基于PC的超声自动扫描控制系统

    1　概述

    超声无损检测是指在不损害材料及构件的条件下,利用超声波来探测物体表面或内部缺陷的检测方法。超声波以穿透能力强、指向性好、对人体和材料无害特点而备受青睐,在无损检测中占据极其重要的地位。

    五坐标超声无损检测系统由PC586计算机、超声波探伤仪、高速数据采集卡、伺服驱动装置、机械装置等部分组成,其系统原理如图1所示。将被检测零件的信息通过键盘或软盘输入给PC586计算机,计算机进行编译处理,输出控制信号给伺服系统,伺服系统发出指令给机械系统,机械装置带动超声探伤仪的探头对零件进行扫描,并发、收超声波信号,同时,高速数据采集卡将超声探伤仪输出的反射信号(模拟电压量)进行选择性的转换量化,然后送给计算机进行分析处理,并显示检测结果。

    2　自动扫描控制系统

    控制系统是超声无损检测自动扫描系统的核心,主要实现控制及信息处理功能,此外,超声检测系统的其他一些内部功能也都要在控制系统的控制和协调下才能得以实现。

    超声无损检测自动扫描控制系统,以PC机为硬件平台,以Windows 98操作系统为软件平台。该系统具有手动及自动编辑、加工程序编辑、插补控制、扫描轨迹显示和网络通信等功能,通过软件的相互结合,完成超声无损检测自动扫描装置的五轴运动。

    2·1　超声自动扫描控制系统的硬件结构与组成

    超声无损检测自动扫描控制系统采用开环控制方式,系统硬件配置包括,PC586计算机一台,步进电动机驱动卡一块,驱动电源一套,步进电机五台。该硬件配置最高可控制五台步进电动机,进行五轴插补控制。检测零件程序和操作指令的输入由标准键盘完成,CRT彩色显示器用于显示人机界面,PC机还可以配置打印机或绘图仪,用于输出检测文件。硬件结构如图2所示。

    步进电动机驱动卡由逻辑控制、地址调节与控制、数据驱动、数据锁存和光电隔离等部分组成。

    逻辑控制部分采用美国Lattice公司生产的E2CMOS器件,具有高速、低功耗、可重新编程、结构灵活等特点,克服了以往逻辑控制电路一旦确定就无法修改的缺点,只需对其重新编程就可重新确定逻辑功能。

    为了增强步进电动机驱动卡的通用性,地址的控制与调节部分进行了专门设计。因PC机I/O端口有限并且大部分已经被系统占用,留给用户的I/O端口较少,以74LS688为核心设计的地址的控制与调节电路能使驱动卡具有工作于不同段I/O地址的能力,可以避免与主板上其它插卡发生地址冲突而损坏微机系统。