Назначение
Стенды лазерного сканирования и дефектоскопии Робоскоп ВТМ-3000 (далее - Робоскоп ВТМ-3000) предназначены для проведения лазерного сканирования объекта контроля, проведения вихретокового, импедансного и ультразвукового контроля изделий.
Описание
Робоскоп ВТМ-3000 являются автоматизированными системами вихретокового, измерительного, импедансного и ультразвукового контроля, с возможностью
позиционирования и перемещения манипулятора по заданной траектории в трехмерном пространстве и позиционирования рабочей точки инструмента контроля по указанным координатам в пределах зоны досягаемости манипулятора.
Фотография общего вида Робоскоп ВТМ-3000 приведена на рисунке 1.
Рисунок 1 - Общий вид Робоскоп ВТМ-3000.
Принцип действия Робоскоп ВТМ-3000 определяется в зависимости от выбранного режима.
В режиме лазерного сканирования:
1) обеспечивает заданную траекторию перемещения манипулятора с лазерным модулем и производит измерения расстояния от текущего положения лазерного модуля до проекции светового пучка на объекте контроля. Лазерный модуль реализует принцип оптической триангуляции, основанный на регистрации изменения положения отраженного
светового пятна от контролируемого объекта на светочувствительной линейке фотоприемника.
2) предназначен для бесконтактного сканирования деталей и узлов на предмет определения расстояния от лазерного модуля до текущего положения светового пятна на объекте контроля.
3) излучение полупроводникового лазера фокусируется объективом излучателя на объекте контроля. Рассеянное на объекте контроля излучение объективом приемника собирается на светочувствительной линейке. Процессор сигналов рассчитывает расстояние от лазерного датчика до текущей точки сканирования на объекте контроля по положению изображения светового пятна на светочувствительной линейке. Данная информация передается в управляющий компьютер и используется в дальнейших вычислениях для определения различных геометрических параметров изделий. Результаты обработки отображаются на экране и (или) заносятся в энергонезависимую память Робоскоп ВТМ-3000.
В режиме вихретокового контроля:
1) реализует методы вихретоковой дефектоскопии, основанные на регистрации изменений электромагнитного поля вихревых токов, наводимых возбуждающей катушкой в электропроводящем обьекте контроля;
2) предназначен для неразрушающего контроля деталей из немагнитных и ферромагнитных металлов и сплавов, на наличие поверхностных дефектов типа трещин, расслоений, закатов, раковин, неметаллических включений.
3) напряжение генератора импульсов возбуждения (ГИВ) подается на возбуждающей катушке вихретокового преобразователя (ВТП), в результате чего в контролируемом материале возбуждаются вихревые токи. При наличии близких к поверхности дефектов, траектория вихревых токов изменяется, что ведет к изменению сигнала наведенного в измерительных катушках ВТП. Получаемый сигнал с измерительных катушек ВТП анализируется амплитудно-фазовым методом, результат обработки принимаемого сигнала от исследуемого объекта выводится на экран прибора в графическом виде, а при превышении устанавливаемого порога срабатывания (задаваемого стробом) формируется сигнал автоматической сигнализации дефекта (АСД). Результаты обработки отображаются на экране и (или) заносятся в энергонезависимую память Робоскоп ВТМ-3000.
В режиме импедансного контроля:
1) реализует методы импедансной дефектоскопии, основанные на регистрации изменений режима генерации механических колебаний в стержне преобразователя, контактирующего с поверхностью обьекта контроля при изменении механического импеданса контролируемой зоны;
2) предназначен для диагностики конструкций и корпусных деталей из сплошных композитных материалов и сотовых структур на поиск непроклеев и расслоений. Основной областью применения роботизированной установки в этом режиме является контроль материалов в производственном потоке.
3) напряжение генератора импульсов возбуждения (ГИВ) подается на возбуждающий пьезоэлемент импедансного преобразователя (ИМП), в результате чего в стержне импедансного преобразователя, соединенного точечным контактом с объектом контроля, возбуждаются механические колебания. При наличии близких к поверхности дефектов, режим колебаний в стержне изменяется, что ведет к изменению сигнала наведенного в измерительном пьезоэлементе ИМП. Получаемый сигнал с измерительного пьезоэлемента ИМП анализируется амплитудно-фазовым методом, результат обработки принимаемого сигнала от исследуемого объекта выводится на экран прибора в графическом виде, а при превышении устанавливаемого порога срабатывания (задаваемого стробом) формируется сигнал автоматической сигнализации дефекта (АСД). Результаты обработки отображаются на экране и (или) заносятся в энергонезависимую память Робоскоп ВТМ-3000.
В режиме ультразвукового контроля:
1) реализует методы ультразвуковой дефектоскопии, основанные на прохождении, отражении и трансформации ультразвуковых колебаний (УЗК) на неоднородностях, несплошностях материалов (дефектах);
2) предназначен для неразрушающего контроля материалов, изделий, сварных соединений на наличие дефектов типа нарушения сплошности, определения координат дефектов, измерения амплитуд эхосигналов от дефектов, измерения времени распространения ультразвуковых колебаний (УЗК) в материалах;
3) напряжение генератора импульсов возбуждения (ГИВ) подается на пьезоэлектрический преобразователь (ПЭП). УЗК, генерируемые ПЭП, распространяются в объекте контроля, отражаются от дефекта и принимаются прибором при различных положениях ПЭП относительно дефекта. Координата ПЭП в процессе перемещения автоматически фиксируется устройством определения положения ПЭП. Совокупность данных, собранных о дефекте, обрабатывается встроенным процессором. Результаты обработки отображаются на экране и (или) заносятся в энергонезависимую память Робоскоп ВТМ-3000.
Робоскоп ВТМ-3000 накапливает в своем архиве не менее 1000 записей результатов контроля с целью последующей их анализа и представления в виде документа.
Робоскоп ВТМ-3000 может использоваться в машиностроении, аэрокосмической и металлургической промышленности, при входном и выходном контроле ответственных деталей энергетического оборудования ТЭС и АЭС, а так же для контроля транспортных средств.
Программное обеспечение
Защита программного обеспечения Робоскоп ВТМ-3000 соответствует уровню «С» согласно МИ 3286-2010. Для доступа к программному обеспечению Робоскоп ВТМ-3000 используется персональный пароль. При некорректном вводе пароля загрузка программного обеспечения не выполняется, работа на Робоскоп ВТМ-3000 не возможна.
Таблица 2.
| Наименование программного обеспечения | Идентификаци онное наименование программного обеспечения | Номер версии (идентификацио нный номер) программного обеспечения | Цифровой идентификатор программного обеспечения (контрольная сумма исполняемого кода) | Алгоритм вычисления цифрового идентификатора программного обеспечения |
| Программное обеспечение для управления процессом контроля | Робоскоп ВТМ-3000 | 1.1 для метрологически значимого файла MathFormula.dll | 1cfb09fe4f4ff6cd3fa8 d5ba26c5f829 | MD5 |
Технические характеристики
Основные метрологические и технические характеристики приведены в таблице 1.
Таблица 1.
| Наименование характеристики | Значение |
| 1 | 2 |
| В режиме лазерного сканирования: |
| Рабочий диапазон измеряемых расстояний по направлению излучения лазера, мм | 100:350 |
| Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерения расстояния до текущей точки центра светового пятна, мм | ±1,5 |
| В режиме вихретокового контроля: |
| Диапазон рабочих частот генератора импульсов возбуждения, кГц | (1:1000) ±10% |
| Номинальное значение амплитуды импульсов возбуждения на эквивалентной нагрузке 150 Ом, В | 9 ± 2 |
| Минимальная глубина выявляемого дефекта, мм | 0,2 |
| В режиме импедансного контроля: |
| Диапазон рабочих частот генератора импульсов возбуждения, кГц | (1:1000) ±10% |
| Номинальное значение амплитуды импульсов возбуждения на эквивалентной нагрузке 150 Ом, В | 9 ± 2 |
| В режиме ультразвукового контроля: |
| Диапазон измерения амплитуд сигналов на входе приёмника, дБ | 67:140 |
| Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерения амплитуд сигналов на входе приёмника, дБ | ±0,5 |
| Пределы допускаемой абсолютной погрешности настройки порогового индикатора (зона нечувствительности), дБ | ±0,3 |
| Временная нестабильность уровня срабатывания порогового индикатора за 8 часов работы, дБ | ±0,5 |
| Время полной автоматической перенастройки, мин., не более: при наличии в архиве параметров ПЭП и материала объекта контроля; при отсутствии в архиве параметров ПЭП и материала объекта контроля. | 1 10 |
| Номинальные значения амплитуды импульсов возбуждения на нагрузке 50 Ом, В, не менее | 75; 150; 225 |
| Относительная погрешность установки амплитуды импульсов возбуждения, % | ±20 |
| Длительность полуволн импульса ГИВ, нс | 25:1250 |
| Относительная погрешность установки длительности полуволн импульса ГИВ, % | ±10 |
| Дискретность установки длительности импульсов ГИВ, нс | 12,5 |
| Частота следования импульсов ГИВ, Гц, не менее | 200 |
| Максимальная чувствительность на частоте 5 МГц при отношении сигнал/ шум 6 дБ, мкВ | 150 мкВ |
| Полоса пропускания приемника должна на уровне минус 3 дБ, МГц | 1:10 |
| Диапазон регулировки чувствительности приемника, дБ, не менее | 90 |
| Общие технические требования: |
| Время установления рабочего режима, минут, не более | 15 |
| Время непрерывной работы, часов, не менее: | 24 |
| Электрическое питание: от сети переменного тока | напряжение 380 В частота (50 ± 1) Гц |
| Мощность, потребляемая стендом от сети переменного тока, В* А, не более | 4000 |
| Сопротивление между заземляющим болтом (винтом, шпилькой) и доступными прикосновению металлическими нетоковедущими частями, Ом, не более | 0,5 |
| Габаритные размеры, длинахширинахвысота, мм, не более | 3000x4000x3100 |
| Масса стенда, кг, не более: - нетто - брутто | 1300 1500 |
| Средняя наработка на отказ, ч, не менее | 10000 |
| Температура эксплуатации, °С | от+ 15°С до+35°С |
| Относительная влажность воздуха (при температуре 350С), %, не более | 95 |
| Атмосферное давление, кПа | 86-106 |
Знак утверждения типа
Знак утверждения типа наносится на внутренней стенке шкафа стенда методом наклеивания или иным способом, обеспечивающим четкость на всё время службы стенда, а также на титульный лист Руководства по эксплуатации в правом верхнем углу типографским методом.
Комплектность
Таблица 3.
| № п/п | Наименование и условное обозначение | Кол. | Примечание |
| 1. | Робот-манипулятор Kawasaki FS03N | 1 шт. | Стандартный комплект |
| 2. | Блок питания и управления Роботом-манипулятором Kawasaki FS03N | 1 шт. | Стандартный комплект |
| 3. | Мера дефектов КС-1 | 1 шт. | Стандартный комплект |
| 4. | Механизм вертикального перемещения (2-х стоечный электромеханический подъемник с блоком управления) | 1 шт. | Стандартный комплект |
| 5. | Механизм горизонтального перемещения (линейный синхронный двигатель с блоком управления) | 1 шт. | Стандартный комплект |
| 6. | Электронный блок с каналами вихретокового и импедансного и ультразвукового неразрушающего контроля | 1 шт. | Стандартный комплект. |
| 7. | Управляющий компьютер | 1шт. | Стандартный комплект |
| 8. | Промышленный шкаф для размещения электронного оборудования стенда | 1шт. | Стандартный комплект |
| 9. | Электрический схват | 1 шт. | Стандартный комплект |
| 10. | Лазерный датчик расстояния | 1 шт. | Стандартный комплект |
| 11. | Вихретоковый преобразователь ВТП-3-6С | 1шт. | Поставляются при вихретоковом методе контроля |
| 12. | Вихретоковый преобразователь ВТП-2-4С | 1шт. |
| 13. | Ультразвуковой преобразователь П111-2,5-К12С | 1шт. | Поставляется при ультразвуковом методе контроля |
| 14. | Импедансный преобразователь ПАДИ8-24-С | 1шт. | Поставляется при импедансном методе контроля |
| 15. | Кабели соединительные | 1 комплект | Стандартный комплект |
| 16. | Стенд лазерного сканирования и дефектоскопии «Робоскоп ВТМ-3000». Руководство по эксплуатации ВЛНГ130 РЭ | 1 экз. | Стандартный комплект |
| 17. | Методика поверки Робоскоп ВТМ-3000 | 1 экз. | Раздел в Руководстве по эксплуатации ВЛНГ 130.1 РЭ |
| 18. | Мера моделей дефектов RSA-0,2-0,5-1,0 | 1 шт. | Поставляются при вихретоковом методе |
| 19. | Мера моделей дефектов RSS-0,2-0,5-1,0 | 1 шт. |
| 20. | Мера моделей дефектов TS-2 | 1 шт. | Поставляется при импедансном методе контроля |
| 21. | Контрольный образец №2 из комплекта контрольных образцов и вспомогательных устройств КОУ-2 | 1шт. | Поставляются при ультразвуковом методе контроля |
| 22. | Кассета для преобразователей и образцов | 1 шт. | Стандартный комплект |
| 23. | Оправка для образцов | 1 шт. | Стандартный комплект |
| 24. | Упаковка | 3 шт. | Деревянные ящики |
Поверка
Поверка проводится в соответствии с методикой поверки, изложенной в разделе 14 руководства по эксплуатации «Стенды лазерного сканирования и дефектоскопии Робоскоп ВТМ-3000» ВЛНГ 130.1 РЭ, утвержденной ФГУП «ВНИИОФИ» в 2012 году.
Основные средства поверки:
1. Осциллограф универсальный С1-99, исследуемые сигналы по амплитуде (840-3 + 40) В, по временным интервалам (2- 10’8+0,5) с;
2. Мера моделей дефектов TS-2, номинальное значение геометрических размеров искусственных дефектов 010, 7х7, 12х12, 20х20 мм;
3. Мера моделей дефектов RSA-0,2-0,5-1,0, номинальное значение ширины
искусственных дефектов 0,15 мм, номинальное значение глубины 0,2; 0,5; 1,0 мм;
4. Мера моделей дефектов RSS-0,2-0,5-1,0, номинальное значение ширины
искусственных дефектов 0,15 мм, номинальное значение глубины 0,2; 0,5; 1,0 мм;
5. Мера моделей дефектов КС-1, номинальное значение ширины искусственных дефектов 1 мм, номинальное значение глубины 1,0 мм;
6. Линейка ГОСТ 427-75, диапазон измерений 0+500 мм.
7. Контрольный образец № 2 из комплекта контрольных образцов и вспомогательных устройств КОУ-2, где высота 59 мм, боковые цилиндрические отверстия диаметром 2 и 6 мм, скорость продольной ультразвуковой волны (5900±118) м/с;
Сведения о методах измерений
Используются для прямых измерений в соответствии с методикой, изложенной в руководстве по эксплуатации ВЛНГ 130 РЭ.
Нормативные документы
1. ТУ 4276-001-29313471-10 Технические условия «Стенды лазерного сканирования и дефектоскопии Робоскоп ВТМ-3000»
Рекомендации к применению
Стенды лазерного сканирования и дефектоскопии Робоскоп ВТМ-3000 применяются вне сферы государственного регулирования обеспечения единства измерений.
