[發(fā)明專利]用于可變角度加工部件的非破壞性檢查的裝置和方法

在審

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• 申請日: 2020-12-01
• 公開（公告）號: CN113030254A
• 公開（公告）日: 2021-06-25
• 發(fā)明（設計）人: B·A·菲澤;K·謝哈布
• 申請（專利權）人: 波音公司
• 主分類號: G01N29/04
• 分類號: G01N29/04;G01N29/22;G01N29/265
• 代理公司: 北京紀凱知識產(chǎn)權代理有限公司 11245
• 代理人: 徐東升

本申請題為“用于可變角度加工部件的非破壞性檢查的裝置和方法”。本文公開一種非破壞性檢查裝置，其利用偏置的探頭殼體來維持與零件的超聲耦合。該裝置包括附接到具有工具中心點(TCP)的機器人臂的附接主體。該裝置還包括：探頭組合件，其耦接至附接主體，使得TCP的移動導致探頭組合件的相應移動；以及探頭殼體，其圍繞探頭組合件設置并且可移動地耦接至附接主體。該裝置還包括設置在附接主體與探頭殼體之間的偏置構件，該偏置構件將探頭殼體推離附接主體。還公開一種方法，該方法包括：將探頭殼體和探頭組合件定位在零件附近；超聲掃描零件的缺陷；以及相對于附接主體偏置探頭殼體以維持零件的接合。

技術領域

本公開總體上涉及非破壞性檢查，并且更具體地涉及那些運載工具和機械裝置的部件的非破壞性檢查。

背景技術

在制造過程中可以使用各種加工部件，例如運載工具零件。這種加工部件可以是由復合材料形成的復合結(jié)構。這些復合結(jié)構的形成可能會無意中包含缺陷。因此，加工部件被掃描以評估部件的質(zhì)量，從而識別缺陷。可用于識別缺陷的一種掃描技術使用超聲能量生成部件內(nèi)部的表示(representation)或圖像。生成的表示被用于識別缺陷，例如裂縫和空隙。通常，機器人臂沿部件的表面移動掃描探頭。如果部件的表面具有可變的曲率，則機器人手臂會移動以適應變化的曲率，同時馬達和傳感器會調(diào)整傳感器陣列。但是，適應變化的曲率通常是很困難或很費時間的。此外，機器人通常很難保持掃描探頭與部件表面的水耦合(water couple)。

發(fā)明內(nèi)容

本申請的主題提供了示例非破壞性檢查設備，其克服了現(xiàn)有技術的上述缺點。響應于當前技術水平，特別是響應于當前的非破壞性檢查設備的缺點，已經(jīng)開發(fā)了本申請的主題。

本文公開了一種非破壞性檢查(NDI)裝置，該NDI裝置包括配置為附接到機器人臂的附接主體，其中該機器人臂限定工具中心點(TCP)。該裝置還包括固定耦接到附接主體的超聲探頭組合件，使得機器人臂進行的TCP的移動導致超聲探頭組合件的相應移動。該裝置還包括圍繞超聲探頭組合件設置并可移動地耦接至附接主體的探頭殼體，以及設置在附接主體與探頭殼體之間的偏置構件，其中該偏置構件將探頭殼體推離附接主體。該段落的前述主題表征了本公開的示例1。

在某些示例中，該NDI裝置包括與探頭殼體中的開口可滑動地耦接的第一殼體桿，其中該偏置構件被設置在探頭殼體的開口與附接主體之間。在某些示例中，該第一殼體桿包括第一端和第二端，該第一端耦接到附接主體，該第二端的直徑大于探頭殼體的開口的直徑。該段落的前述主題表征了本公開的示例2，其中示例2還包括根據(jù)以上示例1所述的主題。

在某些示例中，該偏置構件是圍繞第一殼體桿定位的壓縮彈簧。該段落的前述主題表征了本公開的示例3，其中示例3還包括根據(jù)以上示例2所述的主題。

在某些示例中，該NDI裝置包括與探頭殼體中的第二開口可滑動地耦接的第二殼體桿，其中第二偏置構件設置在探頭殼體的第二開口與附接主體之間。在某些示例中，該第二殼體桿包括第一端和第二端，該第一端耦接到附接主體，該第二端的直徑大于探頭殼體的第二開口的直徑。該段落的前述主題表征了本公開的示例4，其中示例4還包括根據(jù)以上示例3所述的主題。

在某些示例中，該第二偏置構件是圍繞第二殼體桿定位的壓縮彈簧。該段落的前述主題表征了本公開的示例5，其中示例5還包括根據(jù)以上示例4所述的主題。

在某些示例中，該附接主體包括附接板以及設置在附接板與機器人臂之間的過載保護設備。該段落的前述主題表征了本公開的示例6，其中示例6還包括根據(jù)以上示例1-5中任一項所述的主題。

在某些示例中，該探頭殼體包括零件接合表面和端表面，該零件接合表面被配置為接合零件的表面并背向附接主體，該端表面面向附接主體。該探頭殼體還包括傳感器腔，該傳感器腔形成在主體中并被配置為接收超聲探頭組合件并允許超聲探頭組合件在傳感器腔內(nèi)平移移動。在某些示例中，該傳感器腔完全穿過主體從端表面延伸到零件接合表面。該段落的前述主題表征了本公開的示例7，其中示例7還包括根據(jù)以上示例1-6中任一項所述的主題。