一种工业ct的控制系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种工业CT的控制系统，包括上层控制器、底层主控制器、底层从控制器I和底层从控制器II，所述上层控制器用于扫描模式的选择、扫描参数设置、扫描控制和工艺流程组态；所述底层主控制器用于完成射线源平移运动控制、探测器平移运动控制、精密单元工件旋转运动控制、射线源同步控制、探测器同步控制、安全联锁控制并接受现场HMI的控制；所述底层从控制器I负责插值运动控制、层厚调节控制、准直器选择控制、缺陷标记装置运动控制及标记控制；所述底层从控制器II负责标准单元进出检测室的平移运动控制、标准单元的工件旋转运动控制、标准单元的工件偏摆运动控制、标准单元的夹具夹持动作的控制。本发明能进行标准流水线扫描和组态流水线扫描，有效提高了检测效率。
【专利说明】—种工业CT的控制系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种工业成像控制技术，特别涉及一种工业CT的控制系统。
【背景技术】
[0002]现有工业CT的控制系统通常仅包括水平运动、垂直运动、旋转运动的控制，功能不够齐全，使某些特定工件的扫描受到限制。另外现有工业CT的控制系统一般不能进行流水线扫描检测，自动化程度不高，检测效率低，不适合大批工件的扫描检测。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是提供一种多功能、自动化程度高、检测效率高的大型工业CT设备的控制系统。
[0004]本发明的目的是通过这样的技术方案实现的，一种工业CT的控制系统，包括上层控制器、底层主控制器、底层从控制器I和底层从控制器II，
[0005]所述上层控制器向底层主控制器发出控制命令并显示反馈装置反馈回来的信息，所述的上层控制器用于扫描模式的选择、扫描参数设置、扫描控制和工艺流程组态；
[0006]所述底层主控制器接收所述上层控制器的控制命令并反馈信息，所述底层主控制器用于完成射线源平移运动控制、探测器平移运动控制、精密单元工件旋转运动控制、射线源同步控制、探测器同步控制、安全联锁控制并接受现场HMI的控制；
[0007]所述底层从控制器I接收所述底层主控制器的控制命令并反馈信息，所述底层从控制器I负责插值、层厚调节、准直器选择、缺陷标记装置运动控制及标记控制；
[0008]所述底层从控制器II接收所述底层主控制器的控制命令并反馈信息，所述底层从控制器II负责标准单元进出检测室平移运动、标准单元工件旋转运动、标准单元工件偏摆运动、标准单元夹具夹持动作的控制。
[0009]进一步，所述扫描模式包括程控扫描控制、标准流水线扫描和组态流水线扫描，所述程控扫描控制标准单元进出检测室、防护门开关，通过在所述上层控制器界面上直接设置参数，可实现DR、CT检测；
[0010]所述标准流水线扫描对被检测工件相互垂直的两个角度各进行一次DR扫描检测；
[0011]所述组态流水线扫描实现对检测工件0°、3°、6°、9°、12°偏摆角度的组态式DR扫描检测，
[0012]所述组态流水线扫描实现对检测工件I?M个任意旋转角度组态式DR扫描检测、I?N个设定断层位置的组态式CT断层扫描检测和DR扫描与CT扫描的混合组态检测。
[0013]进一步，所述底层主控制器通过通信网络向驱动模块发送运行命令信息；驱动模块将收到的所述运行命令信息转换成射线源平移电机、探测器平移电机、精密单元工件旋转运动电机的控制量；所述控制量对各自电机进行驱动；
[0014]所述射线源平移、探测器平移采用磁栅进行位置测量；所述精密单元工件旋转运动采用编码器进行位置测量；所述射线源平移、探测器平移两端安装限位开关进行保护；
[0015]所述底层主控制器通过通信网络实现所述射线源同步控制，射线源同步控制信号SYNC由波形发生器产生，频率由三个输入端H)、F1、F2的状态确定；
[0016]所述底层主控制器通过通信网络实现探测采集传输系统同步控制，探测采集传输系统同步控制信号SAMP由与SYNC同步的信号SAMP’和采样使能信号/enSample经过逻辑运算后产生；
[0017]所述底层主控制器接收检测室急停开关、摄像机、双鉴探测器、安全防护门开关的信号，实现所述安全联锁控制；
[0018]所述现场HMI向底层主控制器发出控制命令，完成对射线源平移运动、探测器平移运动、安全防护门开/关、标准单元进/出检测室进行手动控制。
[0019]进一步，所述底层从控制器I向驱动模块发送运行命令信息；驱动模块将收到的所述运行命令信息转换成插值运动电机、层厚调节电机、准直器选择电机、标记装置的控制量；所述控制量对各自电机或电磁阀进行驱动；
[0020]所述插值运动采用光栅进行位置测量；所述层厚调节、准直器选择、标记装置升降采用编码器进行位置测量；所述插值运动、层厚调节、准直器选择、标记装置升降两端安装限位开关进行保护；
[0021]所述标记装置负责为被检测的工件的缺陷部位进行标记。
[0022]进一步，所述底层从控制器II通过通信网络向驱动模块发送运行命令信息；驱动模块将收到的所述运行命令信息转换成标准单元进出检测室平移运动电机、标准单元工件旋转运动电机、标准单元工件偏摆运动、标准单元夹具夹持动作的控制量；所述控制量对各自电机或电磁阀进行驱动；
[0023]所述标准单元进出检测室平移运动采用编码器进行位置测量，两端安装限位开关进行保护；
[0024]所述标准单元工件偏摆运动由液压系统驱动偏摆结构完成，偏摆的角度由位置开关进行检测；
[0025]所述标准单元夹具夹持动作由液压系统驱动夹具完成，夹紧力由压力传感器进行检测。
[0026]由于采用上述技术方案，本发明具有如下的优点:
[0027]本发明具有偏摆控制和标记控制，完善了工业CT的控制系统的功能；能进行标准流水线扫描和组态流水线扫描，自动化程度高，有效提高了检测效率，适合大批量的工件扫描检测。
【专利附图】
【附图说明】
[0028]为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步的详细描述，其中:
[0029]图1为工业CT的控制系统结构示意图；
[0030]图2为程控扫描检测流程图；
[0031]图3为标准流水线扫描检测流程图；
[0032]图4为组态流水线扫描检测流程图；
[0033]图5为精密单元控制结构图；
[0034]图6为磁栅或光栅、限位开关、原点参考信号开关安装示意图；
[0035]图7为射线源同步控制和探测器同步控制信号时序图；
[0036]图8为工件偏摆运动控制结构图。
【具体实施方式】
[0037]为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步的详细描述。
[0038]如图1所示，其示出了依据本发明的一个实施例的工业CT的控制系统的简化结构示意图。该实施例所图示的一种工业CT的控制系统包括上层控制器、底层主控制器、底层从控制器I和底层从控制器II。
[0039]所述上层控制器向底层主控制器发出控制命令并显示反馈装置反馈回来的信息，所述上层控制器用于扫描模式的选择、扫描参数设置、扫描控制和工艺流程组态。
[0040]所述扫描模式包括DR扫描、CT扫描、标准流水线扫描、组态流水线扫描。所述DR扫描和所述CT扫描属于程控扫描。所述程控扫描控制标准单元进出、防护门开关，通过在所述上层控制器界面上直接设置参数，可实现DR、CT检测，所述程控扫描流程如图2所示。所述标准流水线扫描以全自动流水线往复作业形式，对被检测工件相互垂直的两个角度各进行一次DR扫描检测，一次扫描检测两个工件，所述标准流水线扫描流程如图3所示。所述组态流水线扫描全自动流水线可组态往复作业形式，实现对检测工件I?M个任意旋转角度、0°偏摆角度的组态式DR扫描检测、3°偏摆角度的组态式DR扫描检测、6°偏摆角度的组态式DR扫描检测、9°偏摆角度的组态式DR扫描检测、12°偏摆角度的组态式DR扫描检测、I?N个设定断层位置的组态式CT断层扫描检测和DR扫描与CT扫描的混合组态检测，所述组态流水线扫描流程如图4所示。
[0041]所述底层主控制器受控于上层控制器，通过通信网络接收所述上层控制器的控制命令并反馈信息。所述底层主控制负责射线源平移、探测器平移、精密单元工件旋转运动、射线源同步控制、探测器同步控制、安全联锁控制并接受现场HMI的控制。
[0042]所述底层主控制器接收检测室急停开关、摄像机、双鉴探测器、安全防护门开关的信号，实现所述安全联锁控制。当所述底层主控制器接收到急停开关、摄像机、双鉴探测器、安全防护门开关的异常信号，所述控制系统立刻断电并停止射线源出束，实现安全联锁控制。
[0043]所述现场HMI向底层主控制器发出控制命令，完成对射线源平移运动、探测器平移运动、安全防护门开/关、标准单元进/出检测室进行手动控制。
[0044]所述底层主控制器通过通信网络向驱动模块发送运行命令信息；驱动模块将收到的所述运行命令信息转换成射线源平移电机、探测器平移电机、精密单元工件旋转运动电机的控制量；所述控制量对各自电机进行驱动。精密单元控制结构如图5所示。
[0045]所述射线源平移、探测器平移采用磁栅进行位置测量；所述精密单元工件旋转运动采用编码器进行位置测量。所述射线源平移、探测器平移两端安装限位开关EL+/EL-进行保护，原点参考信号ORG开关安装在靠近EL-处。所述磁栅、所述限位开关、所述原点参考信号开关安装示意图如图6所示。
[0046]所述底层主控制器通过通信网络实现所述射线源同步控制。所述底层主控制器通过通信网络实现探测采集传输系统同步控制。所述射线源同步控制信号SYNC由波形发生器产生，频率由三个输入端H)、FU F2的状态确定。所述探测采集传输系统同步控制信号SAMP由与SYNC同步的信号SAMP’和采样使能信号/enSample通过逻辑运算后产生。所述射线源同步控制和探测器同步控制信号时序图如图7所示。
[0047]所述底层从控制器I负责插值、层厚调节、准直器选择、缺陷标记装置运动控制及标记控制。所述底层从控制器I受控于所述底层主控制器，通过通信网络接收所述底层主控制器的控制命令并反馈信息。
[0048]所述底层从控制器I通过通信网络向驱动模块发送运行命令信息；驱动模块将收到的所述运行命令信息转换成插值运动电机、层厚调节电机、准直器选择电机、标记装置的控制量；所述控制量对各自电机或电磁阀进行驱动。
[0049]所述插值运动采用光栅进行位置测量；所述层厚调节、准直器选择、标记装置升降采用编码器进行位置测量。所述插值运动、层厚调节、准直器选择、标记装置升降两端安装限位开关EL+/EL-进行保护，原点参考信号开关安装在靠近EL-处。所述光栅、所述限位开关、所述原点参考信号开关安装示意图如图6所示。
[0050]所述缺陷标记装置负责为被检测的工件的缺陷部位进行标记。该装置能进行直线运动和旋转运动，旋转运动采用气缸驱动，直线运动采用电机驱动。直线运动安装限位开关，旋转运动安装有气缸位置检测开关和工件检测开关。工件检测开关检测标记器接近或接触到工件，用于控制气缸停止、打标记及返回。缺陷标记时还需要探测器进行平移，以实现在水平方向对准缺陷。
[0051]所述底层从控制器II负责标准单元进出检测室平移运动、标准单元工件旋转运动、标准单元工件偏摆运动、标准单元夹具夹持动作的控制。所述底层从控制器II受控于所述底层主控制器，通过通信网络接收所述底层主控制器的控制命令并反馈信息。
[0052]所述底层从控制器II通过通信网络向驱动模块发送运行命令信息；驱动模块将收到的所述运行命令信息转换成标准单元平移运动电机、标准单元工件旋转运动电机、标准单元工件偏摆运动、标准单元夹具夹持动作的控制量；所述控制量对各自电机或电磁阀进行驱动。
[0053]所述标准单元进出检测室平移运动采用编码器进行位置测量，两端安装限位开关EL+/EL-进行保护，原点参考信号开关安装在靠近EL-处。所述标准单元工件旋转运动采用编码器进行位置测量。所述限位开关、原点参考信号开关安装示意图如图6所示。
[0054]所述工件偏摆运动控制结构如图8所示。所述底层从控制器II控制液压系统的电磁阀，液压系统驱动偏摆结构进行偏摆，进而实现工件的偏摆，满足对工件不同角度扫描的需求。所述偏摆运动可0°、3°、6°、9°、12°进行偏摆，也可进行任意角度的偏摆。偏摆角度由位置开关进行检测，该检测量反馈到所述底层从控制器II，使得所述底层从控制器II对偏摆角度实行精确控制。
[0055]所述底层从控制器II控制液压系统的电磁阀，液压系统驱动所述夹具，进而实现工件的夹紧动作。夹紧动作由压力传感器进行检测，该检测量反馈到所述底层从控制器II，使得所述底层从控制器II对所述夹具夹持动作实行精确控制。
[0056]最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
【权利要求】
1.一种工业CT的控制系统，其特征在于: 包括上层控制器、底层主控制器、底层从控制器I和底层从控制器II， 所述上层控制器向底层主控制器发出控制命令并显示反馈装置反馈回来的信息，所述的上层控制器用于扫描模式的选择、扫描参数设置、扫描控制和工艺流程组态； 所述底层主控制器接收所述上层控制器的控制命令并反馈信息，所述底层主控制器用于完成射线源平移运动控制、探测器平移运动控制、精密单元工件旋转运动控制、射线源同步控制、探测器同步控制、安全联锁控制并接受现场HMI的控制； 所述底层从控制器I接收所述底层主控制器的控制命令并反馈信息，所述底层从控制器I负责插值、层厚调节、准直器选择、缺陷标记装置运动控制及标记控制； 所述底层从控制器II接收所述底层主控制器的控制命令并反馈信息，所述底层从控制器II负责标准单元进出检测室平移运动、标准单元工件旋转运动、标准单元工件偏摆运动、标准单元夹具夹持动作的控制。
2.根据权利要求1所述的工业CT控制系统，其特征在于:所述扫描模式包括程控扫描控制、标准流水线扫描和组态流水线扫描， 所述程控扫描控制标准单元进出检测室、防护门开关，通过在所述上层控制器界面上直接设置参数； 所述标准流水线扫描对被检测工件相互垂直的两个角度各进行一次DR扫描检测； 所述组态流水线扫描实现对检测工件0°、3°、6°、9°、12°偏摆角度的组态式DR扫描检测，所述组态流水线扫描实现对检测工件I?M个任意旋转角度组态式DR扫描检测、I?N个设定断层位置的组态式CT断层扫描检测和DR扫描与CT扫描的混合组态检测。
3.根据权利要求1所述的工业CT控制系统，其特征在于:所述底层主控制器通过通信网络向驱动模块发送运行命令信息；驱动模块将收到的所述运行命令信息转换成射线源平移电机、探测器平移电机、精密单元工件旋转运动电机的控制量；所述控制量对各自电机进行驱动；所述射线源平移、探测器平移采用磁栅进行位置测量；所述精密单元工件旋转运动采用编码器进行位置测量；所述射线源平移、探测器平移两端安装限位开关进行保护； 所述底层主控制器通过通信网络实现所述射线源同步控制，射线源同步控制信号SYNC由波形发生器产生，频率由三个输入端H)、F1、F2的状态确定； 所述底层主控制器通过通信网络实现探测采集传输系统同步控制，探测采集传输系统同步控制信号SAMP由与SYNC同步的信号SAMP’和采样使能信号/enSample经过逻辑运算后产生；所述底层主控制器接收检测室急停开关、摄像机、双鉴探测器、安全防护门开关的信号，实现所述安全联锁控制； 所述现场HMI向底层主控制器发出控制命令，完成对射线源平移运动、探测器平移运动、安全防护门开/关、标准单元进/出检测室进行手动控制。
4.根据权利要求1所述的工业CT的控制系统，其特征在于:所述底层从控制器I向驱动模块发送运行命令信息；驱动模块将收到的所述运行命令信息转换成插值运动电机、层厚调节电机、准直器选择电机、标记装置的控制量；所述控制量对各自电机或电磁阀进行驱动； 所述插值运动采用光栅进行位置测量；所述层厚调节、准直器选择、标记装置升降采用编码器进行位置测量；所述插值运动、层厚调节、准直器选择、标记装置升降两端安装限位开关进行保护； 所述标记装置负责为被检测的工件的缺陷部位进行标记。
5.根据权利要求1所述的工业CT的控制系统，其特征在于:所述底层从控制器II通过通信网络向驱动模块发送运行命令信息；驱动模块将收到的所述运行命令信息转换成标准单元进出检测室平移运动电机、标准单元工件旋转运动电机、标准单元工件偏摆运动、标准单元夹具夹持动作的控制量；所述控制量对各自电机或电磁阀进行驱动； 所述标准单元进出检测室平移运动采用编码器进行位置测量，两端安装限位开关进行保护；所述标准单元工件偏摆运动由液压系统驱动偏摆结构完成，偏摆的角度由位置开关进行检测；所述标准单元夹具夹持动作由液压系统驱动夹具完成，夹紧力由压力传感器进行检测。
【文档编号】G05B19/18GK104331019SQ201410541093
【公开日】2015年2月4日 申请日期:2014年10月14日 优先权日:2014年10月14日
【发明者】黄庆探, 谭辉, 袁古兴, 刘荣, 姚必计, 王海彬, 任自成, 叶飞 申请人:重庆真测科技股份有限公司