无损检测设备的自动校准制造技术

本申请公开了一种用于自动校准无损检测仪器的方法。根据一些实施例，该方法包括：(a)确定在测试对象的测试对象坐标系统中的第一组坐标，第一坐标表示测试对象表面上的目标位置；(b)将校准文件存储在无损检测仪器的存储器中，校准文件包含校准数据，校准数据为结构数据的函数，结构数据表示在包含目标位置的区域中的测试对象的三维结构；(c)使用校准文件中的校准数据校准无损测试仪器；以及(d)使用所述校准过的无损检测仪器询问目标位置。

【技术实现步骤摘要】

本公开大体涉及用于制造制品的无损检测(NDT)的系统和方法，并且具体涉及用于校准NDT仪器的方法。
技术介绍
制造制品(诸如飞机)的无损检测和结果分析优选地包括由经过专门训练的NDT检验员的参与。通常，出于检验零件的目的而调用经过训练的检验员到检验现场。在调定程序期间，经过训练的检验员通常将针对待检验的零件的区域来校准NDT仪器。这能够是耗时的过程。对于作为未经训练的NDT检验员的调定技术人员而言，该过程能够更加困难。
技术实现思路
以下详细公开的主题通过使用三维(3-D)模型数据使过程自动化解决了需要经过训练的NDT检验员执行设备校准的问题。由于校准将被自动化，所以可让非NDT人员来执行基本检验。这缩短了所需时间，因为无需等待现场外的经训练的NDT检验员到达检验现场，并且通过校准过程的自动化也节约了时间。本文公开的自动化校准方法还降低了人为误差的可能性。以下详细公开的主题的一方面为用于自动校准无损检测仪器的方法，其包括：(a)确定在测试对象的测试对象坐标系统中的第一组坐标，第一坐标表示测试对象表面上的目标位置；(b)将校准文件存储在无损检测仪器的存储器中，校准文件包含校准数据，校准数据为结构数据的函数，结构数据表示测试对象在包含目标位置的区域中的三维结构；以及(c)使用校准文件中的校准数据校准无损测试仪器。该方法可进一步包括使用校准过的无损检测仪器询问目标位置。根据一些实施例，在前述段落中描述的方法可进一步包括：获取表示测试对象在包含目标位置的区域中的三维结构的结构数据；以及基于目标位置和结构数据生成校准文件。根据另一些实施例，在前述段落中描述的方法可进一步包括：获取表示测试对象三维结构的结构数据；以及在无损检测仪器的显示屏上显示结构数据的图形表示，其中步骤(a)包括与显示屏交互，以便在显示屏上选择对应测试对象表面上的目标位置的方位。根据进一步的实施例，在前述段落中描述的方法可进一步包括：(d)相对于测试对象确定局部定位系统的方位/定位局部定位系统；(e)生成转换矩阵，用于将局部定位系统的局部定位系统坐标系统中的坐标转换成测试对象的测试对象坐标系统中的坐标；以及(f)确定第二组坐标，第二组坐标表示在局部定位系统的坐标系统中的测试对象的表面上的目标位置，其中步骤(a)包括使用转换矩阵将第二组坐标转换成第一组坐标。根据另一些实施例，在前述段落中描述的方法可进一步包括：(d)将位置传感器附接到无损检测仪器；以及(e)将无损检测仪器移动到位置传感器与目标位置对齐的方位处，其中步骤(a)包括，在位置传感器与目标位置对齐的同时，基于位置传感器的输出计算第一组坐标。用于生成或检索校准文件的结构数据可包括关于在包含目标位置的区域处或中的测试对象的以下结构特征中的一个或更多个的信息：物理尺寸、材料特性、紧固件方位、结构异常、针对测试对象的变动或修补、平均油漆厚度、隐藏的纵梁、电磁效应(EME)保护层和可在一般检验中不予考虑的其他特征。以下详细公开的主题的另一方面为用于自动校准无损检测仪器的方法，其包括：(a)确定在测试对象的测试对象坐标系统中的第一组坐标，第一坐标表示测试对象表面上的目标位置；(b)获取结构数据，结构数据表示测试对象在包含目标位置的区域中的三维结构；(c)生成包含校准数据的校准文件，校准数据为在步骤(b)中获取的结构数据的函数；以及(d)使用校准文件中的校准数据校准无损检测仪器。该方法可进一步包括：(e)相对于测试对象确定局部定位系统的方位；(f)生成转换矩阵，用于将局部定位系统的局部定位系统坐标系统中的坐标转换成测试对象的测试对象坐标系统中的坐标；以及(g)确定第二组坐标，第二组坐标表示在局部定位系统的坐标系统中的测试对象的表面上的目标位置，其中步骤(a)包括使用转换矩阵将第二组坐标转换成第一组坐标。以下详细公开的主题的进一步的方面为用于自动校准无损检测仪器的方法，其包括：相对于测试对象的测试对象坐标系统确定局部定位系统的局部定位系统坐标系统的方位；相对于局部定位系统坐标系统确定测试对象上的特征的方位；将局部定位系统坐标系统中的特征的方位转变成测试对象坐标系统中的特征的方位；基于测试对象坐标系统中的特征的方位从数据库检索结构数据，结构数据表示在包含特征方位的区域中的测试对象的结构；将校准文件存储在无损检测仪器的存储器中，校准文件包含为检索的结构数据的函数的数据；以及使用在存储的校准文件中的数据校准无损检测仪器。该方法可进一步包括生成校准文件或者从数据库检索校准文件。另一方面为包括无损检测仪器和计算机系统的系统，计算机系统经编程以执行以下操：(a)确定在测试对象的测试对象坐标系统中的一组坐标，所述坐标表示在测试对象表面上的目标位置；(b)获取结构数据，结构数据表示在包含目标位置的区域中的测试对象的三维结构；(c)基于目标位置和结构数据生成校准文件；(d)将校准文件存储在存储器中，校准文件包含校准数据，校准数据为结构数据的函数；以及(e)使用校准文件中的校准数据校准无损检测仪器。以下公开并且要求了用于校准NDT仪器的自动化方法的其他方面。附图说明在前述部分中讨论的特征、功能和优点能够独立地在各个实施例中实现，或者可在其他实施例中进行组合。在下文将参考附图描述各个实施例，其中附图说明了上述方面和其他方面中的至少一些。图1为描绘具有超声换能器的NDT仪器的图表，超声换能器声学上联接到待检验的层压结构。图2为由图1描绘的超声换能器所生成的回波轮廓的曲线图。图3为表示加载有待检验零件的CAD模型的NDT仪器的前视图的图表。图4为标识根据替代性实施例的涉及手动方位选择的用于校准NDT仪器的方法步骤的流程图。图5为标识根据替代性实施例的涉及自动方位确定的用于校准NDT仪器的方法步骤的流程图。图6为表示局部定位系统的等距视图的图表，局部定位系统在飞机表面上的方位引导光束。图7为标识用于使用基于表示待检验零件的3-D模型数据进行校准的NDT仪器执行检验的方法步骤的流程图。图8为标识方法50的步骤的流程图，方法50用于基于测试对象表面上的目标位置和从服务器检索的相关联的结构数据生成校准文件，其中目标位置使用局部定位系统确定。具体实施方式现在将仅出于说明的目的参考超声NDT仪器描述各种自动校准方法。这些方法的技术优点包括，提供用于校准NDT仪器的自动方法，该方法不要求经训练的NDT检验员存在于检验现场，并且可减少校准设备所花费的时间。应当理解，其他类型的NDT仪器能够以类似的方式进行自动校准。现在将详细描述一类超声NDT仪器，从而为本文公开的有关校准的改进提供上下文和术语。图1说明一类NDT仪器的一些部件。该NDT仪器包括超声换能器装置302和电子装置304，该电子装置304具有壳体308、显示器350、电源开关356以及隐藏的校准激活器370。显示器350包括用于指示器械没有检测到检验结构内的损伤的第一指示器352和用于指示损伤可存在的第二指示器354。超声换能器装置302包括超声换能器330和超声联接元件332，超声联接元件332附接到超声换能器330并且在检验时被设置在超声换能器330与示例性层压结构100的表面102之间。激活器组件362附接到超声换能器装置302。在检验程序期间，超声换能器装置302本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于自动校准无损检测仪器的方法，其包括：(a)确定在所述测试对象的测试对象坐标系统中的第一组坐标，所述第一坐标表示所述测试对象的表面上的目标位置；(b)将校准文件存储在所述无损检测仪器的存储器中，所述校准文件包含校准数据，所述校准数据为结构数据的函数，所述结构数据表示在包含所述目标位置的区域中的所述测试对象的三维结构；以及(c)使用所述校准文件中的所述校准数据校准所述无损测试仪器。

【技术特征摘要】
2015.07.13 US 14/797,4621.一种用于自动校准无损检测仪器的方法，其包括：(a)确定在所述测试对象的测试对象坐标系统中的第一组坐标，所述第一坐标表示所述测试对象的表面上的目标位置；(b)将校准文件存储在所述无损检测仪器的存储器中，所述校准文件包含校准数据，所述校准数据为结构数据的函数，所述结构数据表示在包含所述目标位置的区域中的所述测试对象的三维结构；以及(c)使用所述校准文件中的所述校准数据校准所述无损测试仪器。2.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括使用所述校准过的无损检测仪器询问所述目标位置。3.根据权利要求1至2中的任一项所述的方法，其进一步包括：获取表示在包含所述目标位置的区域中的所述测试对象的三维结构的结构数据；以及基于所述目标位置和所述结构数据生成所述校准文件。4.根据权利要求1至3中的任一项所述的方法，其进一步包括：获取表示所述测试对象的三维结构的结构数据；以及在所述无损检测仪器的显示屏(6)上显示所述结构数据的图形表示，其中步骤(a)包括与所述显示屏(6)交互，以在所述显示屏上选择对应所述测试对象的所述表面上的所述目标位置的方位。5.根据权利要求4所述的方法，其进一步包括基于所述目标位置和所述结构数据生成所述校准文件。6.根据权利要求5所述的方法，其中所述校准文件由所述无损检测仪器生成。7.根据权利要求5至6中的任一项所述的方法，其中所述校准文件由计算机系统生成，所述方法进一步包括将所述校准文件发送到所述无损检测仪器。8.一种用于自动校准无损检测仪器的方法，其包括：...

【专利技术属性】
技术研发人员：T·M·福尔摩斯，J·R·科勒戈尔德，G·E·乔治森，
申请(专利权)人：波音公司，
类型：发明
国别省市：美国;US