【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种航天器复合材料胶接结构质量自动化检测方法，属于复合材料结构板无损检测。
技术介绍
1、目前航天器复合材料结构板的红外热像检测采用手动检测的方法，工作涉及手动检测准备环节多、时间长，在热像检测采集前需人工按照单次可检面积对被检产品进行分区标记，对检测系统进行调试，结合被测物体进行检测布局相对位置不断调整，检测效率低，操作人员劳动强度大，手动检测准确性、全面性和有效性很大程度上依赖于测试人员的操作经验和能力。
2、目前，单次检测面积约为300mm×300mm，1m×1m的蜂窝夹层结构板，分区和测量时间约为2小时左右，检测效率低。针对航天器逐年增加的碳蒙皮复合材料蜂窝夹层结构板的检测需求，手动检测时间长，难以实现检测环节的快速响应，影响产品生产效率。
3、航天器复合材料结构板检测过程中手工操作环节多，各环节过程及参数控制具有差异，手动检测准确性、全面性和有效性很大程度上依赖于测试人员的操作经验和能力，产品质量检测结果对操作者技能的依赖程度大，产品检测一致性和稳定性差。
技术实现思路
1、本专利技术解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提出一种航天器复合材料胶接结构质量自动化检测方法，解决现有航天器复合材料结构板自动化检测与缺陷智能识别的难题。
2、本专利技术解决技术的方案是：
3、一种航天器复合材料胶接结构质量自动化检测系统，包括机械扫描模块、机械控制模块、热像采集模块及数据分析处理模块；其中，
4、机械扫描模
5、机械控制模块，控制机械扫描模块的传动带将被检测试件移动至扫描区物理零点位置；对每个分区进行时序性检测时，控制机械扫描模块的工字型梁将热像采集模块移动至每个分区的中心位置；对缺陷进行标记时，控制机械扫描模块的工字型梁带动热像采集模块中的激光器及标记笔移动，标记热像图中缺陷的中心位置及缺陷边缘；
6、热像采集模块，安装在机械扫描模块上，对热像数据进行采集和缺陷定位；被检测试件到达每个分区中心位置时，采集5-10帧温度变化信息后，激励被检测试件，采集被检测试件表面在脉冲热源激励影响下产生的温度变化信息，获取被检测试件所在被检测区的热像序列；
7、数据分析处理模块，对获取的热像序列进行多项式拟合和一阶微分处理，得到一阶导数热像序列，对一阶导数热像序列中缺陷进行智能识别，并标记出缺陷的轮廓。
8、进一步的，工字型梁包括沿x轴方向的横梁、沿y轴方向的纵梁和沿着z轴方向的垂直梁，热像采集模块悬挂在垂直梁上，通过机械控制模块控制工字型梁在三轴方向的三自由度移动。
9、进一步的，传动带置于工字型梁下方，通过电机驱动传动带带动被检测试件移动至扫描区物理零点位置。
10、进一步的，热像采集模块包括激励源，以激励被检测试件，激励源为卤素灯或氙灯，激励时间为0.2～0.9秒，激励角度不大于45°。
11、进一步的，激励源激励被检测试件表面升温速率为15-50℃/s，激励源功率不低于1000w。
12、进一步的，热像采集模块采集的帧频≥50hz，采集时间为2-6s。
13、进一步的，热像采集模块包括红外热像仪，测温范围为0℃-100℃。
14、进一步的，对每个分区进行时序性检测时，根据单次实际检测区域、重叠区域和工件尺寸，按照行优先、隔区检测的原则进行自动分区编码，按行遍历，从0行开始，正向和反向扫描。
15、进一步的，通过t(t)＝a0tn+a1tn-1+a2tn-2+......+an-1t+an，对获取的热像序列进行拟合，其中t(t)为温度随时间变化的函数，t为时间，a0，a1，…，an为拟合的多阶系数，n为拟合的最高阶阶次。
16、进一步的，一阶导数热像序列为其中n为自然数。
17、本专利技术与现有技术相比的有益效果是：
18、(1)本专利技术采用高精度激光定位的方法，控制机械扫描模块到达指定的红外热像图中缺陷位置坐标，采用激光指示器指示出定位点，可实现缺陷精确标记；
19、(2)本专利技术满足航天器复合材料内部≤φ10mm的内部脱粘类缺陷的有效检出，单次检测面积≥500mm×600mm，单次检测时间≤40s，能够高效率高精度完成航天器复合材料内部质量检测评价。
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1.一种航天器复合材料胶接结构质量自动化检测系统，其特征在于，包括机械扫描模块、机械控制模块、热像采集模块及数据分析处理模块；其中，
2.根据权利要求1所述的一种航天器复合材料胶接结构质量自动化检测系统，其特征在于，工字型梁包括沿X轴方向的横梁、沿Y轴方向的纵梁和沿着Z轴方向的垂直梁，热像采集模块悬挂在垂直梁上，通过机械控制模块控制工字型梁在三轴方向的三自由度移动。
3.根据权利要求1所述的一种航天器复合材料胶接结构质量自动化检测系统，其特征在于，传动带置于工字型梁下方，通过电机驱动传动带带动被检测试件移动至扫描区物理零点位置。
4.根据权利要求1所述的一种航天器复合材料胶接结构质量自动化检测系统，其特征在于，热像采集模块包括激励源，以激励被检测试件，激励源为卤素灯或氙灯，激励时间为0.2～0.9秒，激励角度不大于45°。
5.根据权利要求1所述的一种航天器复合材料胶接结构质量自动化检测系统，其特征在于，激励源激励被检测试件表面升温速率为15-50℃/s，激励源功率不低于1000W。
6.根据权利要求1所述的一种航天器复
7.根据权利要求1所述的一种航天器复合材料胶接结构质量自动化检测系统，其特征在于，热像采集模块包括红外热像仪，测温范围为0℃-100℃。
8.根据权利要求1所述的一种航天器复合材料胶接结构质量自动化检测系统，其特征在于，对每个分区进行时序性检测时，根据单次实际检测区域、重叠区域和工件尺寸，按照行优先、隔区检测的原则进行自动分区编码，按行遍历，从0行开始，正向和反向扫描。
9.根据权利要求1所述的一种航天器复合材料胶接结构质量自动化检测系统，其特征在于，通过T(t)＝a0tn+a1tn-1+a2tn-2+......+an-1t+an，对获取的热像序列进行拟合，其中T(t)为温度随时间变化的函数，t为时间，a0，a1，…，an为拟合的多阶系数，n为拟合的最高阶阶次。
10.根据权利要求9所述的一种航天器复合材料胶接结构质量自动化检测系统，其特征在于，一阶导数热像序列为其中N为自然数。
...【技术特征摘要】
1.一种航天器复合材料胶接结构质量自动化检测系统，其特征在于，包括机械扫描模块、机械控制模块、热像采集模块及数据分析处理模块；其中，
2.根据权利要求1所述的一种航天器复合材料胶接结构质量自动化检测系统，其特征在于，工字型梁包括沿x轴方向的横梁、沿y轴方向的纵梁和沿着z轴方向的垂直梁，热像采集模块悬挂在垂直梁上，通过机械控制模块控制工字型梁在三轴方向的三自由度移动。
3.根据权利要求1所述的一种航天器复合材料胶接结构质量自动化检测系统，其特征在于，传动带置于工字型梁下方，通过电机驱动传动带带动被检测试件移动至扫描区物理零点位置。
4.根据权利要求1所述的一种航天器复合材料胶接结构质量自动化检测系统，其特征在于，热像采集模块包括激励源，以激励被检测试件，激励源为卤素灯或氙灯，激励时间为0.2～0.9秒，激励角度不大于45°。
5.根据权利要求1所述的一种航天器复合材料胶接结构质量自动化检测系统，其特征在于，激励源激励被检测试件表面升温速率为15-50℃/s，激励源功率不低于1000w。
6.根据权...
【专利技术属性】
技术研发人员：徐丽霞，刘丽霞，杨耀东，回天力，周双锋，于文涛，李夏侨，刘慧，陈栋康康，孙子杰，刘佳琳，万蕾，朱小溪，刘洋，王涛，许久远，蒋贵刚，
申请(专利权)人：北京卫星制造厂有限公司，
类型：发明
国别省市：
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