探伤小车定位检测方法及装置与流程

本申请涉及电气技术领域，尤其涉及一种探伤小车定位检测方法及装置。

背景技术：

钢板在生产过程中，常见的内部缺陷有折叠、夹杂、缩孔、气泡、分层以及裂纹等，缺陷的性质不同，其危害程度也不同，目前国家标准规定的锅炉板、压力容器板、船板、建筑结构等特殊用途的钢板需要进行超声波探伤，以正确判断缺陷位置、大小以及性质。

现有的对钢板进行探伤的超声波探伤设备，通常在传输钢板辊道中两个辊轴之间设置有与辊轴轴线平行的轨道，探伤小车设置在轨道上，并且可以沿轨道运动，在探伤小车上沿轨道延伸方向上依次设置有多个探头。为了对探头进行保护，只有在进行超声波波探伤时，利用驱动电机将探伤小车移动到辊道下方，利用探头对辊道上的钢板进行探伤，当不需要超声波探伤时，在利用驱动电机将探伤小车移出到辊道的外侧。另外，为了对探头进行保护，超声探头通过升降设备(例如气缸)安装在探伤小车上，在非工作状态下，升降设备带动探头平置在探伤小车上，当需要探伤时，升降设备可以推动探头直立，以便对辊道上传输的钢板进行探伤。在进行超声波探伤时，在探头和钢板之间需要加上耦合剂，一方面有利于超声波进入到钢板中，另一方面还可以减少探头和钢板之间的摩擦，目前现有的一些超声波探伤设备采用水作为耦合剂。

在实际应用中，由于辊道上传输钢板的尺寸不一致，所以在进行超声波探伤时，需要用到探伤小车上的探头的数量也不相同，因此需要控制电动机来控制移动到辊道下方的探头数量，现有的探伤小车主要采用编码器来控制电动机的转动圈数，进而对探伤小车的移动位置进行定位，在对钢板探伤时，探头数量的多少受探伤小车移动至辊道下方的长度决定，所以编码器和探头的工作情况密切相关。

但对于采用水作为耦合剂的探伤小车而言，由于在探伤时，作为耦合剂的水会四处飞溅，加上超声波探伤时的工作环境恶劣，会导致编码器工作不稳定，探伤小车定位不准确，经常出现需要探伤时探伤小车卡在辊道中间不动作而封锁辊道，探头被撞坏或定位不准导致探伤小车退出工作位置等问题，一旦出现问题，不仅造成严重的经济损失，而且修复费时费力，严重影响生产效率。

技术实现要素：

本申请公开了一种探伤小车定位检测方法及装置，以解决背景技术中小车定位不准确的问题。

为解决上述技术问题，本申请公开如下技术方案：

一种探伤小车定位检测方法，用于对安装在轨道上的探伤小车的定位情况进行检测，所述轨道安装在辊道下方，且所述轨道的延伸方向与所述辊道上辊轴的轴线相平行；所述探伤小车上设置有均匀间隔的多个探头，所述探伤小车通过驱动电机在所述轨道上运行，所述轨道上设置有第一限位机构和第二限位机构，所述第一接近开关和所述第二接近开关分别设置在所述探伤小车两端；所述第一接近开关在与所述第一限位机构接触时产生触发信号，所述第二接近开关在与所述第二限位机构接触时产生触发信号；所述探伤小车安装有多个所述光电门检测器，所述光电门检测器的数量与所述探伤小车上多个探头的数量相同，且所述光电门检测器的安装位置和所述探头的安装位置一一对应；所述辊道的入口位置设置有挡板，所述挡板的安装位置与多个所述光电门检测器的安装位置相对应，当所述探伤小车沿所述轨道运动时，所述挡板依次对每个光电门检测器进行遮挡；

所述探伤小车初始位置与所述第一接近开关相接触；所述方法包括：

利用所述第一限位机构和第二限位机构之间的距离以及所述驱动电机的转速，计算所述探伤小车由所述第一限位机构和第二限位机构之间的运动时长，并且确定包含所述运动时长的时长区间；

在所述探伤小车开始运动后，当所述第一接近开关停止生成触发信号时，开始计时，得到计时时长；

在所述探伤小车运动过程中，当任意一个所述光电门检测器输出计数信号时，累计计数，得到计数值；

当所述计时时长位于所述时长区间内、所述第二接近开关输出触发信号且所述计数值等于所有探头的数量时，确定所述探伤小车无定位故障。

可选地，所述方法还包括：

当所述计时时长小于所述时长区间的最小值、所述第二接近开关未输出触发信号且所述计数值小于所有探头的数量时，确定所述探伤小车定位故障，并生成第一故障信号。

可选地，所述方法还包括：

当所述计时时长小于所述时长区间的最小值、所述第二接近开关输出触发信号且所述计数值等于所有探头的数量时，确定所述探伤小车定位故障，并生成第二故障信号。

可选地，所述方法还包括：

当所述计时时长大于所述时长区间的最大值、所述第二接近开关输出触发信号且计数值等于所有探头的数量时，确定所述探伤小车定位故障，并生成第三故障信号。

可选地，所述方法还包括：

当所述及时时长大于所述时长区间的最大值、所述第二接近开关未输出触发信号且计数值小于所有探头的数量时，确定所述探伤小车定位故障，并生成第四故障信号。

可选地，所述方法还包括：

当确定所述探伤小车无定位故障或出现定位故障时，生成制动信号，并将所述制动信号发送给所述驱动电机，以使所述驱动电机停止转动；

或者，

当生成第一故障信号、第二故障信号或第三故障信号，将所述第一故障信号、第二故障信号和第三故障信号均发送给预设故障报警器，以使所述报警器进行报警。

一种探伤小车定位检测装置，包括：

区间设置单元，用于利用所述第一限位机构和第二限位机构之间的距离以及所述驱动电机的转速，计算所述探伤小车由所述第一限位机构和第二限位机构之间的运动时长，并且确定包含所述运动时长的时长区间；

计时单元，用于在所述探伤小车开始运动后，当所述第一接近开关停止生成触发信号时，开始计时，得到计时时长；

计数单元，用于在所述探伤小车运动过程中，当任意一个所述光电门检测器输出计数信号时，累计计数，得到计数值；

第一确定单元，用于当所述计时时长位于所述时长区间内、所述第二接近开关输出触发信号且所述计数值等于所有探头的数量时，确定所述探伤小车无定位故障。

可选地，所述装置还包括：

第二确定单元，用于当所述计时时长小于所述时长区间的最小值、所述第二接近开关未输出触发信号且所述计数值小于所有探头的数量时，确定所述探伤小车定位故障；第一故障信号生成单元，用于当所述第二确定单元确定所述探伤小车定位故障时，生成第一故障信号；

或者；

第三确定单元，用于当所述计时时长小于所述时长区间的最小值、所述第二接近开关输出触发信号且所述计数值等于所有探头的数量时，确定所述探伤小车定位故障；第二故障信号生成单元，用于当所述第三确定单元确定所述探伤小车定位故障时，生成第二故障信号；

或者；

第四确定单元，用于当所述计时时长大于所述时长区间的最大值、所述第二接近开关输出触发信号且计数值等于所有探头的数量时，确定所述探伤小车定位故障；第三故障信号生成单元，用于当所述第四确定单元确定所述探伤小车定位故障时，生成第三故障信号；

或者，

第五确定单元，用于当所述及时时长大于所述时长区间的最大值、所述第二接近开关未输出触发信号且计数值小于所有探头的数量时，确定所述探伤小车定位故障，第四故障信号生成单元，用于当所述第五确定单元确定所述探伤小车定位故障时，生成第四故障信号。

可选地，所述装置还包括：

制动信号生成单元，用于当确定所述探伤小车无定位故障或出现定位故障时，生成制动信号；制动信号发送单元，用于将所述制动信号发送给所述驱动电机，以使所述驱动电机停止移动。

可选地，所述装置还包括：

报警信号发送单元，用于当生成第一故障信号、第二故障信号或第三故障信号，将所述第一故障信号、第二故障信号和第三故障信号均发送给预设故障报警器，以使所述报警器进行报警。

本公开的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：

本申请实施例提供的该方法，在探伤小车按照设定的工作参数在轨道上运行时，可以对探伤小车是否准确运动到工作位置的定位情况进行检测，当探伤小车按照设定的工作参数无法准确运动到工作位置时，该检测设备将会确定为探伤小车存在故障，并且生成故障信号，因此，该检测设备可以快速准确对对探伤小车的定位情况进行检测。

该方法由于可以通过三个条件对探伤小车是否准确运动到工作位置的定位情况进行检测，当探伤小车按照设定的工作参数可以准确地运动到工作位置时，该定位检测方法才确定探伤小车定位准确无误，否则，就确定探伤小车存在定位异常，需要对探伤小车进行调试。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。

为了更清楚地说明本申请实施例或背景技术中的技术方案，下面将对实施例或背景技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的一种场景示意图；

图2为本申请实施例提供的另一种场景示意图；

图3为本申请实施例提供的一种探伤小车的结构示意图；

图4为本申请实施例提供的探伤小车检测设备的部件连接示意图；

图5为本申请实施例提供的该探伤小车定位检测方法的流程示意图；

图6为本申请实施例提供的一种场景示意图；

图7为本申请实施例提供的另一种场景示意图；

图8为本申请实施例提供的又一种场景示意图；

图9为本申请实施例提供的该探伤小车定位检测装置的结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

图1为本申请实施例提供的辊道的结构示意图。图2为本申请实施例提供的辊道安装剖视示意图。

如图1和图2所示，辊道包括多个辊轴201，每个辊轴201的两端均安装在辊轴基座203上，在辊道的辊道下方设置有轨道202，在探伤区域内相邻每两个辊轴201之间均设置有一条轨道202，轨道202的延伸方向与辊轴201的轴线相平行，探伤小车300可以沿轨道202进行往复运动。

图3为本申请实施例提供的一种探伤小车的结构示意图。

如图3所示，该探伤小车300包括车架301、驱动电机302和多个探头303，驱动电机302安装在车架301上，并且驱动电机302通过行进机构(图中未示出，可以为齿轮、丝杆或驱动轮)可以驱动车架301在沿轨道202延伸方向上进行往复运动。

如图3所示，多个探头303在车架301上沿轨道延伸方向一字排开，相邻探头303之间设置有间隔，并且相邻探头303之间间隔距离相等。在本申请实施例中，为了避免探头在非工作状态下(即不进行探伤时)出现损坏，所以，每个探头303均通过升降架304安装在车架301上，这样，探头在初始状态时，可以通过升降架304收回探头，使得探头平放在探伤小车上，当需要对钢板进行探伤时，在探伤小车300移动到辊道下方时，再通过升降架304将探头303竖直升起，以对辊道上传输的钢板进行探伤。

图4为本申请实施例提供的探伤小车检测设备的部件连接示意图。

参考上述图1-3，如图4所示，本申请实施例提供的该探伤小车检测设备包括：第一接近开关10、第二接近开关11、挡板12、计时器13、计数器14、处理器15、第一限位机构16、第二限位机构17和多个光电门检测器18。

第一接近开关10和第二接近开关11分别设置在探伤小车的车架301的两端，另外，在轨道的两端分别设置有第一限位机构16和第二限位机构17，在本申请实施例中，限位机构可以为限位挡板或限位块等，并且第一限位机构16的位置与第一接近开关10的位置相对应，第二限位机构17与第二接近开关10的位置相对应，这样，当第一接近开关在与第一限位机构16接触时产生触发信号，第二接近开关在与第二限位机构接触时也会产生触发信号。

在本申请实施例中，第一接近开关和第二接近开关均相当于行程开关，用于分别限定探伤小车在轨道202上运动。在本申请其它实施例中，还可以将接近开关设置在轨道上，而将限位机构设置在车架上，也即接近开关只要能检测到探伤小车在轨道上运动的两端极限位置即可，其安装方式不应构成限定。

如图3所示，多个光电门检测器18均安装在探伤小车的车架301上，光电门检测器18的数量与探伤小车上多个探头303的数量相同，且光电门检测器18的安装位置和探头303的安装位置一一对应；也即，每个探头303侧面均安装有一个光电门检测器18。

如图1和图2所示，挡板12安装在辊道的入口位置，挡板12的安装位置与多个光电门检测器18的安装位置相对应，当探伤小车沿轨道运动时，挡板12依次对每个光电门检测器18进行遮挡。

在本申请实施例中，光电门检测器包括：光发射器、光接收器和信号发生器，光发射器的发射光束对准光接收器；信号发生器的输入端与光接收器的输出端相连接，当光接收器检测到光束遮挡，生成触发信号并发送给信号发生器；信号发生器的输出端与计数器的输入端相连接，信号发生器接收到触发信号后，生成计数信号，并将计数信号发送给所述计数器，以便所述计数器根据所述计数信号进行计数。通过上述光电门检测器和挡板12的设计，可以使得在探伤小车运动时，每当一个光电门检测器经过挡板12时，通过光电门检测器生成的触发信号，可以知道小车在轨道上的位置。

可选地，在本申请实施例中，光发射器和光接收器位于一条直线上，且光发射器和光接收器所在的直线与轨道所在平面相垂直；光发射器和光接收器之间设置有间隔，且探伤小车运动时，挡板穿过所有光电门检测器中光发射器和光接收器之间的间隔。

计时器13的信号输入端与第一接近开关相连接，计时器的信号输出端与处理器的输入端相连接，计时器在第一接近开关的触发信号中断时开始计时，得到计时时长。计时器13用于在第一接近开关的触发信号中断时，开始计时，用于对探伤小车在轨道上运行的时间进行测量。

计数器的信号输入端分别与所有光电门检测器相连接，计数器在任意一个光电门检测器输出触发信号时，进行计数，得到计数值。

处理器的输入端分别与计数器、计时器的输出端相连接，处理器根据计时时长以及计数值可以掌握小车在轨道上的运行位置。在本申请实施例中，处理器可以为PLC(Programmable Logic Controller,可编程逻辑控制器)。在一些可选的实施例中，计数器和计时器还可以不采用单独的器件，而是集成在PLC中。

图5为本申请实施例提供的该探伤小车定位检测方法的流程示意图。

探伤小车的初始位置与第一接近开关相接触，在本申请实施例中，如图5所示，该方法可以包括以下步骤。

S101，利用所述第一限位机构和第二限位机构之间的距离以及所述驱动电机的转速，计算所述探伤小车由所述第一限位机构和第二限位机构之间的运动时长，并且确定包含所述运动时长的时长区间。

由于小车在移动时，无法做到实际定位位置和理想位置之间完全一直，所以在本申请实施例中，可以设置一个允许的误差范围。以运动时长t0为例，时长区间可以选择为[t0-5s,t0+5s]，即以运动时长前后5秒的时间端为时长区间。

S102，在所述探伤小车开始运动后，当所述第一接近开关停止生成触发信号时，开始计时，得到计时时长。

第一接近开关在探伤小车处于初始位置时，如图6所示，持续产生触发信号，但小车移动后，第一接近开关的感应模块和触发模块分离，进而第一接近开关的触发信号中断。例如由图6到图7，探伤小车开始沿轨道向右运动。

S103，在所述探伤小车运动过程中，当任意一个所述光电门检测器输出计数信号时，累计计数，得到计数值。

如图7所示，由于挡板的位置和光电门检测器的位置相对应，当每个光电门检测器通过挡板所在位置，均会对光电门检测器形成遮挡，所以通过光电门检测器的计数检测，可以判断出当前探伤小车上第几个探头移动至挡板所在的位置。

S104，当所述计时时长位于所述时长区间内、所述第二接近开关输出触发信号且所述计数值等于所有探头的数量时，确定所述探伤小车无定位故障。

在该步骤中，如果计时时长等于时长区间，也即小车的运动位置位于允许的误差范围内。第二接近开关输出触发信号，表示第二接近开关与第二限位机构17相接触，第二接近开关相当于行程开关，这从另一方面来说，小车的运行位置已经到了极限位置，如图8所示。

计数值等于所有探头的数量，表示所有探头均已移动到辊道下方，也即探伤小车运动到了理想的探伤位置。

通过上面三个条件综合判断，可以得出探伤小车在设定的工作参数下，运行到的位置与理想位置相符，定位情况准确无误，符合要求。所以当这三个条件均满足时，可以确定探伤小车没有定位方面的故障。

本申请实施例提供的该方法，在探伤小车按照设定的工作参数在轨道上运行时，可以通过三个条件对探伤小车是否准确运动到工作位置的定位情况进行检测，当探伤小车按照设定的工作参数可以准确地运动到工作位置时，该定位检测方法才确定探伤小车定位准确无误，否则，就确定探伤小车存在定位异常，需要对探伤小车进行调试。

在本申请其它实施例中，该方法还可以包括以下步骤。

当所述计时时长小于所述时长区间的最小值、所述第二接近开关未输出触发信号且所述计数值小于所有探头的数量时，确定所述探伤小车定位故障，并生成第一故障信号。

在该步骤中，当计时时长小于时长区间的最小值，表示第二限位机构距离第一限位机构的实际距离大于计算时长区间时的设定距离，所以，在小车按照设定距离运行时，小车上的第二接近开关无法接触到第二限位机构，因此，出现定位错误。此时需要技术人员对第一接近开关或第一限位机构，以及，第二接近开关或第二限位机构的位置进行调整。

在本申请其它实施例中，该方法还可以包括以下步骤：

当所述计时时长小于所述时长区间的最小值、所述第二接近开关输出触发信号且所述计数值等于所有探头的数量时，确定所述探伤小车定位故障，并生成第二故障信号。

在该实施例中，虽然计时时长小于时长区间的最小值，但由于第二接近开关输出触发信号，并且探头数量等于所有探头的数量，说明小车已经运动到理想探伤位置，此时表明探伤小车运动过快，提前到达理想探伤位置，因此，出现定位错误，此时需要技术人员对探伤小车上的驱动电机的转动速率进行调整。

在本申请其它实施例中，该方法还可以包括以下步骤。

当所述计时时长大于所述时长区间的最大值、所述第二接近开关输出触发信号且计数值等于所有探头的数量时，确定所述探伤小车定位故障，并生成第三故障信号。

在该实施例中，虽然第二接近开关输出触发信号，并且计数值等于所有探头的数量，但由于计时时长大于时长区间的最大值，所以探伤小车仍然定位错误。这种情况下，出现故障的位置可能是第一限位机构和第二限位机构之间的距离设置有误，此时技术人员需要对探伤小车的第一接近开关或第一限位机构，以及，第二接近开关或第二限位机构的位置进行调整。

在本申请其它实施例中，该方法还可以包括一下步骤。

当所述及时时长大于所述时长区间的最大值、所述第二接近开关未输出触发信号且计数值小于所有探头的数量时，确定所述探伤小车定位故障，并生成第四故障信号。

在该实施例中，上述提到的三个条件，没有一个条件满足，那么说明此时探伤小车定位完全错误，因此需要技术人员重新对参数进行调整，然后再进行测试。

在本申请实施例中，该方法还可以包括以下步骤。

当确定所述探伤小车无定位故障或出现定位故障时，生成制动信号，并将所述制动信号发送给所述驱动电机。

无论那种定位测试结果，均需要控制驱动电机停止转动，进而使得探伤小车停止运动，以避免对驱动电机造成损坏。另外，在实际应用时，为了保险起见，还可以在第二接近开关输出触发信号时，无论定位检测结果如何，都要控制驱动电机停止运转，这是由于当第二接近开关输出触发信号，表示探伤小车已经运动到极限位置，如果此时驱动电机仍然转动，那么就可能出现导致驱动电机损坏或小车脱离轨道等问题出现。

在本申请实施例中，该方法还可以包括以下步骤。

当生成第一故障信号、第二故障信号或第三故障信号，将所述第一故障信号、第二故障信号和第三故障信号均发送给预设故障报警器，以使所述报警器进行报警。

通过报警器进行报警，可以快速让技术人员知道出现定位故障，以便后续进行检测和调试。另外，针对不同的故障信号，在进行报警时，还可以进行区分，以使技术人员可以快速区分出故障类型，进而更加有针对性的进行故障调试。

在前述图5所示方法实施例的基础上，本申请实施例还提供了一种探伤小车定位检测装置，如图9所示，该探伤小车定位检测装置包括：区间设置单元01、计时单元02、计数单元03和第一确定单元04，其中，

区间设置单元01，用于利用所述第一限位机构和第二限位机构之间的距离以及所述驱动电机的转速，计算所述探伤小车由所述第一限位机构和第二限位机构之间的运动时长，并且确定包含所述运动时长的时长区间；

计时单元02，用于在所述探伤小车开始运动后，当所述第一接近开关停止生成触发信号时，开始计时，得到计时时长；

计数单元03，用于在所述探伤小车运动过程中，当任意一个所述光电门检测器输出计数信号时，累计计数，得到计数值；

第一确定单元04，用于当所述计时时长位于所述时长区间内、所述第二接近开关输出触发信号且所述计数值等于所有探头的数量时，确定所述探伤小车无定位故障。

在本申请其它实施例中，该装置还可以包括：

第二确定单元，用于当所述计时时长小于所述时长区间的最小值、所述第二接近开关未输出触发信号且所述计数值小于所有探头的数量时，确定所述探伤小车定位故障；

第一故障信号生成单元，用于当所述第二确定单元确定所述探伤小车定位故障时，生成第一故障信号；

在本申请其它实施例中，该装置还可以包括：

第三确定单元，用于当所述计时时长小于所述时长区间的最小值、所述第二接近开关输出触发信号且所述计数值等于所有探头的数量时，确定所述探伤小车定位故障；

第二故障信号生成单元，用于当所述第三确定单元确定所述探伤小车定位故障时，生成第二故障信号。

在本申请其它实施例中，该装置还可以包括：

第四确定单元，用于当所述计时时长大于所述时长区间的最大值、所述第二接近开关输出触发信号且计数值等于所有探头的数量时，确定所述探伤小车定位故障；第三故障信号生成单元，用于当所述第四确定单元确定所述探伤小车定位故障时，生成第三故障信号。

在本申请其它实施例中，该装置还可以包括：

第五确定单元，用于当所述及时时长大于所述时长区间的最大值、所述第二接近开关未输出触发信号且计数值小于所有探头的数量时，确定所述探伤小车定位故障，

第四故障信号生成单元，用于当所述第五确定单元确定所述探伤小车定位故障时，生成第四故障信号。

在本申请其它实施例中，该装置还可以包括：

制动信号生成单元，用于当确定所述探伤小车无定位故障或出现定位故障时，生成制动信号；

制动信号发送单元，用于将所述制动信号发送给所述驱动电机，以使所述驱动电机停止移动。

在本申请其它实施例中，该装置还可以包括：

报警信号发送单元，用于当生成第一故障信号、第二故障信号或第三故障信号，将所述第一故障信号、第二故障信号和第三故障信号均发送给预设故障报警器，以使所述报警器进行报警。

需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本申请的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。