[發明專利]利用雙多軸機器人裝置檢查零件的系統和方法

在審

• 申請號: 201210521041.6
• 申請日: 2012-12-07
• 公開（公告）號: CN103163219A
• 公開（公告）日: 2013-06-19
• 發明（設計）人: T.W.小盧特;B.W.肖夫納
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: G01N29/04
• 分類號: G01N29/04;G01N29/26
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 葉曉勇;朱海煜

技術領域

本文所公開的主題涉及零件的無損測試和檢查，并且更特別地，涉及使用多軸機器人裝置通過將信號穿過該零件傳遞來執行檢查的系統。

背景技術

無損檢查（“NDI檢查”）涉及不損害結構或不要求重要分解地檢驗零件。這種類型的檢查對于要求結構的外部和/或內部的徹底的檢查的許多應用是有利的。例如，飛行器產業使用NDI檢查來檢查飛行器零件的內部和外部損壞、異常以及瑕疵（flaw）。

技術人員可通過在結構上手動移動適當的傳感器來執行NDI檢查。NDI檢查的示例可使用包含脈沖-回波（PE）、透射（through-transmission，TT）以及剪切波傳感器的各種傳感器以獲得例如零件中的厚度計量、層狀異常和孔隙度的檢測、和/或裂縫檢測的數據。手動檢查要求技術人員在結構上移動傳感器。在一些檢查中，如果在結構中有任何異常，技術人員還必須觀察顯示器以確定異常的位置。因此，檢查的質量很大程度上取決于技術人員的表現和技巧。

盡管自動化（例如，機器人）的使用可補救許多手動檢查的缺陷，但由于不能實時確定傳感器（相對于零件）的精確位置，所以多軸機器人在NDI檢查中相對于零件操縱傳感器的用處不大。而是，操作多軸機器人的程序簡單地指示機器人去何處，但不報告傳感器的相對位置。當傳感器采集數據時，此限制使相對于零件獲得傳感器的位置（例如，在三維空間）的能力具有挑戰。此外，多軸機器人的限制更可能限制這些機器人與透射（TT）傳感器的組合的應用，其中來自傳感器的超聲信號穿過零件從一個機器人傳遞到另一機器人。

以上論述僅提供一般背景信息并且不旨在用作確定要求保護的主題的范圍時的輔助。

發明內容

本公開描述示范性檢查系統，其中在一個示例中，檢查系統可使用多軸機器人以使用透射（TT）傳感器進行檢查。檢查系統的一些所公開的實施例的實踐提供大的檢查包封以容納大的零件（例如，飛行器零件）而不用典型地使用框架式線性自由度平移傳感器的檢查系統的成本、復雜性以及限制。

在一個實施例中，本公開描述一種用于執行零件的掃描的檢查系統。檢查系統包含具有第一末端執行器（end?effector）的第一多軸機器人裝置和具有第二末端執行器的第二多軸機器人裝置。檢查系統還包含滑動組件（slide?assembly），該滑動組件包含第一線性滑動（linear?slide）和第二線性滑動，用于分別在其上支撐第一多軸機器人裝置和第二多軸機器人裝置。在一個示例中，將第一線性滑動和第二線性滑動放置在零件的任一側以允許第一多軸機器人裝置的獨立于第二多軸機器人裝置的線性移動。在另一示例中，在掃描期間，將第一末端執行器和第二末端執行器安置在零件的相反側，以在第一機器人裝置和第二機器人裝置之間交換信號。

在另一實施例中，本公開描述一種用于實現零件的掃描的檢查系統。檢查系統包含具有可生成超聲信號的第一末端執行器的第一多軸機器人裝置，以及具有可接收超聲信號的第二末端執行器的第二多軸機器人裝置。檢查系統還包含控制器，該控制器耦合到第一多軸機器人裝置和第二多軸機器人裝置的每個，控制器包含配置為執行一個或多個可執行指令的處理器。可執行指令包含用于在零件的相反側安置第一末端執行器和第二末端執行器以穿過零件將超聲信號從第一多軸機器人裝置傳遞到第二多軸機器人裝置的可執行指令。可執行指令還包含用于沿著掃描路徑平移第一末端執行器和第二末端執行器以收集關于零件的超聲數據的可執行指令，掃描路徑包含對應于零件的計算機輔助設計（CAD）模型上的位置的檢查點，檢查點定義在何處收集超聲數據。

在又一實施例中，本公開描述一種用于執行零件的超聲掃描的方法，該零件具有分別放置在第一多軸機器人裝置和第二多軸機器人裝置上的第一末端執行器和第二末端執行器。方法包含沿著掃描路徑平移第一末端執行器和第二末端執行器以收集關于零件的超聲數據的步驟，其中第一末端執行器傳送超聲信號，并且第二末端執行器在超聲信號穿過零件傳遞后接收超聲信號。該方法還包含生成顯示的步驟，該顯示包含超聲數據和零件的模型，其中第一多軸機器人裝置可獨立于第二多軸機器人裝置地從零件的第一端平移到第二端。