[發明專利]基于激光超聲及振鏡協同的金屬增材同步檢測系統及方法

在審

• 申請號: 202110973449.6
• 申請日: 2021-08-24
• 公開（公告）號: CN113533525A
• 公開（公告）日: 2021-10-22
• 發明（設計）人: 白雪;許萬衛;馬健;陳建偉;劉帥;郭銳;宋江峰;王賀;吳宏勤;潘京倫
• 申請（專利權）人: 山東省科學院激光研究所
• 主分類號: G01N29/04
• 分類號: G01N29/04;G01N29/22;G01N29/265;G01N1/28;B33Y80/00
• 代理公司: 北京弘權知識產權代理有限公司 11363
• 代理人: 逯長明;許偉群

1.一種基于激光超聲及振鏡協同的金屬增材同步檢測系統，其特征在于，包括：

機械制造組件(1)，包括相互電連接的機械手(11)和機械手控制柜(12)；所述機械手(11)的操作端設置有加工頭(111)；所述加工頭(111)的下方設有用于盛放工件的工作臺(13)；

超聲激勵模塊(2)，包括超聲激勵探頭(24)；所述超聲激勵探頭(24)用于發出脈沖激勵激光束，在所述工作臺(13)上的工件表面及內部激發超聲表面波信號和超聲體波信號；所述超聲激勵探頭(24)包括設置在所述機械手(11)操作端的掃描振鏡(244)和場鏡(245)；

超聲檢測模塊(3)，包括設置在所述機械手(11)操作端的超聲檢測探頭(34)；所述超聲檢測探頭(34)用于獲取來自所述工作臺(13)上工件的超聲表面波信號和超聲體波信號；

顯示控制模塊(4)，包括與所述超聲激勵模塊(2)電連接的控制板卡(41)，與所述超聲檢測模塊(3)電連接的采集卡(42)，以及，分別與所述控制板卡(41)、采集卡(42)、機械手控制柜(12)電連接的工控機(43)；

所述控制板卡(41)被配置為根據所述工控機(43)的控制指令控制所述超聲激勵模塊(2)開啟或關閉，實現激勵光束在工件表面的二維掃查；還被配置為當所述超聲激勵模塊(2)開啟時向所述采集卡(42)發送同步觸發信號；

所述采集卡(42)被配置為根據所述同步觸發信號控制所述超聲檢測模塊(3)獲取超聲表面波信號和超聲體波信號，并將獲取到的超聲信號發送至所述工控機(43)；

所述工控機(43)被配置為向所述機械手控制柜(12)發送增材制造或超聲檢測的控制指令，并根據發送控制指令的類型，相應生成對所述采集卡(42)以及控制板卡(41)的控制指令；還被配置為根據所述采集卡(42)發送的超聲信號生成檢測結果。

2.根據權利要求1所述的金屬增材同步檢測系統，其特征在于，所述超聲激勵探頭(24)還包括準直鏡(241)、擴束鏡(242)、反射鏡(243)；

所述準直鏡(241)與所述擴束鏡(242)相連，所述擴束鏡(242)的光出口位于所述反射鏡(243)的正上方，所述掃描振鏡(244)的光入口接收所述反射鏡(243)的反射光線；所述控制板卡(41)與所述掃描振鏡(244)連接，用于控制所述掃描振鏡(244)的掃描運動。

3.根據權利要求2所述的金屬增材同步檢測系統，其特征在于，所述超聲激勵模塊(2)還包括水冷機(25)，所述水冷機(25)與所述工控機(43)電連接，所述水冷機(25)設有出水管(251)和進水管(252)；

所述準直鏡(241)、擴束鏡(242)、掃描振鏡(244)和場鏡(245)的一端與所述出水管(251)連通，所述準直鏡(241)、擴束鏡(242)、掃描振鏡(244)和場鏡(245)的另一端與所述進水管(252)連通。

4.根據權利要求2所述的金屬增材同步檢測系統，其特征在于，所述超聲激勵模塊(2)還包括相互電連接的第一保護機構(26)和第一控制器(27)；

所述第一保護機構(26)的一端與所述場鏡(245)遠離掃描振鏡(244)的一端固定連接；所述第一控制器(27)與所述工控機(43)電連接，用于根據所述工控機(43)的控制指令控制所述第一保護機構(26)的開閉。

5.根據權利要求1所述的金屬增材同步檢測系統，其特征在于，所述超聲檢測模塊(3)還包括相互電連接的第二保護機構(35)和第二控制器(36)；

所述第二保護機構(35)的一端與所述超聲檢測探頭(34)遠離干涉儀(31)的一端固定連接；所述第二控制器(36)與所述工控機(43)電連接，用于根據所述工控機(43)的控制指令控制所述第二保護機構(35)的開閉。