专利名称：X射线透视成像被测物的四轴运动平台的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种X射线透视成像被测物的四轴运动平台，该平台可适合用于全自动的X射线精密透视成像检测设备。
背景技术：
无损伤检测技术在工业生产中的应用，用高能射线照射被检测物，使之透视成像，从而得到被检测物内部的组织结构，实现无损检测。一般的辐射成像装置，通常都会包括图像增强器、摄像机、图像采集卡、计算机中央处理单元、显示器、运动控制单元和电机驱动器及电机，图像增强器输出端的摄像机与图像采集卡连接，图像采集卡与具有实时成像检测软件的计算机中央处理单元连接，计算机中央处理单元再分别与显示器、运动控制单元连接，运动控制单元与电机驱动器连接。对被检测物所在平台需要适应于主控计算机对它的实时控制，因此，被测物的运动平台的运动能力将对获得三维的立体检测图像，全面反映被测物真实的内部结构检测结果非常重要。
实用新型内容本实用新型目的在于提出了一种X射线透视成像被测物的四轴运动平台，该运动平台可适用于全自动的X射线精密透视成像检测设备中，从而使得全自动检测设备能适应于高精细检测的要求，以满足对电子及微电子组装中的集成电路及各种电子器件进行内部组织结构、连接导线微型焊点等特殊高精细检测的应用要求。本实用新型是通过以下技术方案实现，该被测物四轴运动平台包括有可旋转的R 转角检测平台、Y轴向运动装置、X轴向运动装置和Z轴向运动装置，将检测平台安装于Y轴向运动装置，然后两者整体再通过Y支架安装于X轴向运动装置，然后得到的三者整体通过 X支架安装于Z轴向运动装置。所述检测平台包括有一个圆盘、空心轴承、底板和R转角伺服电机，所述圆盘中心部分材料为对X光衰减较小的有机玻璃，被检测物即放在有机玻璃上面，所述R转角伺服电机安装于底板之上，所述空心轴承通过其内壁固定于圆盘并与圆盘底同圆心，空心轴承通过其外壁固定于底板上，所述圆盘圆周上设有齿圈，所述R转角伺服电机通过同步带驱动齿圈，实现以圆盘中心为圆心的旋转运动(R转角)。所述Y轴向运动装置包括Y支架、滚珠丝杆和Y轴向驱动电机，所述Y支架为一立体框架体，该立体框架体包括两个相互垂直的水平工作面和竖向工作面，所述水平工作面作为支持面是由两相互平行的Y向直线框架件构成，每个Y向直线框架件上均设有Y向直线导轨，所述检测平台的底板置于Y支架的水平工作面，并通过底板下设置的两个滑块对应分别限位于两直线导轨上，使得检测平台通过底板只能在Y向作直线运动。所述滚珠丝杆通过轴承Y向安装于Y支架侧壁上，滚珠丝杆一端与Y轴向驱动电机输出轴连接，滚珠丝杆的螺母固定于底板底面，在Y向电机驱动下可通过滚珠丝杆及螺母带动检物平台进行前后Y向移动。进一步优化，为了加固立体框架体，使之更具稳定性，在所述两相互垂直工作面上增加横向支撑和斜向支撑的连接件。所述X轴向运动装置包括X支架、滚珠丝杆和X轴向驱动电机，所述X支架上为一平面框架体，该平面框架体与Y支架中的竖向工作面为相互协同的工作面，X支架也设有两相互平行的X向直线导轨，所述Y支架的竖向工作面通过设置的两个滑块对应分别限位于 X向两直线导轨上，使得Y轴向运动装置安装于X轴向运动装置并只能在X向作直线运动。 驱动及传动方面，同理，所述滚珠丝杆通过轴承X向安装于X支架平面上，滚珠丝杆一端与 X轴向驱动电机输出轴连接，滚珠丝杆的螺母固定于Y支架的竖向工作面上，在X轴向电机驱动下可通过滚珠丝杆、螺母带动Y轴向运动装置进行左右X向移动。上述检测平台、Y轴向运动装置和X轴向运动装置全部结构，再叠加装在一个可以进行上下运动(Z轴向)的总支架上，该支架上分别装有Z向直线导轨，Z向滚珠丝杆及功率较大的Z轴向驱动电机，在该电机驱动下，可带动整个平台作上下运动。具体结构为所述 Z轴向运动装置包括Z支架、滚珠丝杆和Z轴向驱动电机及涡轮减速器，所述Z支架上也为平面框架体，该Z支架平面框架体以Z向竖直放置，Z支架也设有两相互平行的Z向直线导轨，所述X支架通过设置的两个滑块对应分别限位于Z向两直线导轨上，使得X轴向运动装置安装于Z轴向运动装置并只能在Z向作直线运动。驱动及传动方面，同理，所述滚珠丝杆通过轴承Z向安装于Z支架平面上，滚珠丝杆的一端与涡轮减速器联接，涡轮减速器另一端与Z轴向驱动电机输出轴连接，滚珠丝杆的螺母固定于X支架上，在Z轴向电机驱动下可通过滚珠丝杆螺母带动X轴向运动装置进行上下Z向运动。本实用新型对被测物件可实现前后、左右、不同角度及上下(放大缩小)多方位全面检测，在多轴联动技术下可获得到三维立体检测的结果，实现对被检测物结构内部的真实情况检测。
图1为本实用新型检测平台及四轴运动装置整体结构图。图2为可旋转的R转角检测平台41结构示意图。(来自图1)图3为Y轴向运动装置42结构示意图。(来自图1)图4为X轴向运动装置43结构示意图。(来自图1)图5为Z轴向运动装置44结构示意图。(来自图1)图6为计算机及分层控制运动系统。标记说明41-可旋转的R转角检测平台、42-Y轴向运动装置、43-X轴向运动装置，44-Z轴向运动装置，411-圆盘，412-底板，413转角伺服电机，414-有机玻璃，421-Y向直线框架件，422-滚珠丝杆，423-Y向直线导轨，424-轴承，425-横向支撑，426-斜向支撑， 427-水平工作面，428-竖向工作面，431-滚珠丝杆，432-X向直线导轨，433-X支架，434-轴承，441-Z支架，442-Z向直线导轨，443-Z向滚珠丝杆，444-Z轴向驱动电机。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型技术方案作进一步描述。 被测物所在位置应该处于X射线源与接收器之间，本实用新型四轴运动平台的功能是放置被检测物件，并根据检测观察需要，进行R转角、X、Y及Z的四轴运动，以获得需检测区域角度及放大倍数。整个四轴运动平台的结构如图1所示，包括有可旋转的R转角检测平台41、Y轴向运动装置42、X轴向运动装置43和Z轴向运动装置44，将检测平台安装于Y轴向运动装置，然后两者整体再通过Y支架安装于X轴向运动装置，然后得到的三者整体通过X支架安装于Z轴向运动装置。如图2所示，所述检测平台41包括有一个圆盘411、空心轴承(图中未显示)、底板 412和R转角伺服电机413，所述圆盘中心部分材料为对X光衰减较小的有机玻璃414，被检测物即放在有机玻璃上面，所述R转角伺服电机安装于底板之上，所述空心轴承通过其内壁固定于圆盘并与圆盘底同圆心，空心轴承通过其外壁固定于底板上，所述圆盘圆周上设有齿圈，所述R转角伺服电机通过同步带驱动齿圈，实现以圆盘中心为圆心的旋转运动(R 转角)，其结果是带动被检测物品作平台旋转运动，以满足检测需要。如图3所示，所述Y轴向运动装置42包括Y支架、滚珠丝杆422和Y向驱动电机 (图中未示)，所述Y支架为一立体框架体，该立体框架体包括两个相互垂直的水平工作面 427和竖向工作面428，所述水平工作面作为支持面是由两相互平行的Y向直线框架件421 构成，每个Y向直线框架件上均设有Y向直线导轨423，所述检测平台的底板置于Y支架的水平工作面，并通过底板下设置的两个滑块(图中未示)对应分别限位于两直线导轨上，使得检测平台通过底板只能在Y向作直线运动。驱动及传动方面，所述滚珠丝杆通过轴承呈Y 向安装于Y支架侧壁上，滚珠丝杆一端与Y向驱动电机输出轴连接，滚珠丝杆的螺母(图中未示)固定于底板底面，在Y轴向电机驱动下可通过滚珠丝杆及螺母带动检物平台进行前后 Y向移动。进一步优化，为了加固立体框架体，使之更具稳定性，在所述两相互垂直工作面上增加横向支撑425和斜向支撑426的连接件。如图4所示，所述X轴向运动装置43包括X支架433、滚珠丝杆431和X轴向驱动电机(图中未示)，所述X支架上为一平面框架体，该平面框架体与Y支架中的竖向工作面为相互协同的工作面，X支架也设有两相互平行的X向直线导轨432，所述Y支架的竖向工作面通过设置的两个滑块(图中未示)对应分别限位于X向两直线导轨上，使得Y轴向运动装置安装于X轴向运动装置并只能在X向作直线运动。驱动及传动方面，同理，所述滚珠丝杆通过轴承434呈X向安装于X支架平面上，滚珠丝杆一端与X轴向驱动电机输出轴连接，滚珠丝杆的螺母(图中未示)固定于Y支架的竖向工作面上，在X轴向电机驱动下可通过滚珠丝及杆螺母带动Y轴向运动装置进行左右X向移动。上述全部结构，再叠加装在一个可以进行上下运动(Z轴向)的总支架上，该支架上分别装有Z向直线导轨442，Z向滚珠丝杆443及功率较大的Z轴向驱动电机及涡轮减速器，在该电机驱动下，可带动整个平台作上下运动。具体结构为如图5所示，所述Z轴向运动装置包括Z支架441、滚珠丝杆和Z轴向驱动电机，所述Z支架上也为平面框架体，该Z支架平面框架体以Z向竖直放置(即与地面垂直)，Z支架也设有两相互平行的Z向直线导轨， 所述X支架通过设置的两个滑块(图中未示)对应分别限位于Z向两直线导轨上，使得X轴向运动装置安装于Z轴向运动装置并只能在Z向作直线运动。驱动及传动方面，同理，所述滚珠丝杆通过轴承呈Z向安装于Z支架平面上，滚珠丝杆一端与涡轮减速器直接联接，减速器另一端与Z轴向驱动电机输出轴连接，滚珠丝杆的螺母(图中未示)固定于X支架上，在Z轴向电机驱动下可通过滚珠丝杆螺母带动X轴向运动装置进行上下Z向运动。
根据光学原理，被测物向上移动，越离X发射源近，其成像放大倍数越大，视场越小，反之向下，视场越大(被测面积越大)，而放大倍数越小。这样，检测平台及驱动装置可以承载着被测物品进行X、Y、Z、R四轴运动，根据检测需要进行左右、前后及旋转，对所需被测部位定位，同时可进行上下放大及缩小的操作。如此实现了 X射线精密透视成像检测设备的自动化检测性能。如图所示6的计算机及分层控制运动系统，图中计算机作为上位机，是控制系统中心，计算机在系统软件控制下对整个设备进行实时运动控制。根据计算机指令，运动控制部分分别对X、Y、Z、R四个伺服电机进行控制驱动，以控制检测平台的位置状态，从而得到被测物所需的检测部分及放大倍数。所述计算机为一台高速工业控制计算机，其主要指标为主振3. 2G，内存4G，外存 320G。计算机内安装有运动控制模块，该应用软件主要实现对设备X Y Z R各轴联动实时运动控制。运动控制部分为运动控制专用卡，其输入端分别与X、Y、Z、R轴电机驱动器连接， 该运动控制专用卡上有专用DSP芯片对相应轴运动及位置进行实时控制。
权利要求1. 一种X射线透视成像被测物的四轴运动平台，其特征在于，所述该被测物四轴运动平台包括有可旋转的R转角检测平台、Y轴向运动装置、X轴向运动装置和Z轴向运动装置， 将检测平台安装于Y轴向运动装置，然后两者整体再通过Y支架安装于X轴向运动装置，然后得到的三者整体通过X支架安装于Z轴向运动装置；所述检测平台包括有一个圆盘、空心轴承、底板和R转角伺服电机，所述圆盘中心部分材料为对X光衰减较小的有机玻璃，被检测物即放在有机玻璃上面，R转角伺服电机安装于底板之上，所述空心轴承通过其内壁固定于圆盘并与圆盘底同圆心，空心轴承通过其外壁固定于底板上，所述圆盘圆周上设有齿圈，所述R转角伺服电机通过同步带驱动齿圈，所述Y轴向运动装置包括Y支架、滚珠丝杆和Y轴向驱动电机，所述Y支架为一立体框架体，该立体框架体包括两个相互垂直的水平工作面和竖向工作面，所述水平工作面作为支持面是由两相互平行的Y向直线框架件构成，每个Y向直线框架件上均设有Y向直线导轨，所述检测平台的底板置于Y支架的水平工作面，并通过底板下设置的两个滑块对应分别限位于两直线导轨上，使得检测平台通过底板只能在Y向作直线运动；所述滚珠丝杆通过轴承呈Y向安装于Y支架侧壁上，滚珠丝杆一端与Y轴向驱动电机输出轴连接，滚珠丝杆的螺母固定于底板底面，在Y轴向电机驱动下可通过滚珠丝杆螺母副带动检物平台进行前后Y向移动；所述立体框架体，两相互垂直工作面上增加横向支撑和斜向支撑的连接件；所述χ轴向运动装置包括χ支架、滚珠丝杆和χ向驱动电机，所述χ支架上为一平面框架体，该平面框架体与Y支架中的竖向工作面为相互协同的工作面，X支架也设有两相互平行的X向直线导轨，所述Y支架的竖向工作面通过设置的两个滑块对应分别限位于X向直线导轨上，使得Y轴向运动装置安装于X轴向运动装置并只能在X向作直线运动；所述滚珠丝杆通过轴承呈X向安装于X支架平面上，滚珠丝杆一端与X轴向驱动电机输出轴连接，滚珠丝杆的螺母固定于Y支架的竖向工作面上，在X向电机驱动下可通过滚珠丝杆及螺母带动Y轴向运动装置进行左右χ向移动；所述Z轴向运动装置包括Z支架、滚珠丝杆、涡轮减速器和Z轴向驱动电机，所述Z支架上也为平面框架体，该Z支架平面框架体以Z向竖直放置，Z支架也设有两相互平行的Z 向直线导轨，所述X支架通过设置的两个滑块对应分别限位于两Z向直线导轨上，使得X轴向运动装置安装于Z轴向运动装置并只能在Z向作直线运动，所述滚珠丝杆通过轴承Z向安装于Z支架平面上，滚珠丝杆一端与涡轮减速器联接，减速器另一端与Z向驱动电机输出轴连接，滚珠丝杆的螺母固定于X支架上，在Z向电机驱动下可通过滚珠丝杆螺母副带动X 轴向运动装置进行上下Z向运动。
专利摘要一种X射线透视成像被测物的四轴运动平台，其特征在于，所述该被测物四轴运动平台包括有可旋转的R转角检测平台、Y轴向运动装置、X轴向运动装置和Z轴向运动装置，将检测平台安装于Y轴向运动装置，然后两者整体再通过Y支架安装于X轴向运动装置，然后得到的三者整体通过X支架安装于Z轴向运动装置。本实用新型对被测物件可实现多角度多方位全面检测，在多轴联动技术下可获得到三维立体检测的结果，实现对被检测物结构内部的真实情况检测，可适合用于全自动的X射线精密透视成像检测设备。
文档编号G01N23/04GK202126417SQ201120205690
公开日2012年1月25日 申请日期2011年6月17日 优先权日2011年6月17日
发明者孙嘉德, 孙珂, 趙越堂 申请人:上海现代科技发展有限公司