[發明專利]一種超聲檢查機器人掃查定位方法

在審

• 申請號: 202011188130.4
• 申請日: 2020-10-30
• 公開（公告）號: CN112432999A
• 公開（公告）日: 2021-03-02
• 發明（設計）人: 徐以凱;姚建輝;黃三傲;金繼亮;薛亞軍;楊建華
• 申請（專利權）人: 中廣核檢測技術有限公司;蘇州熱工研究院有限公司;中國廣核集團有限公司;中國廣核電力股份有限公司;中國第一重型機械股份公司
• 主分類號: G01N29/04
• 分類號: G01N29/04;G01N29/26;G01N29/265;G01B17/00
• 代理公司: 蘇州創元專利商標事務所有限公司 32103
• 代理人: 王濤

本發明公開了一種超聲檢查機器人掃查定位方法，包括以下步驟：（1）將檢測對象的外周面或內周面劃分為若干行和列的方格，（2）將超聲檢查機器人放置在第一分區[X0,Y0]位置；（3）柵格掃查方式；掃查軸Y，移動范圍為[Y0,Y1]；步進軸X，移動范圍為[X0,X1]，步進值△X；（4）切換分別輸出第二編碼器和第三編碼器的位移信息，（5）完成第一分區檢查后，將探頭組件運動至當前分區的起始位置[X0,Y0]；（6）切換至第一編碼器，將機器人移動至下一分區使探頭組件坐標為[X0,Y1]，同理算出X軸的位置變化進行疊加。本發明通過驅動模塊、掃查模塊與編碼器切換的配合使用，保證了超聲數據的連續性和完整性，保證了沿筒體軸向和周向的機械掃查精度。

技術領域

本發明屬于核電檢測設備領域，特別涉及一種超聲檢查機器人掃查定位方法。

背景技術

核電站中典型壓力容器如反應堆壓力容器、蒸汽發生器和穩壓器等均為反應堆冷卻劑壓力邊界的重要部位，其長期在高溫、高壓、強腐蝕、強輻射的惡劣環境下運行。該類壓力容器采用直筒節鍛件焊接而成，在加工制造過程中容易出現夾雜、折疊和裂紋等缺陷，若無法及時發現并消除缺陷，將直接影響到核電機組的安全運行。因此，在核電直筒節鍛件制造階段，就必須采取恰當的無損檢測方法對其監測，以保障壓力容器邊界的完整性和核電站的安全穩定運行。

目前，核電直筒節鍛件的體積檢查方法主要為手動超聲波檢測方法。該方法對人員技能和責任心要求較高、人因失誤難以控制，而且勞動強度大、檢驗效率較低。相較而言，自動化超聲檢測方法的可靠性高、數據可追溯，被越來越廣泛地應用到石油、化工和電力等行業的無損檢測中。若通過自動超聲檢查機器人進行合理的路徑規劃和探頭定位，可實現對核電直筒節鍛件的高效快速檢測。

發明內容

本發明的目的是提供一種超聲檢查機器人掃查定位方法，通過不同的編碼器信息的切換處理，將正確的探頭位置編碼器信息傳輸給超聲波探傷儀，以實現對檢測對象的分區連續掃查和超聲波探頭的高精度定位。

為解決上述技術問題，本發明采用如下技術方案：一種超聲檢查機器人掃查定位方法，超聲檢查機器人的檢測對象為筒狀，其內表面或外表面展開形成XY坐標系，平行于檢測對象的軸向方向為Y軸方向，沿檢測對象的內周面或外周面的方向為X軸方向，其特征在于，所述超聲檢查機器人包括：

底盤，其包括第一編碼器，所述底盤用于驅動所述檢查機器人整體在所述檢測對象表面運動，其具有以下三個狀態：轉換狀態、第一工作狀態以及第二工作狀態，所述底盤處于第一工作狀態時，底盤沿Y軸方向移動，所述底盤處于第二工作狀態時，底盤沿X軸方向移動；

探頭機構，其包括探頭架、探頭組件以及用于反饋探頭組件在X軸方向上的位移的第二編碼器以及在Y軸方向上的位移的第三編碼器；

掃查模塊，用于沿X軸方向和Y軸方向調節探頭組件在所述檢測對象表面的位置；

掃查模塊和探頭機構具有X軸方向掃查階段、Y軸方向掃查階段和位移階段，

Y軸方向掃查階段時，底盤固定，掃查模塊驅動探頭組件在Y軸方向動作，此時有且只有第三編碼器記錄位移從而反映探頭組件在Y軸方向的位移情況，

Y軸方向掃查階段時，底盤固定，掃查模塊驅動探頭組件在X軸方向動作，此時有且只有第二編碼器記錄位移從而反映探頭組件在X軸方向的位移情況，

處于位移階段時，探頭機構離開檢測對象，底盤根據需要在第一工作狀態和第二工作狀態之間切換并移動；此時有且只有第一編碼器記錄位移從而反映底盤在X軸和Y軸方向的位移情況，

所述定位方法包括以下步驟：