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机器人通过无损检测检查自己的工作

发表于04/14/2020.

作者:温·哈丁,特约编辑

无损检测(NDT)和无损检测(NDI)是用来评估材料、组件、结构或组件的性能,在不造成任何伤害的情况下确定其特定应用的有效性的技术。碳纤维是无损检测的现代典范。这种材料非常的轻和强,但是在不可见的材料层中,它的性能会受到空洞和分层的影响。

碳纤维的超声波NDT是NDT应用的一个例子。其他NDT应用包括使用偏振图像和传统机器视觉检查来识别材料应力,金属设备X射线检测,如管道,逆向工程的停产组件;和资产检查的热成像。

编程简化了机器人NDT

捷恩斯公司(Genesis Systems)是一家机器人系统集成商,也是IPG Photonics的一部分。捷恩斯公司董事惠特尼·穆恩说:“捷恩斯公司(Genesis Systems)已经将自动化应用于机器人和笛卡尔系统的以下NDI过程:超声波(脉冲回波,通过传输,相控阵),涡流,热成像,剪切成像,磁场(高斯)。”“随着复合材料用于结构应用的增加,对自动无损检测系统的需求也在扩大。机器人检测尤其适用于复杂曲率的部件。”

直到最近,编程机器人需要遵循弯曲路径需要相当大的工程时间。今天,许多申请,包括NDT和材料去除,导致新的编程技术,允许工业和协作机器人遵循弯曲路径。

穆恩说:“捷恩斯公司投入了大量资金,开发零部件编程和机器人安全工作单元设计的专利技术。Genesis的Vector软件包是专门为支持自动化NDI过程的编程而设计的。当编程需要复杂的光栅模式来实现100%覆盖的高度轮廓部分时,它特别有用。另一种类似的技术是Genesis公司的Blitz模块。这种集成的软件/硬件包解决了超声检测过程偶尔受到传统机器人速度限制的问题。”

电机对无损检测机器人很重要

并非所有的机器人NDT应用程序都能将整个工作单元放入可用区域,例如Genesis公司的NSpect 115。石油化工、自来水和下水管道只是一些需要定期检查内部和外部表面的金属结构。

IPEK International GmbH等公司为管道和下水道检查提供了各种机器人。IPEK International的摄像头系统和用于下水道检查的驱动装置包括模块化罗旋。®这个远程控制系统配备了一个彩色摄像机,一个保护传感器的机械快门,以及明亮的led灯,即使是最黑暗的管道也能亮起来。iPEK产品监督等®和罗瓦弗®用于直径大于或等于100毫米的管道。监督系统是为检查深井、竖井和钻孔而设计的。

iPek用途克森电机驱动下水道机器人所需的高负荷。Maxon Motors提供这些小型驱动器所需的高功率密度,这是狭窄空间中应用的重要标准。电机还需要具有平滑的功率曲线,以允许精确的电机控制。

IPEK产品中使用的最大千克电机是无刷EC-MAX 30,电源为60W.Rovion®驱动单元,每个都配备EC-Max,直径为22 mm,驱动器中使用的最小电机.每个驱动单元有两个驱动器(左右)以使车辆的转向能够。下水道机器人的一些各种相机头配有中型电动机,用于平移,旋转和聚焦。最小的组合使用MAXON刷RE 6 - 一种直径仅为6毫米的节能直流电动机。该驱动器用于高度灵活的相机头,与行星齿轮头组合使用。其他电动机用于相机升降机的升力驱动器。

3D摄像机找到隐藏的缺陷

机器视觉相机制造商IDS成像开发系统GmbH还具有广泛的体验,将成像系统放入内部管道检查目的.远程机器人NDT检测解决方案所需要的健壮性和可靠性,对于更传统的环境应用也至关重要。

例如,IDS的Ensenso系列结构光投影3D立体摄像机被广泛应用于大批量配送中心的码垛和去码垛机器人。在许多情况下,码垛工作站结合IDS uEye 2D USB摄像头和3D摄像头,提供更详细的信息,并允许系统发现损坏的箱子和其他可能对物料搬运机器人造成问题的情况。

“对于机器人做垃圾桶采摘,码垛或卸载卡车,如果物体是一个盒子或两个盒子在一起,它可能很难讲述一个盒子,”北美的德国总统德斯·伊斯兰州杰伊米尔赫解释道。“通过向我们的3D解决方案添加2D相机,您可以将两个图像融合在一起,并确定盒子是否是一两个盒子,如果盒子中的裂缝是正常的或有问题的。”由于Ensenso包括其自己的处理引擎,系统可以在机器人臂的末端工作,而无需不断将大数据集发送回远程PC,提高机器人材料处理系统的可靠性和鲁棒性。Bergh补充说,Ensenso也用于材料去除,例如机器人脱模和去毛刺应用,以及涂料分配应用,因为它可以测量表面特征并完成下降到25微米。

随着工业采用更复杂的材料和层压板,从碳纤维到先进的印刷电路板,对机器人无损检测的需求将继续增长。幸运的是,紧凑型传感系统与易于编程的机器人相结合,简化了NDT过程,无论是检查飞机还是用x射线检查集成电路的球网格阵列。