Page 118 - 无损检测2021年第七期

禹 岳, 等:

挤压棒材的机器人超声无损检测系统

声检测硬件模块与超声检测软件模块。超声检测系 超声检测软件模块有 3 大功能: 系统总控制、 超
统各模块之间关系如图 3 所示。 声信号采集控制和检测信号处理。系统总控制负责
对其余 3 项模块的运行停止进行控制; 超声信号采
集控制主要负责超声信号的采集参数设定, 包括采
样长度、 采样延时和增益等; 检测信号处理主要采用
时域识别的方法, 结合部分频域信息来实现较大缺
陷的自动识别 [ 6 ] 。
2.2 系统工作流程设计
整个超声检测系统的工作流程如图 4 所示。
总控制开 始 后, 由 超 声 检 测 软 件 模 块 向 机 器
图 3 超声检测系统各模块之间的关系 人控制和 传 送 带 控 制 模 块 发 送 开 始 信 号, 两 功 能
机器人控制模块与传送带控制模块主要负责对 模块开始工作。检测人员在传送带的上料区完成
机器人与传送带进行控制, 实现被测件全流程的运 被测件的上料。传送带将被测件送达机器人取件
动。机器人模块采用 ABB 公司的机器人, 由专用控 工位, 并将 到 位 信 息 发 送 给 机 器 人。 机 器 人 控 制
制柜进行驱动与控制 [ 4-5 ] 。传送带由伺服电机驱动, 模块接收信号后, 开始夹取被测件, 将其运送到超
通过伺服电机驱动器、 阻挡器和接近开关实现对传 声检测水 槽 中 进 行 超 声 检 测。 此 期 间, 超 声 水 槽
送带的精确控制, 实现输送模块与机器人控制模块 中的传感器会检测被测件是否到达检测区域并发

的有效联动。 送信号给 超 声 检 测 软 件, 控 制 超 声 信 号 采 集 的 开
超声检测硬件模块主要由超声探头、 超声发射 始与结束。当 机 器 人 完 成 检 测 动 作, 离 开 检 测 区
采集卡、 检测水槽和探头固定装置等组成。该模块 域后, 软件 会 通 过 自 动 识 别 检 测 信 号 中 是 否 存 在
负责完成超声信号的发射和采集工作, 并将采集后 缺陷波, 并给予机器人产品是否合格的结果, 在此
的信号传输给超声检测软件模块。针对金属挤压棒 之前机器 人 将 于 特 定 位 置 等 待。 收 到 信 号 后, 机
材产品种类多样化的特点, 在超声检测探头固定装 器人将被 测 件 进 行 分 拣, 并 依 据 软 件 信 号 进 入 下
置上加上伺服导轨, 实现位置的可调。 一次循环或停止检测。

图 4 超声检测系统工作流程图
检测系统对含有缺陷的铜合金挤压棒材进行超声检
3 试验方案
测, 利用时频分析方法进行缺陷的自动识别。最后
为了验证设计的机器人超声检测系统 的可行 将铜合金挤压棒材进行破坏, 并与时频分析结果进
性, 笔者搭建了相应的机器人超声检测系统, 并利用 行对比。

7
6

2021 年 第 43 卷 第 7 期

无损检测