无损检测机器人进行智能检测的方法
【专利摘要】本发明公开了一种无损检测机器人进行智能检测的方法，包括以下步骤：（1）将进行无损检测的无损检测机器人安装到待检测的反应堆压力容器内的预定位置；（2）确定无损检测机器人各个自由度运动轴上探头进行无损检测时各个自由度运动轴在坐标系中的源坐标；（3）确定无损检测机器人各个自由度运动轴上探头进行无损检测时各个自由度运动轴在坐标系中的目标坐标；（4）由各个自由度运动轴的运动量和运动方式确定无损检测机器人进行无损检测时的运行轨迹；（5）无损检测机器人根据检测指令沿运行轨迹进行无损检测。该方法有效简化了检测流程、提高了检测精度及速度、减少了在役是检查人员辐照剂量水平。
【专利说明】无损检测机器人进行智能检测的方法
【技术领域】
[0001]本发明属于表面检测【技术领域】，具体涉及一种核电站反应堆压力容器内无损检测机器人进行智能检测的方法。
【背景技术】
[0002]目前，在核电检测领域，为了减少对检测人员和被检测对象的影响，一般采用无损检测。无损检测是利用物质的声、光、磁和电等特性，在不损害或不影响被检测对象使用性能的前提下，检测被检对象中是否存在缺陷或不均匀性，给出缺陷大小，位置，性质和数量等信息。无损检测主要有射线检验(RT)、超声检测(UT)、磁粉检测(MT)和液体渗透检测(PT)四种。其他无损检测方法有涡流检测(ET)、声发射检测(AT)、热像/红外(TIR)、泄漏试验(LT)、交流场测量技术(ACFMT)、漏磁检验(MFL)、远场测试检测方法(RFT)、超声波衍射时差法(TOFD)等。
[0003]无损检测与破坏性检测相比，具有以下特点:(I)非破坏性，因为它在做检测时不会损害被检测对象的使用性能；(2)全面性，由于检测是非破坏性，因此必要时可对被检测对象进行100%的全面检测，这是破坏性检测办不到的；(3)全程性，破坏性检测一般只适用于对原材料进行检测，如机械工程中普遍采用的拉伸、压缩、弯曲等，破坏性检验都是针对制造用原材料进行的，对于产成品和在用品，除非不准备让其继续服役，否则是不能进行破坏性检测的，而无损检测因不损坏被检测对象的使用性能。所以，它不仅可对制造用原材料，各中间工艺环节、直至最终产成品进行全程检测，也可对服役中的设备进行检测。
[0004]核电站反应堆压力容器内存在数量众多的不规则形状部件，目前对该类部件的表面超声/涡流检测多采用手动模式。现在核电站无损检测机器人，要到达目标检查位置需对各轴姿态进行反复调整，过多的调整造成运动效率低下，增加了设备故障及误操作概率，降低了运动控制效率。现有控制技术在机器人各轴运动中，若要规避或达到某些特定位置时，需要操作人员根据经验进行人为不停调整，进行无损检测的效率低，不能在线操作和进行运动控制。本发明因此而来。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是提出一种无损检测机器人进行智能检测的方法，解决了现有技术中无损检测机器人通过手工模式控制进行无损检测，无法根据目标位置、当前位置、客观存在的约束条件及特定位置到达需求完成运动控制，无损检测效率低、检测需要根据经验频繁调整等技术问题。
[0006]为了解决现有技术中的这些问题，本发明提供的技术方案是:
[0007]—种无损检测机器人进行智能检测的方法，其特征在于所述方法包括以下步骤:
[0008](I)将进行无损检测的无损检测机器人安装到待检测的反应堆压力容器内的预定位置；
[0009](2)构建全局坐标系和轴坐标系，根据无损检测机器人在待检测的反应堆压力容器内的位置确定无损检测机器人各个自由度运动轴上探头进行无损检测时各个自由度运动轴在坐标系中的源坐标;
[0010](3)根据待检测的反应堆压力容器内待检测对象的位置确定无损检测机器人各个自由度运动轴上探头进行无损检测时各个自由度运动轴在坐标系中的目标坐标；
[0011](4)根据源坐标和目标坐标确定无损检测机器人各个自由度运动轴的运动量和运动方式；由各个自由度运动轴的运动量和运动方式确定无损检测机器人进行无损检测时的运行轨迹；
[0012](5)无损检测机器人根据检测指令沿运行轨迹进行无损检测。
[0013]优选的技术方案中:所述方法中还包括步骤(2)中进行构建全局坐标系和轴坐标系前，需要将无损检测机器人各个自由度运动轴恢复到初始状态后进行位置标定，并确定一个自由度运动轴位置为工作零点；以工作零点为零点坐标构建全局坐标系和各个自由度运动轴的轴坐标系。
[0014]优选的技术方案中:所述方法步骤(4)中假设无损检测机器人至少具有四个自由度运动轴，源坐标为起始点A (XA, YA, Za),目标坐标为终点B(Xb，Yb，Zb)，已知A点姿态为
【权利要求】
1.一种无损检测机器人进行智能检测的方法，其特征在于所述方法包括以下步骤: (1)将进行无损检测的无损检测机器人安装到待检测的反应堆压力容器内的预定位置； (2)构建全局坐标系和轴坐标系，根据无损检测机器人在待检测的反应堆压力容器内的位置确定无损检测机器人各个自由度运动轴上探头进行无损检测时各个自由度运动轴在坐标系中的源坐标； (3)根据待检测的反应堆压力容器内待检测对象的位置确定无损检测机器人各个自由度运动轴上探头进行无损检测时各个自由度运动轴在坐标系中的目标坐标； (4)根据源坐标和目标坐标确定无损检测机器人各个自由度运动轴的运动量和运动方式；由各个自由度运动轴的运动量和运动方式确定无损检测机器人进行无损检测时的运行轨迹； (5)无损检测机器人根据检测指令沿运行轨迹进行无损检测。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述方法中还包括步骤(2)中进行构建全局坐标系和轴坐标系前，需要将无损检测机器人各个自由度运动轴恢复到初始状态后进行位置标定，并确定一个自由度运动轴位置为工作零点；以工作零点为零点坐标构建全局坐标系和各个自由度运动轴的轴坐标系。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于所述方法步骤(4)中假设无损检测机器人至少具有四个自由度运动轴，源坐标为起始点A(Xa，Ya, Za),目标坐标为终点B (Xb，Yb, Zb)，已 知A点姿态为
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于所述方法中如果在终点B(XB，YB，Zb)前存在进行优先检测的特定轨迹目标点时，以起始点A (XA, Ya, Za)为源坐标,特定轨迹目标点为目标坐标确定四个自由度运动轴的第一运动轨迹，然后以特定轨迹目标点为源坐标，终点B (XB, Yb, Zb)为目标坐标确定四个自由度运动轴的第二运动轨迹，将第一运动轨迹和第二运动轨迹依次串联形成四个自由度运动轴的整体运动轨迹。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于所述方法中当特定轨迹目标点为η个时，根据特定轨迹目标点遍历的顺序依次确定各个源坐标到目标坐标的η+1段运动轨迹，将η+1段运动轨迹依次串联形成运动轴的整体运动轨迹。
6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于所述方法中运动轴的运动轨迹确定后，进行无损检测时各运动轴单轴依次独立运行或者多轴联动运行。
7.根据权利要求3所述的方法，其特征在于所述方法中用户发送检测指令时，无损检测机器人接收用户的指令，并通过将指令和运动轴的运动轨迹解析，传输给无损检测机器人的电机驱动器及电机驱动器控制的电机，电机驱动各运动轴沿运动轨迹运动到目标坐标进行检测。
8.根据权利要求3所述的方法，其特征在于所述方法还包括对运动轴的运动轨迹进行干涉验证的步骤；进行干涉验证时，当运动轴的运动轨迹中不存在障碍物时，运动轴按照预定运动轨迹进行无损检测；否则在起始点A (XA, Ya, Za)^16B(Xb，Yb, Zb)间构建新的轨迹点，以起始点A (XA, Ya, Za)为源坐标，新的轨迹点为目标坐标确定运动轴的第一运动轨迹，然后以新的轨迹点为源坐标，终点B(Xb，Yb, Zb)为目标坐标确定运动轴的第二运动轨迹，将第一运动轨迹和第二运动轨迹串联形成运动轴的整体运动轨迹；然后继续进行运动轴的整体运动轨迹干涉验证步骤。
9.根据权利要求2所述的方法，其特征在于所述方法步骤(4)中运动轴的运动轨迹确定后，在运动轨迹上确定无损检测机器人的各个自由度运动轴的进行检测时遍历的路径点，并在路径点设置运动轴运动`到位后的反馈信息；当运动轴运动到位后，向用户发送反馈信息提示用户各运动轴是否到位。
【文档编号】B25J9/16GK103817692SQ201310493388
【公开日】2014年5月28日 申请日期:2013年10月18日 优先权日:2013年10月18日
【发明者】王可庆, 朱雪宏, 黄晓辰, 陈建, 李明, 林戈, 陈怀东, 林忠元, 丁承君, 张明路 申请人:中广核检测技术有限公司, 王可庆, 朱雪宏, 黄晓辰, 陈建, 李明, 林戈, 陈怀东, 林忠元, 丁承君, 张明路