超声波探伤扫描系统方案

一、 项目要求

能够实现空间三维物体超声检测功能，测量探头及探杆安装在移动平台上，移动平台带动测量探头在空间移动，采集位置及测量数据分析物体损伤。可以根据探头的数量或探伤的工件订购不同结构的机器人和电控系统。

技术要求如下：

1. 可执行读入CAD轨迹文件（含三维）；可自定义（制作）轨迹；可手动输入代码生成轨迹。

2.  显示X、Y、Z坐标实时值； X、Y、Z轴手动按钮控制；X、Y、Z轴PTP控制。

3.  X最大行程1200mm，Y最大行程800mm，Z最大行程600mm，各轴重复定位精度±0.02mm，定位精度±0.05mm。

4.  XY轴速度要求100mm/s，Z轴速度要求50mm/s。

二、 技术难点

1． CAD文件读取，需分析CAD文件结构，并且CAD文件结构复杂，代码众多，资料很少。

2． 各种图形的绘制。

3． 将当前软件做成OCX控件形式方便客户嵌入式调用，进行二次开发。

4． 设备对电磁兼容性（EMC）要求非常高，有敏感易被干扰信号。

三、 基本配置及结构

控制系统采用英国TRIO 独立式运动控制器（单个控制器控制轴数1-64轴可选，总线式伺服通讯选装），

使用网络连接上位PC机；伺服电机系统采用MOTEC交流伺服（MOTEC直流低噪伺服50W-2KW、MOTEC混合式步进选装），

X轴使用两套伺服电机，主伺服同步驱动从伺服运动。机械部分采用MOTEC三坐标大行程平台（MOTEC直角坐标机器人选装），软件部分单独开发。 设备的整体外观图如下：  

四、 控制流程图

五、 OCX控件功能

1． 可读取AutoCad软件及相关软件生成的dxf文件，数控行业通用的G代码文件，本身文件格式为dsj。

2． 强大的图形绘制编辑功能，可绘制点、线、3点弧、起终点半径弧、3点圆、圆心半径圆、弧线、椭圆、矩形、跑道形、正多边形等；通过图形属性修改相关特性，也可选中图形进行拉伸、移动等操作；支持复制、粘贴、删除、剪切、查找、旋转、镜像、反向等操作。

3． 选择捕捉功能，可单选、多选、框选、筛选、全选等，能对点、线或弧两端点及中点等进行自动捕捉。

4． 方便的图形查看功能，利用鼠标滚轮自由缩放、框选放大、适应窗口、最佳显示、路径显示、导航查看，并且视图左面及上面有刻度显示及鼠标移动的坐标显示。

5． 层操作功能，根据用户需要可将绘制图形设置在不同的层上，进行层显示、层偏移等操作；不同的层可设置不同颜色区分。

6． 闭合图形填充功能，矩形、圆、椭圆、跑道形、正多边形等，可以设置横或纵方式填充，此功能在运动过程中自动分解为扫描线运动。

7． 运动控制功能，可进行点到点运动，单轴手动运动，路径运动等，进行运动参数设置。

8． 文本编辑功能，能将图形转化为G代码文本，手动修改。

9． 以上功能都提供接口函数方便用户二次开发，目前此控件仅能显示二维图形，3维图形在属性中查看及修改。

下图是嵌入控件的扫查简易系统，非客户编程后最终结果（保密需要不能上传）:

六、 结论

此系统已成功应用，并且各项指标达到或超过客户要求，XYZ轴重复定位精度±0.01mm，定位进度为±0.03mm，机器运行平稳。控件开发的功能超过客户需要，实现了快速方便操作，运动路径合乎要求，位置采集准确，采集频率高。此系统丰富的图形，文本编辑功能可应用于数控机床中。方案已在多个客户多种检测场合得到成功应用，见下图，并得到客户好评。从控制系统、软件、伺服、直线运动机器人、抗干扰处理都有多种的选择和解决方案。如非PWM控制方式的伺服。