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原文传递一种增材制件的激光超声离线检测装置及方法

专利名称：	一种增材制件的激光超声离线检测装置及方法
摘要：	本发明涉及到一种增材制件的激光超声离线检测装置及方法，属于无损检测技术领域。装置包括检测路径规划单元：包括切片模块、信息获取模块、扫描路径计算模块；激光超声检测单元：包括机械手臂控制计算机、两个六轴机械手臂、样品台、激励激光发生器和激光超声接收器；信息处理单元：包括工控机、数据采集卡和信号放大器。检测路径规划单元规划好检测路径后，两个机械手臂携带激光超声检测单元对增材制件逐层环扫，在六轴机械手臂高自由度运动下实现对于增材制件的全面检测。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	江苏;32
申请人：	东南大学
发明人：	戴挺;贾晓健;姚云夫;戴剑雯;李淼;薛泽苏;许嘉钦;陈家辉;童蔚苹
专利状态：	有效
申请日期：	2019-05-14T00:00:00+0800
发布日期：	2019-09-03T00:00:00+0800
申请号：	CN201910398535.1
公开号：	CN110196231A
代理机构：	南京经纬专利商标代理有限公司
代理人：	王美章
分类号：	G01N21/17(2006.01);G;G01;G01N;G01N21
申请人地址：	211102 江苏省南京市江宁区东南大学路2号
主权项：	1.一种增材制件的激光超声离线检测装置，其特征在于，包括：检测路径规划单元，用于将待检测工件的3D模型分层切片，获取每层工件的外轮廓信息，生成每一层的扫描路径，包括：分层切片模块，对已成型工件的3D模型进行切片分层；信息获取模块，获取已成型工件每层模型的外轮廓，将外轮廓按照轴线分为两部分，获取每部分外轮廓的位置信息；扫描路径计算模块，根据已成型工件每层的外轮廓位置信息，计算出检测系统的激励激光和检测激光在已成型工件表面的入射角度以及两个机械手臂运动轨迹的起始点，进而生成检测系统的扫描路径；激光超声检测单元，用于对工件进行环形扫描，实现对待检测工件的全面检测，包括：设置在待检测工件一侧的第一多轴机械手臂、和设置在待检测工件另一侧的第二多轴机械手臂，其中，第一多轴机械手臂末端安装有激励激光发生器，第二多轴机械手臂末端安装有激光超声接收器；控制器，与所述第一多轴机械手臂和第二多轴机械手臂信号连接；信息处理单元，与激光超声接收器相连，用于对激光超声接收器反馈的超声信号进行处理，判断工件中所存在的缺陷。 2.根据权利要求1所述的增材制件的激光超声离线检测装置，其特征在于，所述多轴机械手臂为六轴机械手臂。 3.根据权利要求1所述的增材制件的激光超声离线检测装置，其特征在于，所述控制器为计算机。 4.根据权利要求1所述的增材制件的激光超声离线检测装置，其特征在于，所述信息处理单元包括：数据采集卡、信号放大器和信号处理模块，其中所述激光超声接收器接收的信号通过信号放大器放大后再通过数据采集卡传输至信号处理模块上进行信号处理。 5.根据权利要求3所述的增材制件的激光超声离线检测装置，其特征在于，所述信号处理模块为工控机。 6.一种基于权利要求1~6中任一所述增材制件的激光超声离线检测装置的检测方法，其特征在于，包括以下几个步骤： S1规划检测路径： S11所述检测路径规划单元对已成型工件的3D模型进行分层切片处理，分为若干层，每层高度为Δh； S12信息获取模块可在3D模型被分层后获取第n层模型的外轮廓位置信息，n=正整数，即待检测点在以样品台为基础的三维坐标系中的坐标，然后将待检测层按照以样品台中心轴为分界线，将工件外轮廓分成对称设置的工件左半部分和工件右半部分，第一多轴机械手臂负责工件左半部分的检测，第二多轴机械手臂负责工件右半部分的检测； S13扫描路径计算模块根据外轮廓的位置信息，根据待检测工件所用材料的折射率计算出检测系统的激励激光和检测激光在打印件表面的入射角度，以及两个机械手臂运动轨迹的起始点，使得激励激光和检测激光在工件表面产生的超声波能够在待检测层中垂直于竖直生长的方向传播，最后根据外轮廓的形状确定所有的扫描点，生成两个机械手臂检测该层的扫描轨迹； S14第n层扫描路径规划完成后，重复上述S11～S13步骤，规划第n+1层的扫描路径，直至完成整个模型的检测扫描路径规划； S2激光超声检测： S21两个机械手臂根据检测路径规划系统计算出的激光入射角度α，调节激励激光发生器和激光超声接收器的偏转角度； S22两个机械手臂携带激光超声检测系统按照已经规划好的扫描路径对金属工件第n层进行环形扫描扫，完成第一层扫描后，手臂抬升高度Δh，进行第对n+1层的扫描，直至完成对于整个工件的环形扫描； S23扫描过程中，激光超声接收器接收到的超声信号将通过信号放大器放大，由采集卡将获得的超声信号传输至信息处理模块中，通过信息处理模块的分析获得该打印件的缺陷信息。
所属类别：	发明专利