工件上的测试对象的非破坏性检测制造技术

一种对工件(40)上的至少一个测试对象(30)的非破坏性检测的方法，包括以下步骤：获得每个测试对象(30)相对于测试机器人(60)的理论位置；捕获每个测试对象(30)的图像以获得图像数据；基于图像数据确定每个测试对象(30)相对于测试机器人(60)的真实位置；以及使测试机器人(60)携带的传感器(70)与每个测试对象(30)接触，以获得对应的测试测量。对于需要使测试仪器与待检查的测试对象(30)物理接触的某些类型的检查，了解测试对象(30)的具体位置是至关重要的。一旦知道测试对象(30)的大致位置，就可以捕获测试对象(30)的图像，并且可以从对应的图像数据中提取测试对象(30)的准确位置。位置。位置。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】工件上的测试对象的非破坏性检测


[0001]本专利技术涉及诸如车辆主体上的焊点的测试对象的非破坏性检测。

技术介绍

[0002]传统上手动检查焊接质量是已知的。手动超声探测是汽车工业中检查或测试焊缝质量的主要方法。手动超声检查既昂贵又耗时。车辆主体可以例如包括5000个焊缝。检查一个焊点的手动周期时间可能是1
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2分钟。由于手动工作的缓慢性质，通过手动设置查找一个缺陷焊缝的人工成本可能高达100kEUR。手动超声检查在人体工程学方面也很糟糕。
[0003]减轻可能的焊接接头故障影响的一种解决方案是引入安全裕度，以便在连接区域创建更多数量的焊点，即该数量高于对应于计算出的负载承载能力的焊点数量。一些汽车制造商使用超过规格15
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25％的焊缝来吸收潜在的错误。尽管有很大的动力以使焊缝质量检测自动化，但还没有人能够使用有效的解决方案开发和渗透市场。
[0004]存在需求以改进用于焊缝自动质量检查的现有解决方案，以便它们在实践中奏效并且被行业接受。

技术实现思路

[0005]本专利技术的一个目的是提供一种用于焊缝和其他测试对象的非破坏性检查的改进方法。具体地，本专利技术的目的是提供一种自动化方法，用于可靠地使测试仪器相对于测试对象处于正确的位置和取向，而不会对潜在易碎的测试仪器造成损坏。
[0006]本专利技术的另一目的是提供一种用于焊缝和其他测试对象的非破坏性检测的改进的测试系统。
[0007]这些目的是通过根据所附权利要求1的方法和根据所附权利要求9的设备来实现的。
[0008]本专利技术基于以下认识：对于需要使测试仪器与待检查的测试对象物理接触的某些类型的检查，知道测试对象的准确位置是至关重要的。一旦知道测试对象的大致位置，就可以捕获测试对象的图像，并且可以从相应的图像数据中提取测试对象的准确位置。有时候，了解测试对象的物理状况甚至是至关重要的，这些信息也可以从相应的图像数据中提取。
[0009]根据本专利技术的第一方面，提供了一种用于对工件上的至少一个测试对象的非破坏性检测的方法，该方法包括以下步骤：获得每个测试对象相对于测试机器人的理论位置；捕获每个测试对象的图像以获得图像数据；基于图像数据，确定每个测试对象相对于测试机器人的真实位置；以及，使测试机器人携带的传感器与每个测试对象接触以获得对应的测试测量。
[0010]当测试对象的真实位置被确定时，使传感器以正确的方式与测试对象接触，以能够获得有效的测试测量。
[0011]根据本专利技术的一个实施例，该方法还包括以下步骤：确定测试机器人相对于工件的位置。
[0012]根据本专利技术的一个实施例，该方法还包括以下步骤：在获得测试测量之前，使传感器的活动方向平行于对应的测试对象的对称轴线的步骤。
[0013]根据本专利技术的一个实施例，该方法还包括以下步骤：在获得测试测量之前，使传感器的活动方向垂直于对应的测试对象处的工件的理论表面。
[0014]根据本专利技术的一个实施例，该方法还包括以下步骤：在使传感器和表面接触之前，基于图像数据，评估对对应的测试对象的表面进行平滑处理的需要。
[0015]根据本专利技术的一个实施例，该方法还包括以下步骤：在使传感器与对应的测试对象的表面接触之前，作为评估的结果，平滑该表面。
[0016]根据本专利技术的一个实施例，该方法还包括以下步骤：使传感器对每个测试对象施加相同的恒定力。
[0017]根据本专利技术的一个实施例，传感器包括诸如超声凝胶的液体介质，并且该方法还包括以下步骤：使液体介质与每个测试对象接触。
[0018]根据本专利技术的第二方面，提供了一种用于对工件上的至少一个测试对象的非破坏性检查的测试系统。测试系统包括携带传感器的测试机器人；传感器，包含每个测试对象相对于测试机器人的理论位置；以及，视觉系统，被配置为捕获测试对象的图像以获得图像数据。视觉系统还被配置为分析图像数据以确定每个测试对象相对于测试机器人的真实位置。测试系统被配置为使传感器与每个测试对象接触以获得对应的测试测量。
[0019]根据本专利技术的一个实施例，测试系统还包括工具，用于在使传感器与对应的测试对象的表面接触之前平滑该表面。
[0020]根据本专利技术的一个实施例，测试系统还包括在测试机器人和传感器之间的阻尼器，阻尼器被配置为检测传感器和工件之间的接触，以及使传感器对每个测试对象施加相同的恒定力。
[0021]根据本专利技术的一个实施例，传感器包括至少一个超声换能器。
[0022]根据本专利技术的一个实施例，传感器包括超声换能器阵列。
[0023]根据本专利技术的第三方面，提供了一种机器人系统，包括多个焊接机器人和根据任一前述实施例的测试系统。
[0024]根据本专利技术的一个实施例，每个测试对象是焊点。
附图说明
[0025]将参考附图更详细地解释本专利技术，其中
[0026]图1示出了根据本专利技术的一个实施例的机器人系统，
[0027]图2示出了根据本专利技术的一个实施例的与焊点接触的传感器装置，
[0028]图3a示出了具有三个定义对称轴线的焊点，
[0029]图3b示出了图3a中的焊点图像，
[0030]图4示出了相控阵超声扫描仪，包括从下方可见的超声换能器阵列，以及
[0031]图5示出了具有两个定义的对称轴线的焊点。
具体实施方式
[0032]参照图1，根据本专利技术的一个实施例的机器人系统10包括三个焊接机器人20，它们
被配置为在工件上焊接焊点30，在本示例中，该工件为车辆主体40的形式。机器人系统10还包括测试系统50，被配置为以非破坏性方式检查焊点30。在本示例中，焊点30由此构成测试系统50进行检查的测试对象。
[0033]测试机器人60携带传感器70形式的测试仪器，例如单个超声换能器80或包括超声换能器80阵列的相控阵超声扫描仪(见图2)，或另一种类型的传感器70，该传感器被期待与待检查的焊点30物理接触。当传感器70包括一个或多个超声换能器80时，通常需要应用超声凝胶90(见图2)或另一种合适的耦合介质，以与对应的焊点30和一个或多个超声换能器80两者物理接触，以获得有效的测试测量。在使用这种耦合介质的情况下，应将其视为构成传感器70的一部分。也就是说，对于被视为传感器70与焊点30物理接触的情况，至少耦合介质与焊点30物理接触就足够了。
[0034]测试机器人60还携带相机100，该相机100是被配置为捕获焊点30的图像的视觉系统的一部分。在本公开的上下文中，“捕获图像”应被广义地解释为涵盖获得图像数据(包括用于生成图像的信息)的任何合适的装置。
[0035]为了能够在某个焊点30上捕获图像，测试系统50需要至少知道某个焊点30相对于测试机器人60的大致位置和取向。为此，根据在本专利技术的实施例，中央控制器110将每个焊点30相对于车辆主体40的理论位置通信到测试机器人控制器120，该理论位置从焊接机器人20的对应的焊接机器本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于对工件(40)上的至少一个测试对象(30)的非破坏性检测的方法，所述方法包括以下步骤：获得每个测试对象(30)相对于测试机器人(60)的理论位置；捕获每个测试对象(30)的图像以获得图像数据；基于所述图像数据，确定每个测试对象(30)相对于所述测试机器人(60)的真实位置；以及使由所述测试机器人(60)携带的传感器(70)与每个测试对象(30)接触，以获得相应的测试测量。2.根据权利要求1所述的方法，还包括以下步骤：确定所述测试机器人(60)相对于所述工件(40)的位置。3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，还包括以下步骤：在获得所述测试测量之前，使所述传感器(70)的活动方向(200)平行于所述相应的测试对象(30)的对称轴线(210)。4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，还包括以下步骤：在获得所述测试测量之前，使所述传感器(70)的活动方向(200)垂直于所述工件(40)在所述相应的测试对象(30)处的理论表面。5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，还包括以下步骤：基于所述图像数据，评估对所述相应的测试对象(30)的所述表面进行平滑处理的需要。6.根据权利要求4所述的方法，还包括以下步骤：在使所述传感器(70)与所述相应的测试对象(30)的所述表面接触之前，作为所述评估的结果，平滑所述表面。7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，还包括以下步骤：使所述传感器(70)对每个测试对象(30)施加相同的恒定力。8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述传感器(70)包括诸如超声凝胶的液体介质(90)，并且所述方法还包括以下步骤：使所述液体介质(90)与每个测试对象(30)接触。9....

【专利技术属性】
技术研发人员：马蒂亚斯，
申请(专利权)人：ABB瑞士股份有限公司，
类型：发明
国别省市：