СТЕНД ЛАЗЕРНОГО СКАНИРОВАНИЯ И ДЕФЕКТОСКОПИИ

Полезная модель относится к области неразрушающего контроля объектов и предназначена для автоматизации дефектоскопии и контроля геометрических параметров изделий сложной формы в различных отраслях промышленности для дефектоскопии, изделий, изготовленных из металлов, сплавов, неметаллических или композиционных материалов, а также сварных и иных соединений.
Известен аппаратно-программный комплекс (АПК) неразрушающего контроля объектов по патенту на полезную модель РФ №140286 (опубликован 07.04.2014), содержащий шарнирный робот-манипулятор, снабженный лазерным сканером и дефектоскопом, который содержит системы вихретокового, импедансного и ультразвукового контроля объектов, преобразователи которых установлены на шарнирном роботе-манипуляторе с возможностью их перемещения по заданной траектории и позиционирования в трехмерном пространстве. АПК снабжен системой электромагнитно-акустического контроля, устройством перемещения и/или устройством вращения объекта контроля и, по крайней мере, одним дополнительным шарнирным роботом-манипулятором.
Недостатками технического решения являются ограничение функциональных возможностей устройства из-за недостаточного количества, реализованных в нем методов контроля, а также отсутствия защиты от столкновений с другими манипуляторами или предметами.
Технический результат, на получение которого направлена полезная модель, заключается в расширении функциональных возможностей устройства, в том числе, обеспечивая возможность обнаружения дефектов в композиционных материалах, ферромагнитных и неферромагнитных сплавах, за счет увеличения количества реализованных в нем методов контроля.
Технический результат достигается в устройстве, содержащем платформу, на которой установлен манипулятор, выполненный с возможностью контролируемого перемещения по заданной траектории и позиционирования в заданной системе координат, закрепленных на нем лазерного сканера и дефектоскопа, содержащего преобразователи с электронным оборудованием, поддерживающие следующие методы контроля объектов: вихретоковый, ультразвуковой, импедансный акустический, резонансный акустический, акустический свободных колебаний, акустико-эмиссионный и виброакустический. При этом устройство выполнено с возможностью защиты преобразователей дефектоскопа от столкновений с манипуляторами или объектами контроля. Кроме того, на платформе установлены блок управления и блок крепления объекта контроля.
Дополнительные акустические методы контроля (резонансный акустический, акустический свободных колебаний, акустико-эмиссионный и виброакустический), применяются в композиционных материалах, ферромагнитных и неферромагнитных сплавах и других современных материалах существенно расширяя область применения.
В одном из вариантов исполнения преобразователи, поддерживающие вихретоковый, ультразвуковой, акустический (резонансный, импедансный, свободных колебаний, акустико-эмиссионный) и виброакустический методы контроля объектов, выполнены сменными.
В одном из вариантов исполнения стенд выполнен с возможностью автоматической смены преобразователей с помощью блока смены преобразователей, выполненного с возможностью обеспечения стыковки и расстыковки преобразователей по сигналам от блока управления.
Предпочтительно закрепление на манипуляторе видеорегистратора, анализ изображений с которого в блоке управления позволяет осуществить общий или выборочный видеомониторинг компонентов стенда, а также защиту преобразователей от столкновения с манипуляторами или объектами исследования.
В одном из вариантов исполнения блок управления выполнен с экраном, выполненным с возможностью управления устройством и визуализацией полученных данных.
В одном из вариантов исполнения блок управления выполнен с блоком энергонезависимой памяти, и возможностью сохранения в ней результатов обработки объекта контроля в виде параметров дефекта.
В одном из вариантов исполнения стенд дополнительно содержит, по крайней мере, еще один манипулятор, выполненный с возможностью контролируемого перемещения по поверхности платформы, а также с возможностью перемещения по заданной траектории и позиционирования в заданной системе координат закрепленных на нем лазерного сканера и дефектоскопа, содержащего преобразователи, поддерживающие вихретоковый, ультразвуковой, импедансный акустический, резонансный акустический, акустический свободных колебаний, акустико-эмиссионный и виброакустический методы контроля объектов.
Сущность полезной модели поясняется на рисунках.
На фиг. 1 - изображен стенд с устройством перемещения объекта контроля в поточно-серийном процессе, с роботом-манипулятором на линейном двигателе с возможностью горизонтально-вертикального перемещения,
где 1 - платформа, 2 - манипулятор, 3 - лазерный сканер, 4 - видеорегистратор, 5 - устройство защиты преобразователей дефектоскопа от столкновения, 6 - блок смены преобразователей дефектоскопа, 7 - преобразователи дефектоскопа, 8 - блок управления, 9 - блок крепления, 10 - объект контроля, 11 - экран.
На фиг. 2 - изображен стенд с объектом контроля в виде тела вращения с несколькими манипуляторами.
Полезная модель может быть реализована в устройстве, содержащем платформу 1, на которой установлен манипулятор 2 с закрепленными на нем лазерным сканером 3, видеорегистратором 4, устройством защиты преобразователей 5 дефектоскопа 7 от столкновения с манипуляторами и объектами контроля, а также блоком смены преобразователей дефектоскопа 6 с преобразователями дефектоскопа 7. На платформе 1 также установлены блок управления 8 и блок крепления 9 объекта контроля 10. Программное обеспечение блока управления 8 обеспечивает работу систем контроля дефектоскопа 7, а также управление манипулятором 2 в соответствии с видом объекта контроля 10 и его свойствами. Программное обеспечение блока управления 8 обеспечивает определение геометрических параметров объекта контроля 10 с помощью лазерного сканера 3 и поиск дефектов, с помощью имеющихся преобразователей дефектоскопа 7, а также обеспечивает постоянную скорость и силу прижима преобразователей дефектоскопа 7 по отношению к поверхности объектов контроля 10, и, кроме того, осуществляет защиту преобразователей дефектоскопа 7 от столкновений с манипуляторами и объектами контроля за счет корректировки положения манипулятора 2 по результатам анализа изображений с видеорегистратора 4, и управления блоком крепления 9 объекта контроля 10. Указанное программное обеспечение загружено в блок управления 8. Блок управления 8 снабжен экраном 11, выполненным с возможностью отображения на нем результатов обработки объекта контроля 10 в виде параметров дефекта.
Работа полезной модели осуществляется следующим образом.
С помощью манипулятора 2 осуществляют позиционирование и перемещение лазерного сканера 3 и преобразователей дефектоскопа 7 с заданной скоростью в соответствии с программой, содержащейся в блоке управления 8. При этом поверхность объекта контроля 10 сканируют лазерным сканером 3 с целью определения геометрических параметров объекта контроля 10, и обследуют преобразователями дефектоскопа 7 на предмет поиска дефектов при поддержании постоянной скорости и силы прижима преобразователей дефектоскопа 7 относительно поверхности объекта контроля 10.
Дефектоскопию объекта 10 проводят по выбранной оператором-пользователем программе последовательного проведения неразрушающего контроля с использованием выбранного метода контроля.
Для каждого используемого при контроле метода контроля проводят соответствующую смену преобразователя дефектоскопа 7 с помощью устройства смены преобразователей дефектоскопа 6 с устройством защиты преобразователей дефектоскопа 7 от столкновения 5. Программа для управления манипулятором блока управления 8 обеспечивает выбор оптимального преобразователя дефектоскопа 7 и его автоматическую смену при изменении метода дефектоскопии.
Результаты обработки объекта контроля 10 в виде определенных параметров дефекта отображаются на экране 11 и заносятся в энергонезависимую память блока управления 8.
Таким образом, достигается технический результат, в виде расширении функциональных возможностей устройства, за счет увеличения количества реализованных в нем методов контроля.