数字平板式X射线检测的缺陷喷标系统研制

　　数字平板式X射线透照实时成像检测系统中,不仅需要检测出产品工件是否有缺陷,而且需要在工件上精确定位缺陷的位置,以为缺陷的系统分析和工件 的修补检查提供数字参数。国内外传统的标记多采用喷涂色漆和弹性伸出触碰涂画方法,存在漆液堵塞喷头、漆液污染以及受外形及空间影响等缺陷。尤其是定位标 记面积较大,空间定位不准确,不能满足数字平板式X射线实时成像检测系统的精确定位打标要求。笔者设计的标记方法采用空间测量和X轴Y轴坐标驱动定位瞄 准,远程喷射标记的技术方法,具有定位精度高、不受空间约束等优点,可广泛应用于X射线检测系统等高要求标记定位的领域。

　　1　标记系统构成

　　研制的数字平板式X射线检测缺陷定位标记系统由4部分组成:数字平板X射线实时成像原理、软件缺陷定位、系统转换控制及自动定位瞄准喷射装置单元。分别完成缺陷成像、软件缺陷定位、信息传递控制和驱动硬件装置瞄准喷射定位标记缺陷点功能。整体结构如图1所示。

　　1.1　X射线实时成像技术

　　数字平板X射线实时成像是由X射线管发射出X射线,穿透被检测工件,照在数字平板成像器上,平板成像器接收到的光信号转换成图像信号,传输到计算机上的进行分析处理。

　　1.2　自动定位瞄准喷射装置的构成

　　自动定位瞄准喷射装置主要由α轴定位电机、β轴定位电机、距离测量传感器、电磁阀及喷嘴组成。控制系统通过调整α轴和β轴定位电机得偏转角度,将喷嘴锁定瞄准方向。喷嘴与电磁阀联通的腔内存有颜色胶粒,通过瞬间高气压的吹力将颜色胶粒沿直线吹出。

　　1.3　软件缺陷定位方法

　　实时成像时传输过来的信号经过计算机图像处理软件将被检测工件的透照影像显示在屏幕上。检测员分析显示的图像,参考相关检查标准,判断工件内部 组织是否有缺陷,如夹杂、气孔和裂纹等。当发现缺陷后,鼠标点击缺陷位置,软件处理系统即开始分析计算工件缺陷相对于原点的平面坐标位置,如图2所示。原 点位置定义在自动定位瞄准喷射装置的距离测量传感器处,标记记录缺陷点相对于原点的X轴Y轴坐标。系统通过距离测量传感器测量原点位置到被检测工件表面的 垂直Z轴距离,定义并记录为Z轴坐标,如图3所示。

　　计算机根据X,Y和Z轴坐标,以原点位置为基准,进行空间三维位置计算。具体如图4所示,XY平面为上视基准面,XZ平面为前视基准面,过

　　缺陷点与Z轴作为基准面1,基准面1与前视基准面夹角的正切值tanα=│Y│/│X│,从而得出α=arctan(│Y/X│),也就是α轴 定位电机偏转角度值。过缺陷点与Y轴为基准面2,基准面2与上视基准面夹角的正切值tanβ=│X│/│Z│,从而得出β=arctan(│X/Z│), 也就是β轴定位电机偏转角度值。以图2和3中具体所测的数值为例:以原点(0,0,0)为基准,根据缺陷点在各轴上的相对距离和方向,确定缺陷位置点坐标 为(-100,-30,-100),计算得出α=arctan30/100=16.7°,即α轴定位电机偏转角度值为16.7°,由于在Y轴的负方向上, 所以偏转角度为-16.7°。β=arctan100/100=45°,即β轴定位电机偏转角度值为45°,由于在Z轴的负方向,所以偏转角度为 -45°。空间定位后,软件系统将所得到的空间坐标位置信息及相关的控制信息传输到与计算机接口的系统转换控制单元中。