На фиг. 14C показана позиция дефектоскопии в случае, когда дефектоскопии выполняется в направлении, перпендикулярном направлению прокатки. В стандарте четыре периферийных участка металлической пластины и внутренняя часть стальной пластины обозначены как позиция дефектоскопии. Существует спецификация относительно шага сканирования при дефектоскопии для четырех периферийных участков, и существуют спецификации относительно шага сканирования при дефектоскопии и направления сканирования для внутренней части стальной пластины. Стандарты для такой проверки металлической пластины не ограничены стандартами JIS, и существуют различные стандарты, в том числе зарубежные стандарты. В конце концов, необходимо выполнять проверку на основе договора с заказчиком. Таким образом, при вышеупомянутом выборе проверочного шаблона заблаговременная подготовка программного обеспечения для установки проверочного шаблона по мере необходимости позволяет гибко реагировать на запрос заказчика.As an example of a check pattern, FIG. 14A to 14C show the scanning classification and inspection positions which are defined in subsection "7.6. Inspection positions (scanning positions and areas)" of JIS G 0801 "Ultrasonic Inspection of Steel Plates for Pressure Vessels". In FIG. 14A shows the flaw detection position when flaw detection is carried out in the rolling direction and in the direction perpendicular to the rolling direction. In FIG. 14B shows the flaw detection position when flaw detection is performed in the rolling direction. In FIG. 14C shows the flaw detection position in the case where the flaw detection is performed in the direction perpendicular to the rolling direction. In the standard, the four peripheral sections of the metal plate and the inside of the steel plate are designated as the flaw detection position. There is a specification for the flaw detection scan pitch for the four peripheral portions, and there are specifications for the flaw detection scan pitch and scanning direction for the inside of the steel plate. The standards for such metal plate inspection are not limited to JIS standards, and there are various standards, including foreign standards. In the end, it is necessary to perform verification on the basis of an agreement with the customer. Thus, with the aforementioned selection of the test pattern, preparing the software in advance to install the test pattern as needed allows for flexible response to the customer's request.
На фиг. 15A показана концептуальная схема A-осциллографа, которая является первичной информацией, полученной при дефектоскопии. На фиг. 15В показан график, иллюстрирующий зависимость между звуковым давлением, принимаемым зондом, и временем распространения ультразвуковых волн в А-осциллографе. На фиг. 15C показана концептуальная схема B-осциллографа, которая обеспечивает отображение в виде карты, относящееся к вертикальному поперечному сечению целевого объекта дефектоскопии в сочетании с А-осциллографом и информацией о позиции сканирования. На фиг. 15D показана концептуальная схема, иллюстрирующая информацию, которая получается на плоскости XZ целевого объекта дефектоскопии в B-осциллографе. На фиг. 15E показана концептуальная схема C-осциллографа, которая обеспечивает отображение в виде карты, относящееся к горизонтальному поперечному сечению целевого объекта дефектоскопии. На фиг. 15F показано схематичное представление, иллюстрирующее информацию, которая получается на плоскости XY целевого объекта дефектоскопии в C-осциллографе. В дефектоскопии A-осциллограф получается в виде первичной информации и может извлекать информацию о "величине дефекта" из высоты пика эхо-сигнала и информации о "позиции дефекта в направлении глубины" из времени распространения ультразвуковой волны. На фиг. 15A, 15C и 15E дефектные участки обозначены полутоновыми точками.In FIG. 15A is a conceptual diagram of an A-oscilloscope, which is the raw information obtained from flaw detection. In FIG. 15B is a graph illustrating the relationship between the sound pressure received by the probe and the propagation time of ultrasonic waves in an A-oscilloscope. In FIG. 15C is a conceptual diagram of a B oscilloscope that provides a map display relating to a vertical cross section of a flaw detection target in combination with an A oscilloscope and scan position information. In FIG. 15D is a conceptual diagram illustrating the information that is acquired on the XZ plane of a flaw detection target in a B-oscilloscope. In FIG. 15E is a conceptual diagram of a C-oscilloscope that provides a map display related to a horizontal cross section of a flaw detection target. In FIG. 15F is a schematic diagram illustrating information that is acquired on the XY plane of the flaw detection target in the C-oscilloscope. In flaw detection, the A-oscilloscope is obtained as raw information and can extract "defect size" information from echo peak height and "defect position in depth direction" information from ultrasonic wave propagation time. In FIG. 15A, 15C and 15E defective areas are indicated by halftone dots.
В случае, когда используется технология фазированной решетки, направление оси X на фиг. 15A, 15C и 15E является направлением размещения преобразователей, то есть направлением электронного сканирования, и направление оси Y является направлением механического сканирования. Как упомянуто выше, за счет управления фокусным расстоянием в направлении толщины пластины, отношение сигнал/шум может быть уменьшено по сравнению со случаем использования технологии отражения импульсов. В дополнение к этому, результаты проверки включают в себя информацию в направлении толщины пластины в дополнение к позициям в направлении оси X и направлении оси Y, и, таким образом, могут быть получены вышеупомянутые диапазоны от A до C.In the case where phased array technology is used, the X-axis direction in FIG. 15A, 15C and 15E is the transducer placement direction, that is, the electronic scanning direction, and the Y-axis direction is the mechanical scanning direction. As mentioned above, by controlling the focal length in the wafer thickness direction, the signal-to-noise ratio can be reduced compared to the case of using the pulse reflection technology. In addition, the test results include information in the plate thickness direction in addition to the positions in the X-axis direction and the Y-axis direction, and thus the above ranges A to C can be obtained.
Хотя способ определения "величины дефекта" на основе высоты пика эхо-сигнала определен в разделе "9. Классификация и оценка дефектов" стандарта JIS G 0801 "Ультразвуковой контроль стальных листов для сосудов высокого давления", в настоящее время отсутствует правило для отображения "позиции дефекта в направлении глубины". Однако для обеспечения качества и гибкого реагирования на запрос клиента необходимо учитывать трехмерное распределение дефектов в стальном листе, который является промышленным изделием, включая "позиции дефектов в направлении глубины".Although the method for determining the "defect amount" based on the height of the echo peak is defined in "9. Classification and Evaluation of Defects" of JIS G 0801 "Ultrasonic Inspection of Steel Sheets for Pressure Vessels", there is currently no rule for displaying "defect position in the direction of depth. However, in order to ensure quality and respond flexibly to customer request, it is necessary to take into account the three-dimensional distribution of defects in the steel sheet, which is an industrial product, including "defect positions in the depth direction".
При сканировании зондом в целевой позиции проверки и вдоль траектории проверки качества проверка выполняется во время определения текущей позиции зонда, и получается дефектоскопическая информация, связанная с информацией о позиции проверки на плоскости металлической пластины. Таким образом, можно точно определить позицию дефектов. Например, при наличии изъянов (дефектов), таких как те, которые обозначены полутоновыми точками на фиг. 16, внутри металлической пластины, как показано на фиг. 17, позиция изъянов (дефектов) внутри металлической пластины отображаются на плоскости металлической пластины и отображаются на основе дефектоскопической информации, связанной с информацией о позиции проверки. В результате, можно визуализировать двумерные позиции изъянов (дефектов), и можно легко определить дефекты. В дополнение к этому, как показано на фиг. 18, позиции изъянов (дефектов) внутри металлической пластины в направлении толщины могут также быть определены и нанесены на карту в трехмерном виде на плоскости металлической пластины и отображены. Более конкретно, можно получить B-осциллограф, который обеспечивает отображение в виде карты, относящееся к вертикальному поперечному сечению целевого объекта дефектоскопии в сочетании с A-осциллографом и информацией о позиции сканирования, и C-осциллограф, который обеспечивает отображение в виде карты, относящееся к горизонтальному поперечному сечению.When scanning with the probe at the inspection target position and along the quality inspection path, inspection is performed at the time of determining the current probe position, and flaw detection information related to inspection position information on the metal plate plane is obtained. In this way, the position of defects can be accurately determined. For example, if there are flaws (defects), such as those indicated by halftone dots in FIG. 16 inside the metal plate as shown in FIG. 17, the position of flaws (defects) inside the metal plate are displayed on the plane of the metal plate and displayed based on the flaw detection information associated with the inspection position information. As a result, two-dimensional positions of flaws (defects) can be visualized, and defects can be easily identified. In addition to this, as shown in FIG. 18, the positions of flaws (defects) inside the metal plate in the thickness direction can also be determined and mapped in three dimensions on the plane of the metal plate and displayed. More specifically, it is possible to obtain a B oscilloscope that provides a map display related to a vertical cross section of a flaw detection target in combination with an A oscilloscope and scan position information, and a C oscilloscope that provides a map display related to horizontal cross section.
Сбор информации о позиции и углового положения металлической пластины с использованием приспособления для обнаружения позиции и углового положения металлической пластины, которое включает в себя радионавигационный приемник и контактный датчик, основан на том предположении, что металлическая пластина имеет прямоугольную форму. Таким образом, например, если металлическая пластина изогнута, существует вероятность того, что позиция, в которой конец пластины металлической пластины обнаруживается указанным выше способом, будет отличаться от фактической позиции конца пластины, и если каретка перемещается на основе целевой позиции проверки и траектории проверки, заданной при условии, что металлическая пластина имеет прямоугольную форму, существует вероятность того, что каретка упадет с металлической пластины. Таким образом, как описано выше, при проведении дефектоскопии четырех периферийных участков металлической пластины предпочтительно, чтобы ход каретки корректировался датчиками обнаружения краев, установленными вокруг устройства, в дополнение к целевой позиции проверки и траектории проверки.The collection of position and angle information of a metal plate using a metal plate position and angle detection tool that includes a radio navigation receiver and a contact sensor is based on the assumption that the metal plate is rectangular in shape. Thus, for example, if the metal plate is bent, there is a possibility that the position at which the plate end of the metal plate is detected by the above method will be different from the actual position of the plate end, and if the carriage is moved based on the test target position and the test path specified provided that the metal plate is rectangular, there is a possibility that the carriage will fall off the metal plate. Thus, as described above, when testing the four peripheral portions of the metal plate, it is preferable that the carriage stroke is corrected by the edge detection sensors installed around the device in addition to the test target position and the test path.
На фиг. 19 показано схематичное представление, иллюстрирующее перемещение автоматического контрольно-измерительного устройства (каретки) при проведении дефектоскопии четырех периферийных участков металлической пластины. (1) Когда конец пластины на нижней стороне (фиг. 19) проверен, устройство перемещается, при этом направление его движения регулируется таким образом, чтобы два датчика 22 обнаружения краев, которые расположены сбоку от каретки 14 таким образом, чтобы они находились на одной линии с соответствующей дефектоскопической головкой 35, постоянно обнаруживали конец пластины. (2) Когда устройство приближается к позиции конца пластины в направлении движения на основе целевой позиции проверки и траектории проверки, устройство начинает замедляться, и (3) в конечном итоге, устройство временно останавливается, когда два датчики 22 обнаружения краев, которые расположены перед устройством, обнаруживают край металлической пластины 10. (4) Затем дефектоскопическая головка 35 перемещается исполнительным механизмом (не показан), который заставляет дефектоскопическую головку 35 сканировать в горизонтальном направлении до тех пор, пока дефектоскопическая головка 35 не достигнет позиции конца пластины. (5) Устройство приводит в движение поворотный мотор (не показан), когда оно не перемещается, и поворачивает колеса 26 в направлении, перпендикулярном указанному выше направлению движения. (6) Устройство перемещается вперед и проверяет край пластины с левой стороны (фиг. 19). Этот процесс повторяется до тех пор, пока не будет завершено обнаружение заданных дефектов на четырех периферийных участках.In FIG. 19 is a schematic diagram illustrating the movement of an automatic inspection device (carriage) during flaw detection of four peripheral portions of a metal plate. (1) When the end of the plate on the bottom side (FIG. 19) is checked, the device is moved, while the direction of its movement is adjusted so that the two
На фиг. 20A и 20B показаны схемы, иллюстрирующие перемещение автоматического контрольно-измерительного устройства (каретки) при проведении дефектоскопии внутренней части металлической пластины. Проверка внутренней части металлической пластины 10 не зависит от края пластины и выполняется на основе целевой позиции проверки и траектории проверки, которые были упомянуты выше. Целевая позиция каретки и целевая величина сканирования исполнительного механизма (не показан) для сканирования дефектоскопической головкой 35 устанавливаются в соответствии с целевой позицией и траекторией проверки, и выполняются управление, относящееся к приведению в движение и управлению колес 26, и сканирование с использованием исполнительного механизма 24 сканирования.In FIG. 20A and 20B are diagrams illustrating the movement of an automatic inspection device (carriage) when inspecting the inside of a metal plate. Inspection of the inside of the
На фиг. 21A-21E показаны схемы, иллюстрирующие позицию проверки и траекторию проверки в случае, когда выполняются дефектоскопия четырех периферийных участков металлической пластины и проверка внутренней части металлической пластины. В случае, показанном фиг. 21A-21E, сначала, как показано на фиг. 21A, дважды выполняется дефектоскопия четырех периферийных участков металлической пластины, то есть на концах пластины и на участке 75 мм внутрь от концов пластины, и затем, как показано на фиг. 21B-21E, выполняется проверка в направлении прокатки таким образом, чтобы соседние линии сканирования проходили с шагом 50 мм.In FIG. 21A to 21E are diagrams illustrating the inspection position and the inspection path in the case where flaw detection of four peripheral portions of the metal plate and inspection of the inside of the metal plate are performed. In the case shown in FIG. 21A-21E, first, as shown in FIG. 21A, four peripheral portions of the metal plate, i.e., at the ends of the plate and 75 mm inward from the ends of the plate, are tested twice, and then, as shown in FIG. 21B-21E, a check is performed in the rolling direction such that adjacent scan lines pass in 50 mm increments.
Как описано выше, согласно первому варианту осуществления радионавигационный приемник 12a установлен на каретке 14, включающей в себя контрольно-измерительный датчик (зонд), который выполняет проверку металлической пластины на наличие дефектов. Радионавигационный приемник 12a принимает вращающиеся веерообразные лучи, излучаемые радионавигационными передатчиками 11a системы 200a измерения позиции, как сигналы IGPS и определяет свою позицию. Согласно второму варианту осуществления радионавигационный передатчик 12b установлен на каретке 14, включающей в себя контрольно-измерительный датчик (зонд), который выполняет проверку металлической пластины на наличие дефектов. Радионавигационный передатчик 12b проецирует лазерный луч на 360 градусов с использованием технологии лазерной триангуляции и принимает свет, отраженный отражателями 11b, для определения своей позиции. В результате позицию и угол каретки 14 на металлической пластине можно определить с высокой точностью без использования маркировки металлической пластины или метки для обработки изображения. В дополнение к этому, рассчитывается отклонение собственной позиции, определенной таким образом, исходя из целевой позиции, и колеса получают команду, в соответствии с отклонением, вращаться в прямом направлении, вращаться в обратном направлении или останавливаться, чтобы заставить каретку 14 автоматически переместиться в заданную целевую позицию, и, таким образом, может быть также проверена внешняя периферия металлической пластины. Кроме того, может быть обеспечена прямолинейность по отношению к целевому маршруту перемещения.As described above, according to the first embodiment, the
В дополнение к этому, в обоих вариантах осуществления необходимо измерить заранее шаблон для сканирования зондом, который проходит в непосредственной близости от металлической пластины и выполняет операцию сканирования, и позиция проверки и траектория проверки, соответствующая заданному шаблону, устанавливается на основе информации о позиции и углового положения металлической пластины. Целевую позицию исполнительного механизма, который задает позицию зонда по отношению к каретке, и целевую позицию каретки можно установить таким образом, чтобы достичь траектории сканирования, и, таким образом, можно использовать различные шаблоны сканирования. В частности, позицию каретки можно регулировать таким образом, чтобы отклонение между целевой позицией и текущей позиции, основанной на сигналах радионавигационного приемника, было меньше допустимой величины, используемой в дефектоскопии. Таким образом, используя любой шаблон, может быть получена высокая точность сканирования.In addition, in both embodiments, it is necessary to measure beforehand the scanning pattern with the probe that passes in close proximity to the metal plate and performs the scanning operation, and the inspection position and the inspection path corresponding to the predetermined pattern is set based on the information of the position and the angular position. metal plate. The target position of the actuator, which specifies the position of the probe with respect to the carriage, and the target position of the carriage can be set to reach the scanning path, and thus various scanning patterns can be used. In particular, the position of the carriage can be adjusted so that the deviation between the target position and the current position, based on the signals of the radio navigation receiver, is less than the allowable value used in flaw detection. Thus, using any pattern, high scanning accuracy can be obtained.
Каретка 14, которая перемещается по поверхности металлической пластины, может включать в себя четыре колеса с возможностью вращения в прямом и обратном направлении, и для каждого из колес может быть предусмотрен блок 50 привода. Каретка 14 может включать в себя приводные моторы, каждый из которых приводит в движение одно из колес таким образом, чтобы колесо могло поворачиваться. В дополнение к этому, каретка 14 может включать в себя поворотные моторы, каждый из которых перпендикулярен поверхности металлической пластины, по которой перемещается каретка 14, и каждый из которых может поворачивать соответствующее колесо на 90 градусов или более вокруг оси, смещенной к центру каретки по отношению к колесу. В вышеуказанной конфигурации каретка 14 может совершать наклонное движение и движение из стороны в сторону в дополнение к общему возвратно-поступательному движению при сохранении углового положения передней стороны каретки. Каретка 14 может дополнительно выполнять разворот на месте. Кроме того, точная регулировка позиции каретки 14 может выполняться для различных возмущений, которые вызывают отклонение текущей позиции по отношению к целевой позиции, и прямолинейность целевого траектории перемещения может быть увеличена до очень высокой степени.The
Так как каретка 14, которая перемещается по поверхности металлической пластины, включает в себя датчики обнаружения краев, которые обнаруживают края металлической пластины, которая является целью проверки, можно предотвратить соскальзывание каретки 14 с металлической пластины и ее падение, и можно выполнять проверку по краям металлической пластины при проверке краев металлической пластины.Since the
Существуют преимущества, которые состоят в том, что дефектоскопия может выполняться автоматически для царапин, образованных на поверхности металлической пластины, или внутренних дефектов металлической пластины в соответствии со стандартами контроля для изделий из металлических листов, и что контролеру не нужно производить действия с дефектоскопическими головками для поиска царапин, образовавшихся на поверхности металлической пластины. Таким образом, контролер может избежать несчастного случая при падении на металлическую пластину, на которую была распылена вода.There are advantages that flaw detection can be performed automatically for scratches formed on the surface of a metal plate or internal defects of a metal plate in accordance with the inspection standards for metal sheet products, and that the inspector does not need to operate flaw detection heads to find scratches formed on the surface of a metal plate. In this way, the controller can avoid an accident when falling on a metal plate that has been sprayed with water.
Следует отметить, что настоящее изобретение не ограничивается описанными выше вариантами осуществления, и могут быть сделаны различные модификации. Например, в описанных выше вариантах осуществления, хотя был описан случай, в котором каретка 14 включает в себя четыре колеса, количество колес не ограничивается четырьмя и может составлять два или более. Один или несколько радионавигационных приемников 12a могут быть включены в систему 200a измерения позиции, в которой применяется устройство 300a для автоматической проверки металлических пластин согласно первому варианту осуществления. Один или несколько отражателей 11b могут быть включены в систему 200b измерения позиции, в которой применяется устройство 300b для автоматической проверки металлических пластин согласно второму варианту осуществления.It should be noted that the present invention is not limited to the embodiments described above, and various modifications can be made. For example, in the above-described embodiments, although a case has been described in which the
Теперь будет описан способ изготовления металлической пластины с использованием устройства для автоматической проверки металлических пластин согласно настоящему изобретению. Способ изготовления металлической пластины согласно настоящему изобретению включает в себя этап изготовления металлических пластин, этап проверки для проверки металлических пластин на наличие дефектов, которые присутствуют в металлических пластинах, с использованием устройства для автоматической проверки металлических пластин согласно настоящему изобретению и этап сортировки металлических пластин на основе результатов проверки, полученных на этапе проверки.Now, a method for manufacturing a metal plate using the metal plate automatic checking apparatus of the present invention will be described. The method for manufacturing a metal plate according to the present invention includes a step for manufacturing metal plates, a checking step for checking the metal plates for defects that are present in the metal plates using the automatic metal plate checking apparatus of the present invention, and a step for sorting the metal plates based on the results. verifications obtained during the verification phase.
Примеры металлической пластины включают в себя стальные пластины, алюминиевые пластины и медные пластины. На этапе изготовления металлических пластин можно использовать традиционный способ изготовления этих металлических пластин.Examples of the metal plate include steel plates, aluminum plates, and copper plates. In the step of manufacturing the metal plates, the conventional method for manufacturing these metal plates can be used.
Кроме того, в способе изготовления металлической пластины согласно настоящему изобретению выполняется проверка на наличие дефектов, которые присутствуют в металлических пластинах, с использованием устройства для автоматической проверки металлических пластин согласно настоящему изобретению, и металлические пластины подвергают сортировке на основе результатов проверки. Более конкретно, например, критерии оценки размеров дефектов и количество дефектов устанавливаются заранее в соответствии с типами и применением металлических пластин, и металлические пластины, которые удовлетворяют критериям оценки, выбираются на основе результатов проверки, полученных на этапе проверки.In addition, in the method for manufacturing a metal plate according to the present invention, a check is made for defects that are present in the metal plates using the automatic metal plate checking apparatus of the present invention, and the metal plates are sorted based on the results of the check. More specifically, for example, the criteria for judging the size of defects and the number of defects are set in advance according to the types and applications of the metal plates, and the metal plates that satisfy the judging criteria are selected based on the inspection results obtained in the inspection step.
Вышеописанные варианты осуществления настоящего изобретения являются примерами во всех отношениях, и настоящее изобретение не следует рассматривать как ограниченное вариантами осуществления. Другими словами, объем настоящего изобретения должен определяться не приведенным выше описанием, а формулой изобретения, и предполагается, что значения, равные формуле изобретения, и все модификации в пределах объема формулы изобретения включены в объем настоящего изобретения.The above-described embodiments of the present invention are exemplary in all respects, and the present invention should not be construed as being limited to the embodiments. In other words, the scope of the present invention is not to be determined by the above description but by the claims, and it is intended that the meanings of the claims and all modifications within the scope of the claims be included within the scope of the present invention.
Перечень ссылочных позицийList of reference positions
10 – металлическая пластина10 - metal plate
11а – радионавигационный передатчик11a - radio navigation transmitter
11b – отражатель11b - reflector
12а – радионавигационный приемник12a - radio navigation receiver
12b – радионавигационный передатчик12b - radio navigation transmitter
13 – главный компьютер13 - main computer
14 – каретка14 - carriage
15 – контрольно-измерительное устройство (контрольно-измерительный блок)15 - control and measuring device (control and measuring unit)
16 – программное обеспечение для вычисления позиции16 - position calculation software
17 – установка программного обеспечения17 - software installation
21 – бортовой компьютер21 - on-board computer
22 – датчик обнаружения края22 - edge detection sensor
23 – плата ввода-вывода23 - input-output board
24 – исполнительный механизм сканирования24 - scanning actuator
25 – блок управления приводом25 - drive control unit
26 – колесо26 - wheel
27 – мотор-колесо27 - motor-wheel
27а – мотор привода колес (первая система привода)27a - wheel drive motor (first drive system)
27b – поворотный мотор (вторая система привода)27b - rotary motor (second drive system)
31 – основное тело каретки31 - the main body of the carriage
31а – часть верхнего яруса31a - part of the upper tier
31b – часть среднего яруса31b - part of the middle tier
31c – часть нижнего яруса31c - part of the lower tier
32 – ультразвуковой зонд32 - ultrasonic probe
33 – блок беспроводной связи33 - wireless communication unit
34 – бак для воды34 - water tank
35 – дефектоскопическая головка35 - flaw detection head
36 – опорный механизм дефектоскопической головки.36 – supporting mechanism of the flaw detection head.
37 – контроллер датчика обнаружения края37 - edge detection sensor controller
38 – аккумуляторная батарея38 - battery
39 – вертикальный вал39 - vertical shaft
40 – вертикальный рельс40 - vertical rail
41 – участок крепления41 - attachment area
42 – горизонтальный рельс42 - horizontal rail
43 – горизонтального вал сканирования43 - horizontal scanning shaft
50 – блок привода50 - drive unit
51 – ведущая шестерня51 - pinion
52 – поворотная платформа управления направлением движения52 - rotary platform for controlling the direction of movement
53 – зубчатая рейка53 - gear rack
54 – выходной поворотный вал54 - output rotary shaft
55 –первая шестерня пересекающего вала55 - the first gear of the crossing shaft
56 – вторая шестерня пересекающего вала56 - the second gear of the crossing shaft
57 – элемент вала57 - shaft element
58 – подвесная конструкция58 - suspended structure
60 – приспособление для обнаружения углового положения60 - device for detecting the angular position
61 – контактный зонд61 - contact probe
71 – блок выработки результатов проверки71 - block for generating test results
72 – плата вывода импульсных сигналов72 - pulse signal output board
100а, 100b – система в целом100a, 100b - the system as a whole
200а, 200b – система измерения позиции200a, 200b - position measurement system
300а, 300b – устройство для автоматической проверки металлических пластин300a, 300b - automatic checking device for metal plates
Claims (55)
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019-030898 | 2019-02-22 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2772682C1 true RU2772682C1 (en) | 2022-05-24 |
Family
ID=
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN201724930U (en) * | 2010-05-19 | 2011-01-26 | 上海华镁通电讯设备有限公司 | Multimodal ultrasonic flaw detector system |
JP2014089173A (en) * | 2012-10-05 | 2014-05-15 | Jfe Steel Corp | Self-propelled inspection apparatus for metal plate and inspection method |
JP2015194491A (en) * | 2014-03-24 | 2015-11-05 | Jfeスチール株式会社 | Self-traveling inspection device for metal plate, self-traveling inspection method for metal plate and inspection system |
RU2629687C1 (en) * | 2016-06-10 | 2017-08-31 | Публичное акционерное общество "Газпром" | Automatic ultrasonic tester |
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN201724930U (en) * | 2010-05-19 | 2011-01-26 | 上海华镁通电讯设备有限公司 | Multimodal ultrasonic flaw detector system |
JP2014089173A (en) * | 2012-10-05 | 2014-05-15 | Jfe Steel Corp | Self-propelled inspection apparatus for metal plate and inspection method |
JP2015194491A (en) * | 2014-03-24 | 2015-11-05 | Jfeスチール株式会社 | Self-traveling inspection device for metal plate, self-traveling inspection method for metal plate and inspection system |
RU2629687C1 (en) * | 2016-06-10 | 2017-08-31 | Публичное акционерное общество "Газпром" | Automatic ultrasonic tester |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US20220155767A1 (en) | Autonomous metal-plate inspection apparatus, inspection method, and method for manufacturing metal plate | |
JP4874499B2 (en) | System and method for positioning and positioning an ultrasonic signal generator for test purposes | |
US8576409B2 (en) | Method for measuring the internal space of an aircraft | |
KR100849106B1 (en) | Method for inspecting airframe and device of the same | |
US8616062B2 (en) | Ultrasonic inspection system and ultrasonic inspection method | |
JP5954241B2 (en) | Self-propelled inspection device and inspection method for metal plate | |
US20160304104A1 (en) | System for inspecting rail with phased array ultrasonics | |
CN111268530B (en) | Method and apparatus for measuring, positioning and installing elevator shaft | |
JPH08101032A (en) | Method and equipment for three-dimensional measurement of surface of large-sized material body | |
JP6051751B2 (en) | Method and apparatus for detecting position and orientation of metal plate, and method for inspecting metal plate | |
EP3567340A1 (en) | Visual inspection arrangement | |
CN111537615A (en) | Phased array ultrasonic weld tracking system and method and control device thereof | |
RU2772682C1 (en) | Device for automatic checking of metal plates, method for checking and method for manufacturing metal plates | |
WO2007001327A2 (en) | Apparatus and methods for scanning conoscopic holography measurements | |
WO2010032630A1 (en) | Method and device for identifying a position inside of a space | |
Huang et al. | Research on spatial positioning of online inspection robots for vertical storage tanks | |
JP2752734B2 (en) | Shape measuring device | |
JP2011080904A (en) | Device and method of measuring position of piping opening | |
JP6973425B2 (en) | Self-propelled inspection device and inspection method for metal plates | |
KR101175352B1 (en) | Autoc teaching method for ultrasonic image realization | |
JP2000018914A (en) | Optical system round hole measuring method | |
JP2022188645A (en) | Ultrasonic inspection device | |
JP2754791B2 (en) | Strain measuring instrument | |
CN112051334A (en) | TOFD flaw detection device-based weld joint tracking system and weld joint tracking method thereof | |
JPS60186703A (en) | Three-dimensional measuring instrument |