工业CT成像控制系统及控制方法与流程

本发明涉及工业ct技术，尤其涉及一种工业ct成像控制系统及控制方法。

背景技术：

工业ct(computedtomography，电子计算机断层扫描)成像系统是以辐射成像技术为核心，将核技术、计算机、自动化控制等集于一体的先进无损检测设备。工业ct成像系统可给出被检测对象的断层图像，再现物体内部结构、密度分布、缺陷位置等，可对被检测对象的内部结构、缺陷进行定量检测。工业ct成像系统可用于零部件及整体内部缺陷的定量检测、装配正确性检查，可实现机械反演工程应用等，已广泛应用于航天、航空、兵器、铁路、船舶、电子、机械等诸多领域。

目前，常见工业ct成像系统的操作台包括x轴、y轴和z轴，可以实现三个方向上的移动，满足不同工件的检测需求。而现有技术中，x轴、y轴和z轴主要通过用户手动调整的方式实现移动，调整过程复杂、繁琐，效率低下，且定位不准确。

技术实现要素：

本发明提供一种工业ct成像控制系统及控制方法，用以解决现有技术中工业ct成像系统调整过程繁琐、效率低下的技术问题。

本发明提供一种工业ct成像控制系统，包括：上位机、控制器、伺服驱动模块、反馈模块；

所述上位机与所述控制器连接，用于接收用户指令，并根据用户指令向所述控制器发送控制指令；

所述控制器与所述伺服驱动模块连接，用于根据所述控制指令以及操作台的状态信息对所述伺服驱动模块进行控制；

所述伺服驱动模块，用于在所述控制器的控制下驱动所述操作台移动；

所述反馈模块与所述控制器连接，用于获取操作台的状态信息，并将所述状态信息发送给所述控制器。

进一步地，所述反馈模块包括：位移传感器和/或速度传感器；

所述操作台的状态信息包括：所述操作台x轴/y轴/z轴的位移或速度。

进一步地，所述反馈模块还包括：dsp处理器；

所述dsp处理器与所述控制器连接，用于获取位移传感器或速度传感器检测到的实际位移或速度，根据所述实际位移或速度确定所述伺服驱动模块是否正常，若不正常，则将误差数据发送给所述控制器。

进一步地，所述伺服驱动模块包括：

x轴伺服驱动器，与所述控制器连接，用于控制x轴伺服电机动作；

y轴伺服驱动器，与所述控制器连接，用于控制y轴伺服电机动作；

z轴伺服驱动器，与所述控制器连接，用于控制z轴伺服电机动作；

转盘伺服驱动器，与所述控制器连接，用于控制转盘伺服电机动作；

x轴伺服电机，与所述x轴伺服驱动器连接，用于在所述x轴伺服驱动器的控制下驱动x轴动作；

y轴伺服电机，与所述y轴伺服驱动器连接，用于在所述y轴伺服驱动器的控制下驱动y轴动作；

z轴伺服电机，与所述z轴伺服驱动器连接，用于在所述z轴伺服驱动器的控制下驱动z轴动作；

转盘伺服电机，与所述转盘伺服驱动器连接，用于在所述转盘伺服驱动器的控制下执行转盘动作；

第一滤波电感，与所述x轴伺服驱动器连接；

第二滤波电感，与所述y轴伺服驱动器连接；

第三滤波电感，与所述z轴伺服驱动器连接；

第四滤波电感，与所述转盘伺服驱动器连接。

进一步地，所述系统还包括：主控电路，与所述伺服驱动模块连接，用于对所述伺服驱动模块进行启停控制。

进一步地，所述主控电路包括：主回路以及与所述主回路连接的开关电源支路、照明支路、射线控制装置支路；

所述主回路包括：

保护装置，用于在出现短路故障时进行熔断保护；

钥匙开关，与控制开关连接，用于钥匙启动操作；

现场急停开关，与所述控制开关连接，用于现场急停操作；

远程急停开关，与所述控制开关连接，用于远程急停操作；

控制开关，用于在所述钥匙开关、所述现场急停开关和所述远程急停开关的控制下实现主回路的断开/闭合操作；

所述开关电源支路包括：开关电源空气开关，用于开关电源的开关控制；

所述照明支路包括：铅房内照明空气开关，用于铅房内照明的开关控制；

所述射线控制装置支路：射线控制装置供电开关，用于射线控制装置的开关控制。

进一步地，所述控制器为plc控制器；

所述plc控制器通过can接口连接所述伺服驱动模块，通过rs485以及usb接口连接所述上位机。

进一步地，所述上位机具体用于：

接收用户设置的配方数据表，所述配方数据表中包括工件标识及所述工件标识对应的控制指令；

接收用户指令，所述用户指令中包括被测工件的标识；

根据所述被测工件的标识查询所述配方数据表，并将对应的控制指令发送给所述控制器。

进一步地，所述上位机为工控机或智能终端；

所述上位机还用于：

获取x射线照射物体图像，并显示给用户；

获取用户在所述图像上点击的位置，并根据点击位置向所述控制器发送相应的控制指令。

本发明还提供一种基于上述任一项所述工业ct成像控制系统的控制方法，包括：

接收上位机发送的控制指令；

接收反馈模块发送的操作台的状态信息；

根据所述控制指令以及操作台的状态信息，对所述伺服驱动模块进行控制，以使所述伺服驱动模块驱动所述操作台移动。

本发明提供的工业ct成像控制系统及控制方法，包括上位机、控制器、伺服驱动模块、反馈模块，所述上位机与所述控制器连接，用于接收用户指令，并根据用户指令向所述控制器发送控制指令，所述控制器与所述伺服驱动模块连接，用于根据所述控制指令以及操作台的状态信息对所述伺服驱动模块进行控制，所述伺服驱动模块，用于在所述控制器的控制下驱动所述操作台移动，所述反馈模块与所述控制器连接，用于获取操作台的状态信息，并将所述状态信息发送给所述控制器，能够实现x轴、y轴和z轴的自动调整，简单方便，有效提高了作业效率和定位准确性。

附图说明

图1为本发明实施例一提供的工业ct成像控制系统的结构框图；

图2为本发明实施例一提供的工业ct成像控制系统中控制器与伺服驱动模块的连接示意图；

图3为本发明实施例二提供的工业ct成像控制系统中主控电路的示意图；

图4为本发明实施例二提供的工业ct成像控制系统中上位机的用户操作界面示意图；

图5为本发明实施例三提供的控制方法的流程图。

附图标记：

1-上位机2-控制器3-伺服驱动模块

301-x轴伺服驱动器302-y轴伺服驱动器303-z轴伺服驱动器

304-x轴伺服电机305-y轴伺服电机306-z轴伺服电机

4-反馈模块

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本申请实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。在本申请实施例中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。

应当理解，本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

取决于语境，如在此所使用的词语“如果”、“若”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”或“响应于检测”。类似地，取决于语境，短语“如果确定”或“如果检测(陈述的条件或事件)”可以被解释成为“当确定时”或“响应于确定”或“当检测(陈述的条件或事件)时”或“响应于检测(陈述的条件或事件)”。

还需要说明的是，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商品或者系统不仅包括那些要素，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商品或者系统所固有的要素。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商品或者系统中还存在另外的相同要素。

实施例一

本发明实施例一提供一种工业ct成像控制系统。图1为本发明实施例一提供的工业ct成像控制系统的结构框图。如图1所示，本实施例中的系统，可以包括：上位机1、控制器2、伺服驱动模块3、反馈模块4；

所述上位机1与所述控制器2连接，用于接收用户指令，并根据用户指令向所述控制器2发送控制指令；

所述控制器2与所述伺服驱动模块3连接，用于根据所述控制指令以及操作台的状态信息对所述伺服驱动模块3进行控制；

所述伺服驱动模块3，用于在所述控制器2的控制下驱动所述操作台移动；

所述反馈模块4与所述控制器2连接，用于获取操作台的状态信息，并将所述状态信息发送给所述控制器2。

其中，所述上位机1可以为工业控制计算机、智能手机、平板设备或其它智能终端。用户可以通过所述上位机1输入用户指令。所述用户指令可以是控制操作台的x轴、y轴或z轴移动到相应位置或以相应速度移动的指令。

所述上位机1可以根据用户指令来向所述控制器2发送控制指令。所述控制器2可以为plc(programmablelogiccontroller，可编程逻辑控制器2)控制器2，所述上位机1可以通过rs485总线使用modbus_rtu协议来与plc控制器2进行数据传输。

所述控制器2与所述伺服驱动模块3连接，用于根据所述控制指令以及操作台的状态信息对所述伺服驱动模块3进行控制。所述伺服驱动模块3用于驱动x轴、y轴和z轴移动。所述plc控制器2可以采用三轴同步控制方式，调节更快速、更准确。

所述伺服驱动模块3可以包括：x轴伺服驱动器301、y轴伺服驱动器302、z轴伺服驱动器303，与所述控制器2连接，分别用于控制x轴伺服电机304、y轴伺服电机305、z轴伺服电机306动作；x轴伺服电机304、y轴伺服电机305、z轴伺服电机306，分别与x轴伺服驱动器301、y轴伺服驱动器302、z轴伺服驱动器303对应连接，用于在对应的伺服驱动器的控制下驱动x轴、y轴、z轴动作。

图2为本发明实施例一提供的工业ct成像控制系统中控制器2与伺服驱动模块3的连接示意图。

如图2所示，控制器2可以与x轴伺服驱动器301连接，对x轴伺服驱动器301进行控制，x轴伺服驱动器301与x轴伺服电机304连接，用于在控制器2的控制下驱动x轴伺服电机304动作，x轴伺服电机304在x轴伺服驱动器301的控制下驱动x轴动作，例如控制x轴向前/向后移动一定距离或者以一定速度移动。

类似地，控制器2还可以与y轴伺服驱动器302连接，对y轴伺服驱动器302进行控制，y轴伺服驱动器302与y轴伺服电机305连接，用于在控制器2的控制下驱动y轴伺服电机305动作，y轴伺服电机305在y轴伺服驱动器302的控制下驱动y轴动作，例如控制y轴向前/向后移动一定距离或者以一定速度移动。

控制器2还与z轴伺服驱动器303连接，对z轴伺服驱动器303进行控制，z轴伺服驱动器303与z轴伺服电机306连接，用于在控制器2的控制下驱动z轴伺服电机306动作，z轴伺服电机306在z轴伺服驱动器303的控制下驱动z轴动作，例如控制z轴向前/向后移动一定距离或者以一定速度移动。

进一步地，所述伺服控制模块还可以包括：转盘伺服驱动器和转盘伺服电机。转盘伺服驱动器与所述控制器2连接，用于控制转盘伺服电机动作；转盘伺服电机与所述转盘伺服驱动器连接，用于在所述转盘伺服驱动器的控制下执行转盘动作。

上述的各伺服驱动器和伺服电机可以采用台达ads-a2系列。各伺服驱动器可以使用canopen总线与plc控制器2连接，接收plc控制器2的控制信号，驱动相应的伺服电机作出相应的动作，如：速度运行，位置运行等。

plc控制器2、伺服控制器2和伺服电机之间的连接和控制方式属于现有技术，伺服电机控制轴向前/向后移动一定距离或者以一定速度移动的方法也属于现有技术，本实施例中不再赘述。

进一步地，所述伺服控制模块还可以包括：四个滤波电感，分别与所述x轴伺服驱动器301、所述y轴伺服驱动器302、所述z轴伺服驱动器303和所述转盘伺服驱动器连接，防止电路的干扰。具体地，四个滤波电感可以包括：第一滤波电感，与所述x轴伺服驱动器301连接；第二滤波电感，与所述y轴伺服驱动器302连接；第三滤波电感，与所述z轴伺服驱动器303连接；第四滤波电感，与所述转盘伺服驱动器连接。每个滤波电感可以连接在对应的伺服驱动器的电源端。

所述反馈模块4与所述控制器2连接，用于获取操作台的状态信息，并将所述状态信息发送给所述控制器2。

所述反馈模块4可以包括：位移传感器或速度传感器，所述操作台的状态信息包括：所述操作台x轴/y轴/z轴的位移或速度。

例如，所述位移传感器可以为光栅尺，所述光栅尺可以用于测量x轴、y轴、z轴的位移，并将测量的位移发送给控制器2。

进一步地，所述反馈模块4还可以包括：dsp(digitalsignalprocessing，数字信号处理)处理器；所述dsp处理器与所述控制器2连接，用于获取所述位移传感器或速度传感器检测到的状态信息，并将所述状态信息发送给所述控制器2。

控制器2可以根据反馈模块4发送的状态信息来校准伺服驱动模块3中的伺服电机运行。

例如，若上位机1向控制器2发送的控制指令为控制x轴向前移动10mm，则控制器2可以向伺服驱动模块3发送控制信号，控制伺服驱动电机驱动x轴向前移动，反馈模块4中的光栅尺检测x轴的位移，并反馈给控制器2。若x轴位移还未到10mm，则控制器2可以继续控制伺服驱动模块3驱动x轴向前移动，直至光栅尺检测到的x轴的位移达到10mm。

或者，dsp处理器也可以通过光栅尺检测的数据来校准伺服电机运行是否正常。若不正常，则dsp控制器2将误差数据作为所述状态信息反馈到plc控制器2中，plc控制器2根据该误差数据再次驱动伺服驱动模块3，使各轴伺服电机作相应的调整，这样形成了一个完整的闭环调整电路，使控制精度得到稳定的提升。

具体地，所述dsp处理器获取位移传感器或速度传感器检测到的实际位移或速度，根据所述实际位移或速度与设定的位移或速度确定所述伺服驱动模块是否正常，若不正常，则将实际位移或速度与设定的位移或速度之间的误差数据发送给所述控制器。

例如，用户设定x轴的移动速度为10mm/s，所述dsp处理器获取速度传感器检测到的实际速度，若实际速度也是10mm/s，则说明伺服驱动模块正常，不需要进行校准，若实际速度不是10mm/s，则说明伺服驱动模块不正常，此时可以计算实际速度与设定速度之间的误差数据，并将误差数据作为状态信息发送给所述控制器。

本实施例提供的工业ct成像控制系统，包括上位机1、控制器2、伺服驱动模块3、反馈模块4，所述上位机1与所述控制器2连接，用于接收用户指令，并根据用户指令向所述控制器2发送控制指令，所述控制器2与所述伺服驱动模块3连接，用于根据所述控制指令以及操作台的状态信息对所述伺服驱动模块3进行控制，所述伺服驱动模块3，用于在所述控制器2的控制下驱动所述操作台移动，所述反馈模块4与所述控制器2连接，用于获取操作台的状态信息，并将所述状态信息发送给所述控制器2，能够实现x轴、y轴和z轴的自动调整，简单方便，有效提高了作业效率和定位准确性。

实施例二

本发明实施例二提供一种工业ct成像控制系统。本实施例是在实施例一提供的技术方案的基础上，增加了主控电路对伺服驱动模块进行启停控制。

具体地，所述主控电路可以包括：主回路以及与所述主回路连接的开关电源支路、照明支路、射线控制装置支路。

图3为本发明实施例二提供的工业ct成像控制系统中主控电路的示意图。如图3所示，主控电路可以包括：

总电路开关qf0，连接电源，用于系统的上下电控制，其中，电源采用市ac220v供电，ac220v要求市电电网波动在±10％以内，最高电压ac250v，qf1为主回路开关；

保护装置fu1，连接在所述主控电路的主回路中，用于在出现短路故障时进行熔断保护，具体地，在出现短路的故障时，fu1会熔断，对整个电路起到保护的作用；

钥匙开关sa1，连接在所述主控电路的主回路中，与控制开关km1连接，用于钥匙启动操作；

现场急停开关s3，连接在所述主控电路的主回路中，与所述控制开关km1连接，用于现场急停操作；

远程急停开关s4，连接在所述主控电路的主回路中，与所述控制开关km1连接，用于远程急停操作；

控制开关km1，用于在所述钥匙开关sa1、所述现场急停开关s3和所述远程急停开关s4的控制下实现主回路的断开/闭合操作，还可以实现对主回路的保护。

控制开关km1可以采用继电器等来实现。控制开关km1可以包括线圈部分和开关部分，线圈部分在图3中s4下方，开关部分连接在线路n1和n2、l1和l2之间。主回路的控制过程是：用户在控制柜外部合上总开关qf0(qf1在控制柜内一般不断开)，打开钥匙开关sa1，这时控制开关km1的线圈部分得电，控制开关km1的开关部分闭合，电路开始正常工作。

若用户断开现场急停开关s3或远程急停开关s4，则控制开关km1的线圈部分失电，控制开关km1的开关部分断开，电路停止工作。

进一步地，所述主控电路还包括：

开关电源空气开关qf2，连接在开关电源支路中，用于开关电源的开关控制；

铅房内照明空气开关qf3，连接在照明支路中，用于铅房内照明的开关控制；

射线控制装置供电开关qf4，连接在射线控制装置支路中，用于射线控制装置的开关控制。

图3中的l0至l5、n0至n5、a0至a2、hl1至hl3分别为不同线路的标号，用于电器连接。

本实施例提供的工业ct成像控制系统，增加了主控电路对伺服驱动模块进行启停控制，方便用户对控制系统进行操控，为用户提供了便利。

进一步地，本实施例中，plc控制器可以采用台达dvp10mct，所述系统还可以包括扩展模块，扩展模块采用dvp16sp11r8入8出模块，连接plc控制器，用于x、y、z轴的限位控制。

plc控制器的can口与伺服驱动模块的各个can口相连，所述plc控制器与伺服驱动模块之间可以采用canopen总线高速传递数据。扩展模块的rs485串口通过rs485转换成usb口，连接上位机，接收上位机的数据。

进一步地，所述上位机可以用于：接收用户设置的配方数据表，所述配方数据表中包括工件标识及所述工件标识对应的控制指令；接收用户指令，所述用户指令中包括被测工件的标识；根据所述被测工件的标识查询所述配方数据表，并将对应的控制指令发送给所述控制器。

进一步地，所述上位机还可以用于：获取x射线照射物体图像，并显示给用户。

图4为本发明实施例二提供的工业ct成像控制系统中上位机的用户操作界面示意图。上位机的操作界面可以包括主控制区、中央显示区、辅助显示区和手动控制区。

用户可以在主控制区和手动控制区进行控制操作。主控制区可以包括移动距离设置和移动速度设置的按键。手动控制区的虚拟控制图标可实现x、y、z轴的控制，用户在手动控制区点击相应的图标完成启动、停止，左移动和右移动。中央显示区用于显示被测工件，辅助显示区用于辅助显示和参数显示，例如显示移动距离和移动速度反馈值等。

进一步地，所述上位机还可以用于：获取用户在所述图像上点击的位置，并根据点击位置向所述控制器发送相应的控制指令。

具体地，可以计算当前被测物体所在的实际二维物理空间尺寸与所述上位机的二位图像像素空间的比率关系，通过所述比率关系计算点击位置与图像中点之间对应的水平位移和垂直位移，进而驱动plc控制器实现图像的移动。

实施例三

本发明实施例三提供一种基于上述任一实施例所述工业ct成像控制系统的控制方法。图5为本发明实施例三提供的控制方法的流程图。如图5所示，本实施例中的方法，可以包括：

步骤101、接收上位机发送的控制指令；

步骤102、接收反馈模块发送的操作台的状态信息；

步骤103、根据所述控制指令以及操作台的状态信息，对所述伺服驱动模块进行控制，以使所述伺服驱动模块驱动所述操作台移动。

本实施例中的控制方法的执行主体可以为系统中的控制器，具体的实现过程和原理可以参照前述实施例，此处不再赘述。

本实施例提供的控制方法，通过接收上位机发送的控制指令，接收反馈模块发送的操作台的状态信息，根据所述控制指令以及操作台的状态信息，对所述伺服驱动模块进行控制，以使所述伺服驱动模块驱动所述操作台移动，能够实现x轴、y轴和z轴的自动调整，简单方便，有效提高了作业效率和定位准确性。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。