自动测厚系统和方法

技术领域

本发明涉及本发明涉及厚度检测技术领域，特别涉及发动机叶片厚度检测技术领域，具体涉及一种自动测厚系统和方法。

背景技术

当前国内叶片厚度检测主要依靠工人手持测厚仪进行测量，尚无自动检测系统。但是测量发动机叶片的壁厚对于飞行安全是极其重要的。

现有方法主要采用电磁霍尔效应测量手段来测量叶片的壁厚，而电磁霍尔效应常会导致钢球在叶片内腔卡滞堵塞现象，进而导致厚度测量不精确。现有检测方法存在以下问题：1)由于人工测量的操作习惯有差异，随着工作时间和劳动强度的加长加大，人工测量会造成测量一致性差，稳定性低；2)叶片表面无明显的测量点位标记，仅凭人眼感觉很难定位到所需要的测量位置，并且手持仪器测量也无法每次都保证测笔和工件表面垂直，从而导致一些测量位置的测量结果出现较大误差，由此，因测量位置不准确而造成精准度低。3)除了员工工资成本愈来愈高之外，人员流动性不断加大，带来的培训成本也愈来愈高；新员工入职后因经验不足，导致的误测损失也相应加大，进而导致测量成本高；4)测量数据手动记录，信息量大无法记录完全；纸质存储、定期销毁又导致需要时无法追溯，进而造成测量数据不易长期保存且无法追溯的问题；5)人工测量时虽然也有一些防护措施，但用力不均的问题时常存在，因汗液的接触待测工件而造成对该待测工件有腐蚀的问题。此外，在检测动作自动化、数据分析自动化以及提高检测效率和精准度等多方面仍存在很大改进空间。

因此，有必要提供一种新的自动测厚系统，以实现发动机叶片厚度检测的自动化，并能够解决上述问题。

发明内容

本发明意在提供一种自动测厚系统，以解决现有技术中人工测量一致性差，因测量位置不准确而造成精准度低、测量成本高，测量数据手动记录，信息量大无法记录完全，数据无法追溯，以及没有自动化测量的系统，无法实现自动化测量过程等的技术问题，本发明要解决的技术问题通过以下技术方案来实现。

本发明第一方面提出一种自动测厚系统，包括：夹取装置，用于夹取待测试片并带动所述待测试片执行厚度检测动作；机器视觉装置，位于检测位置的上方，用于确定待测试片的目标检测点的位置信息；定位装置，用于确定经过所述目标检测点的切平面的法线方向；超声检测装置，包括超声测厚仪，用于在所述超声测厚仪的检测方向与所述目标检测点的切平面的法线方向平行的位姿下采集所述待测试片在目标检测点的壁厚；控制装置，与所述夹取装置和超声检测装置电连接，所述控制装置用于控制所述待测试片的自动夹取和自动厚度检测，并用于对所述待测试片的检测数据信息进行处理；显示装置，用于显示所述待测试片的检测过程、检测数据信息和检测结果数据信息。

根据可选的实施方式，所述机器视觉装置包括3D相机，所述3D相机用于识别待测试片的叶片特征，得到所述叶片特征中叶身部分在相机坐标系下的位姿信息；根据所述相机的位姿信息和所述叶片特征中叶身部分的位姿信息，对所述待测试片的夹持位置进行标定。

根据可选的实施方式，将所述待测试片在相机坐标系下的位姿信息转换为所述待测试片在机器臂基坐标系下的位姿信息，并根据所述待测试片在机器臂基坐标系下的位姿信息，计算所述待测试片的当前位置与目标位置的偏差信息。

根据可选的实施方式，根据所述偏差信息，校准所述待测试片上目标检测点在机器臂基坐标系下的位姿信息。

根据可选的实施方式，所述定位装置包括激光位移传感器，所述激光位移传感器用于对所述待测试片进行检测，得到所述待测试片在相机坐标系下的位姿信息，以确定经过所述目标检测点的切平面的法线方向。

根据可选的实施方式，所述超声检测装置包括超声测厚仪，所述超声测厚仪用于测量所述待测试片在目标检测点的叶片壁厚。

根据可选的实施方式，基于超声波形解析算法，所述超声检测装置解析并获取数字化超声波形以进行波形甄别，以获得在所述超声测厚仪的检测方向与所述目标检测点的切平面的法线方向平行的位姿下所述待测试片在目标检测点的叶片壁厚。

根据可选的实施方式，所述自动测厚系统还包括存储送料装置，所述存储送料装置设置在所述夹取装置与所述超声检测装置之间，并载置于作业平台；所述存储送料装置包括：工位器，用于放置所述待测试片；转运储存区，用于存储已检测叶片。

根据可选的实施方式，所述自动测厚系统还包括中央数据库，所述中央数据库用于收集并保存由所述超声检测装置和所述控制装置所反馈的所述待测试片的检测数据信息，所述检测数据信息包括测量时间、待测试片在机器臂基坐标系下的位姿信息、目标检测点的叶片壁厚值；所述中央数据库用于对所述检测数据信息进行处理以生成数据报表；和/或

所述显示装置包括位于不同位置的多个显示屏，以使所述待测试片的检测结果可在线实时显示、工作站显示和大屏幕数据显示。

本发明第二方面提供一种自动测厚方法，使用本发明第一方面所述的自动测厚系统对待测试片进行自动测厚，所述自动测厚方法包括：自动夹取待测试片并带动所述待测试片执行厚度检测动作；确定待测试片的目标检测点的位置信息；基于所确定的目标检测点的位置信息，在所述超声测厚仪的检测方向与所述目标检测点的切平面的法线方向平行的位姿下采集所述待测试片在目标检测点的壁厚；将所采集的目标检测点的壁厚进行合格判断，并将与目标检测点相关的检测数据进行实时显示。

本发明实施例包括以下优点：

与现有技术相比，本发明的自动测厚系统，通过建立以机器视觉为主的电控系统，通过控制装置控制夹取装置夹取自动流水线上的待测试片，并运送至检测位置进行检测，检测运转全过程无需人直接参与以实现无人值守操作，可提供自动化、高负荷测量过程，能够以流水线测量方式实现检测动作自动化，能够保证测量一致性，能够提高检测效率和测量精度，能够节约人力资源，能够有效降低用工成本，还能够有效避免各种腐蚀污染。

此外，通过超声检测装置测量待测试片在目标检测点的叶片壁厚，能够实现精准、高效动作，且一千次动作误差保证在微米级别，能够有效保证测量精度。

此外，通过实现超声检测装置的超声测厚探头和目标检测点形成垂直夹角，以获得在超声检测装置的检测方向与所述目标检测点的切平面的法线方向平行的位姿下所述待测试片在目标检测点的叶片壁厚进而能够提高目标检测点的测厚精度。

此外，通过定位装置的激光位移传感器确定(寻找)目标检测点的切平面的法线方向，能够对待测试片的叶片表面进行微米级非接触式测量，具备精度高，可重复性好的优势，能够有效避免人工操作超声测厚时因需要手持探头(即测厚探头)寻找目标检测点的切平面的法线方向而造成的效率低和精度不足等、甚至易因与待测试片接触碰撞造成测厚探头损伤等的技术问题。

此外，通过建立中央数据库，能够自动收集并保存由所述超声检测装置和所述控制装置所反馈的所述待测试片的检测数据信息，以为后续提供检测报告、报表提供数据支撑，通过以数据库为主的软件系统能够实现检测结果报表分析的自动化，能够实现高效测量数据入库、数据可追溯、可管理、报表化。

附图说明

图1是本发明的自动测厚系统的一示例的立体结构示意图；

图2是图1的自动测厚系统的一角度的局部结构示意图；

图3是图1的自动测厚系统的另一角度的局部结构示意图；

图4是图1的自动测厚系统的又一角度的局部结构示意图；

图5是图1的自动测厚系统的夹取装置中末端执行器和待测试片的立体结构示意图；

图6是图1的自动测厚系统的存储送料装置中工位器的立体结构示意图；

图7是使用本发明的自动测厚系统的机器视觉装置进行位置标定的一示例的示意图；

图8是使用本发明的自动测厚系统在目标检测点测量出待测试片在相机坐标系下的位姿信息的示意图；

图9是根据本发明的自动测厚方法的一示例的流程示意图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

下面参照图1至图8，将对本发明的自动测厚系统进行详细说明。

如图1和图2所示，本发明的自动测厚系统1000包括夹取装置100、机器视觉装置200、定位装置、超声检测装置400、控制装置500和显示装置600。

在图1的示例中，所述自动测厚系统1000还包括存储送料装置700，所述存储送料装置700设置作业平台2000一侧，存储送料装置700的工位器710载置在所述夹取装置100与所述超声检测装置400之间，所述夹取装置100、超声检测装置400和所述存储送料装置700都载置于作业平台2000。

如图1、图2和图6所示，所述存储送料装置700包括工位器710和转运储存区720，其中，所述工位器710用于放置所述待测试片900，所述工位器710包括多个工位711。转运储存区720用于存储工位器710。具体当作业平台2000上的工位器710中的待测试片900测量完成后，将转运储存区720中未进行工作的工位器710与作业平台2000上的工位器710进行替换。

所述自动测厚系统1000还包括外罩3000，所述外罩3000是安全栅栏组成的外罩，主要功能是将工作区域与外界隔离，防止因外界因素导致的影响测量问题发生。

在图1的示例中，所述夹取装置100包括六轴机器人110，所述六轴机器人110设置有末端执行器111，所述末端执行器111用于夹取待测试片900并带动所述待测试片900执行厚度检测动作。

在本示例中，所述六轴机器人110是模仿人类腰部到手臂的基本结构，六轴机器人包括六轴机器人的机座(即底部和腰部的固定支撑)结构及腰部关节转动装置、大臂(即大臂支撑架)结构及大臂关节转动装置、小臂(即小臂支撑架)结构及小臂关节转动装置、手腕(即手腕支撑架)结构及手腕关节转动装置、和末端执行器(即手爪部分)111，其中，所述末端执行器111作为机器人的手爪部分，具有夹取功能，并固定在六轴机器人110的法兰盘112上，具体可参见图4和图5。

需要说明的是，在其他示例中，所述但是不限于，六轴机器人还可以具有机械手且具有夹持功能的其他类型机器人。上述仅作为可选示例进行说明，不能理解成对本发明的限制。

具体地，所述末端执行器111用于例如从工位器710中夹取待测试片900并可稳固夹持所述待测试片900，以使所述六轴机器人110带动夹持有待测试片900的末端执行器111进行检测动作，所述检测动作例如带动夹持有待测试片900的末端执行器111进行移动，以移动至检测位置、移动到相机扫描区域Q1，移动到超声测厚区域Q2等。

在一实施方式中，所述待测试片900例如为指定型号的发动机叶片，所述工位器710内放置例如十二片待测试片，这十二片待测试片呈相同指定姿态(例如相同朝向)放置在工位器710内，以使所述待测试片900在所述工位器710中姿态朝向保持一致。两相邻待测试片之间的间距相同，换言之，等间隔地放置这十二片待测试片，以便于六轴机器人110每次从工位器710中依次自动夹取(或抓取)待测试片。

需要说明的是，对于待测试片和工位器，没有特别限制，待测试片还可以是其他型号的发动机叶片。所述工位器还可以放置十片、十一片或更多片的待测试片等等，上述仅作为可选示例进行说明，不能理解成对本发明的限制。

在一可选实施方式中，所述自动测厚系统1000具备定期自校准功能，六轴机器人110在一定周期测厚操作后，六轴机器人110会进入自动校准程序，对夹持例如标准厚度(厚度可调整)试片进行校准，对自动测厚仪的测量结果漂移进行修正，自动校准功能可以通过手动和自动两种方式进行。

从图2和图3中可知，机器视觉装置200位于超声检测装置400的上方且位于检测位置的上方，机器视觉装置200用于确定待测试片900的目标检测点的位置信息。

需要说明的是，在本示例中，定位装置可以为独立于机器视觉装置200的另一设备。但是，也可以为机器视觉装置200的一个组件，还可以与机器视觉装置200为同一设备。所述定位装置例如为激光传感器等。

在本示例中，所述机器视觉装置200包括3D相机210(例如为激光三角扫描仪)，所述3D相机210用于识别待测试片900的叶片特征，得到所述叶片特征中叶身部分在相机坐标系下的位姿信息。

具体地，例如使用OCR识别待测试片900的叶身部分，并扫描出所述待测试片900的叶身部分的3D点云模型来作为叶片特征，所述叶片特征包括叶身轮廓、叶片表面特征、叶片标识(例如为叶片身份编码1**3、叶片二维码等)，等等。

进一步地，根据所述3D相机210在机器臂基坐标系的位姿信息(具体包括位置和姿态，例如使用(x,y,z,Rx,Ry,Rz,α)表示)和所述叶片特征中叶身部分的位姿信息(例如叶片特征在相机坐标系下的位姿信息)，对所述待测试片900的夹持位置进行标定，得到所述待测试片900的夹持位置的位姿信息，可参见图7。

需要说明的是，位姿信息具体包括空间中位置信息(x,y,z),空间中位姿信息，即包括位置和姿态，位姿信息表示为(x,y,z,Rx,Ry,Rz,α),其中Rx、Ry、Rz表示物体绕x轴、y轴、z轴旋转角度，α表示旋转顺序，例如先绕z轴旋转、再绕y轴旋转、最后饶x轴旋转。

已知3D相机210与六轴机器人110之间的相对位置，即使用X表示，标定板与3D相机210的相对位置，可得到标定板与六轴机器人110的相对位置，以用于标定所述待测试片900的夹持位置。

已知3D相机210与六轴机器人110之间的相对位置，即X，六轴机器人110夹持待测试片900进行拍摄得到空间坐标T2，可将在相机坐标系下的坐空间标T2转化为在六轴机器人110的基坐标系下(也称为机器臂基坐标系下)的空间坐标T1，即T1＝X*T2，得到待测试片的夹持位置。

具体地，标定所述待测试片900的夹持位置的标定过程包括对目标点的空间位姿所进行的变换。

首先，确定3D相机210与六轴机器人110之间的相对位置(具体为相机坐标系与机器臂基坐标系之间的位置变换关系)，也就是机器人的手眼位置关系，该关系用符号X表示，具体可以用方程AX＝XB求解。其中，A表示相邻两次任意运动时机器人末端关节的变换关系；B表示相邻两次任意运动时摄像机坐标(即相机坐标系)的变化关系。X例如是一个4x4齐次变换矩阵。

根据不同时刻拍摄的标定板图片(即标定板上的图片)来求取X。如图7所示的标定板图片，t是平移函数，输入xyz方向的平移量，可得到X。

对六轴机器人110夹持待测试片900进行拍摄，得到待测试片900相对于3D相机210的空间坐标T2，可将待测试片900相对于3D相机210的空间坐标T2转化为待测试片900相对六轴机器人110的机器臂基坐标T1，即T1＝X*T2，得到待测试片的夹持位置。

需要说明的是，在示例中，所述机器臂基坐标系是以六轴机器人为中心所建立的空间坐标系；所述相机坐标系是以机器视觉装置的括相机为中心所建立的空间坐标系。此外，还包括工具坐标系，所述工具坐标系是末端执行器111的参考坐标系，由末端执行器111的位置和姿态定义，用于描述末端执行器111的运动。

具体地，将所述待测试片900在相机坐标系下的位姿信息转换为所述待测试片900在机器臂基坐标系下的位姿信息，并根据所述待测试片900在机器臂基坐标系下的位姿信息，计算所述待测试片900的当前位置与目标位置的偏差信息。

在一实施方式中，例如使用点云匹配的方法计算所述待测试片900的当前位置与目标位置的偏差信息。

在另一实施方式中，例如使用MRSAC算法，计算所述待测试片900的当前位置与目标位置的偏差信息。

接着，根据所计算的偏差信息，标定待测试片900在机器臂基坐标系下的位姿信息。还可以标定待测试片900的叶片特征(例如叶身部分的某个区域或某个检测点等)在机器臂基坐标系下的位姿信息，以得到待测试片900上目标检测点的位置坐标。

在一可选实施方式中，根据所述偏差信息，校准所述待测试片900上目标检测点在机器臂基坐标系下的位姿信息，得到更精确的目标检测点的位置坐标。

接着，将所得到的待测试片900上目标检测点的位置坐标反馈给超声检测装置400和控制装置500。

下面将说明本发明的自动测厚系统1000的定位装置、超声检测装置400。

在本示例中，所述定位装置用于确定经过目标检测点的切平面的法线方向，其中，目标检测点是通过机器视觉装置200所确定的待测试片上目标检测点。所述超声检测装置400用于采集所述待测试片900在目标检测点的壁厚(即叶片壁厚)。

可选地，目标检测点是校准后的目标检测点，具体通过机器视觉装置200基于所确定的待测试片900上目标检测点。

具体地，所述定位装置包括激光位移传感器，所述激光位移传感器用于对所述待测试片900进行检测，得到所述待测试片900在相机坐标系下的位姿信息，以确定经过所述目标检测点的切平面的法线方向。

通过激光位移传感器确定(寻找)目标检测点的切平面的法线方向，能够对待测试片的叶片表面进行微米级非接触式测量，具备精度高，可重复性好的优势，能够有效避免人工操作超声测厚时因需要手持探头(即测厚探头)寻找目标检测点的切平面的法线方向而造成的效率低和精度不足等、甚至易因与待测试片接触碰撞造成测厚探头损伤等的技术问题。

进一步地，所述超声检测装置400包括超声测厚仪，所述超声测厚仪还包括测厚探头，所述超声测厚仪用于测量所述待测试片在目标检测点的叶片壁厚，具体为，在所述超声测厚仪的检测方向与所述目标检测点的切平面的法线方向平行的位姿下采集所述待测试片在目标检测点的叶片壁厚。

在一实施方式中，在待测试片900位于检测位置时检测所述待测试片900上目标检测点在机器臂基坐标系下的空间坐标位置，使经过该目标检测点的切平面的法线方向与超声检测装置400(具体为超声测厚仪的测厚探头)的检测方向平行，以使得所述超声测厚仪的检测方向与所述检测点的切平面形成垂直夹角。

利用激光位移传感器在目标检测点测量出待测试片在相机坐标系下的位姿信息，可通过解析几何算出待测试片的叶片表面上的目标检测点的切线所在的平面(即切平面)的法线方向，以得出该切平面与超声测厚仪的测厚探头的检测方向(例如为测厚探头的中心轴线)相垂直时待测试片上目标检测点的位姿信息。具体可参见图8。

基于超声波形解析算法，所述超声检测装置400解析并获取数字化超声波形以进行波形甄别，具体通过辨别算法对所述数字化超声波形进行甄别，过滤波形杂乱的乱波或非正确波形，留下例如形状像铁塔一样的正确波形。当超声测厚仪的测厚探头的检测方向与目标检测点的切平面的法线方向平行时，超声测厚仪可接收到回波以测量出待测试片上目标检测点的叶片壁厚，通过上述方法判断超声测厚仪的测厚探头的检测方向是否与目标检测点的切平面的法线方向平行(或者一致)，以获得在超声检测装置400(具体为超声测厚仪的测厚探头)的检测方向与所述目标检测点的切平面的法线方向平行的位姿下所述待测试片在目标检测点的叶片壁厚。

通过使经过该目标检测点的切平面的法线方向与超声检测装置400(具体为超声测厚仪的测厚探头)的检测方向平行，以使得所述超声检测装置400的检测方向与所述检测点的切平面形成垂直夹角，能够实现超声检测装置400的超声测厚探头和目标检测点形成垂直夹角，以获得在超声检测装置400(具体为超声测厚仪的测厚探头)的检测方向与所述目标检测点的切平面的法线方向平行的位姿下所述待测试片在目标检测点的叶片壁厚进而能够提高目标检测点的测厚精度。

为了能够实现测量动作的自动化和数据分析自动化，同时提高检测效率和精度，本发明的自动测厚系统通过控制装置，控制所述待测试片的自动夹取和自动厚度检测，并用于对所述待测试片的检测数据信息进行处理。

具体地，控制装置500与所述夹取装置100和超声检测装置400电连接，所述控制装置500用于控制所述末端执行器111夹取待测试片900并将所述待测试片900送至检测位置以进行厚度检测。

更具体地，控制装置500实时获取六轴机器人110的坐标系空间位置及当前状态机器人欧拉角姿态信息，例如使用姿态矩阵表示。

需要说明的是，所述六轴机器人110的坐标系空间位置包括六轴机器人110的末端执行器111在机器人基坐标系下的空间坐标信息，该空间坐标信息包含末端执行器111在机器人基坐标系下的三维空间中的位置信息和方向信息。所述当前状态机器人欧拉角姿态信息包括在欧几里得坐标空间的齐次坐标、一个单位的欧几里得长度等。所述姿态矩阵例如可以使用一个多维矩阵表示，用于描述待测试片在三维空间中的位置信息和方向信息(例如位姿信息)。

根据检测业务流程规划六轴机器人110执行如下检测动作及相应运动轨迹：夹取待测试片、自动运动待测试片。规划以下运动轨迹：先夹取待测试片，并将待测试片运送至检测位置。再控制六轴机器人110精准执行检测动作。

例如，根据检测业务流程所处阶段控制六轴机器人110的末端执行器111夹取待测试片，将待测试片准确送至检测位置。

进一步地，所述控制装置500对所述待测试片900的检测数据信息进行处理。例如根据厚度测量时超声检测装置向控制装置500所反馈的叶片厚度数值信息，判断当前待测试片是否已经检测，是否存在缺陷(例如叶片壁厚过薄或叶片空腔偏芯的缺陷)。再例如将所述检测数据信息发送给显示装置以使得在显示屏进行实时显示。

可选地，控制装置500对不合格待测试片进行声光报警，并提示操作人员有不合格待测试片。

在本示例中，显示装置用于显示所述待测试片的检测过程、检测数据信息和检测结果数据信息(例如待测试片的目标检测点的厚度是否合格)。

具体地，所述显示装置包括位于不同位置的多个显示屏，例如包括第一显示屏、第二显示屏和第三显示屏，使所述待测试片900的检测结果可在线实时显示(与第一显示屏相对应)、工作站显示(与第二显示屏相对应)和大屏幕数据显示(与第三显示屏相对应)。

例如，在第一显示屏、第二显示屏和第三显示屏同时显示当前待测试片的测厚数据情况以及同一待测试片900测量的当前点位之前的测量数据，例如，一个待测试片900会测几十个点位，在同一个待测试片900的当前点位之前的测量完成的点位的所有测厚数据都会显示。例如目前正在测量第12个点位，前边11个点位的测厚数据也会显示。

在一优选实施方式中，所述自动测厚系统1000还包括中央数据库，用于收集并保存由所述超声检测装置和所述控制装置所反馈的所述待测试片的检测数据信息，以为后续提供检测报告、报表提供数据支撑。所述中央数据库包括关系型数据库。

具体地，所述检测数据信息包括测量时间、待测试片在机器臂基坐标系下的位姿信息、目标检测点的叶片壁厚值、叶片标识(例如叶片条码二维码，具有视觉自动识别功能)。所述检测数据信息例如基于叶片标识将相关检测数据自动录入关系型数据库，以方便数据的增删改查。

进一步地，所述中央数据库还用于对所述检测数据信息进行处理以生成数据报表，数据报表例如日、月、年检测报表，叶片质量趋势等预测报表。

需要注意的是，附图仅是根据本发明示例性实施例的方法所包括的处理的示意性说明，而不是限制目的。易于理解，附图所示的处理并不表明或限制这些处理的时间顺序。另外，也易于理解，这些处理可以是例如在多个模块中同步或异步执行的。

与现有技术相比，本发明的自动测厚系统，通过建立以机器视觉为主的电控系统，通过控制装置控制夹取装置夹取自动流水线上的待测试片，并运送至检测位置进行检测，检测运转全过程无需人直接参与以实现无人值守操作，可提供自动化、高负荷测量过程，能够以流水线测量方式实现检测动作自动化，能够保证测量一致性，能够提高检测效率和测量精度，能够节约人力资源，能够有效降低用工成本，还能够有效避免各种腐蚀污染。

此外，通过超声检测装置测量待测试片在目标检测点的叶片壁厚，能够实现精准、高效动作，且一千次动作误差保证在微米级别，能够有效保证测量精度。

此外，通过实现超声检测装置的超声测厚探头和目标检测点形成垂直夹角，以获得在超声检测装置的检测方向与所述目标检测点的切平面的法线方向平行的位姿下所述待测试片在目标检测点的叶片壁厚进而能够提高目标检测点的测厚精度。

此外，通过定位装置的激光位移传感器确定(寻找)目标检测点的切平面的法线方向，能够对待测试片的叶片表面进行微米级非接触式测量，具备精度高，可重复性好的优势，能够有效避免人工操作超声测厚时因需要手持探头(即测厚探头)寻找目标检测点的切平面的法线方向而造成的效率低和精度不足等、甚至易因与待测试片接触碰撞造成测厚探头损伤等的技术问题。

此外，通过建立中央数据库，能够自动收集并保存由所述超声检测装置和所述控制装置所反馈的所述待测试片的检测数据信息，以为后续提供检测报告、报表提供数据支撑，通过以数据库为主的软件系统能够实现检测结果报表分析的自动化，能够实现高效测量数据入库、数据可追溯、可管理、报表化。

下述为本发明方法实施例，通过本发明的自动测厚系统进行实施。对于本发明方实施例中未披露的细节，请参照本发明系统实施例。

图9是本发明的自动测厚方法的一示例的流程示意图。

如图9所示，本公开第二方面提供一种自动测厚方法，所述一种自动测厚方法使用本发明第一方面的自动测厚系统。

具体地，所述自动测厚方法包括以下步骤。

步骤S101，自动夹取待测试片并带动所述待测试片执行厚度检测动作。

具体地，所述夹取装置100包括六轴机器人110，所述六轴机器人110设置有末端执行器111，所述末端执行器111用于夹取待测试片900并带动所述待测试片900执行厚度检测动作。

在一实施方式中，判断夹取装置100是否与控制装置500连接，在判断夹取装置100与控制装置500连接时，在夹取装置100的工作状态中显示已连接。

具体通过控制装置控制夹取装置100的末端执行器111夹取自动流水线上的待测试片，并运送至检测位置进行检测。

例如，控制装置的主界面包括以下功能菜单：数据、设置、启动、停止、关于、日志、调试等功能。

例如，点击“数据”，会进入到历史的测试数据界面。例如，点击“设置”，会进入到设置界面，可以对标定位置及测试流程进行定义，例如作为管理员的用户可进行上述定义操作。例如，点击“启动”，六轴机器人会根据定义好的检测流程对待测试片进行数据测量，其中，测量数据会在主界面上显示，同时也会在数据功能页面上显示。例如，点击“停止”，六轴机器人会停止运行，停在运行中的某一个位置。例如，点击“关于”，例如会显示设计人和设计公司的信息。点击“日志“：会进入到历史操作的日志信息。点击“调试“：会进入到单步调试界面。

通过控制装置控制夹取装置1的末端执行器111夹取自动流水线上的待测试片，并运送至检测位置进行检测，该检测运转全过程无需人直接参与以实现无人值守操作，可提供自动化、高负荷测量过程，能够以流水线测量方式实现检测动作自动化。

步骤S102，确定待测试片的目标检测点的位置信息。

在本示例中，所述定位装置用于确定经过目标检测点的切平面的法线方向，其中，目标检测点是通过机器视觉装置200所确定的待测试片上目标检测点。

可选地，目标检测点是校准后的目标检测点，具体通过机器视觉装置200基于所确定的待测试片900上目标检测点。

具体地，所述定位装置的所述激光位移传感器对所述待测试片900进行检测，得到所述待测试片900在相机坐标系下的位姿信息，以确定经过所述目标检测点的切平面的法线方向。

通过激光位移传感器确定(寻找)目标检测点的切平面的法线方向，能够对待测试片的叶片表面进行微米级非接触式测量，具备精度高，可重复性好的优势，能够有效避免人工操作超声测厚时因需要手持探头(即测厚探头)寻找目标检测点的切平面的法线方向而造成的效率低和精度不足等、甚至易因与待测试片接触碰撞造成测厚探头损伤等的技术问题。

步骤S103，基于所确定的目标检测点的位置信息，在所述超声测厚仪的检测方向与所述目标检测点的切平面的法线方向平行的位姿下采集所述待测试片在目标检测点的壁厚。

具体地，所述超声检测装置400的超声测厚仪测量所述待测试片在目标检测点的叶片壁厚，具体为，在所述超声测厚仪的检测方向与所述目标检测点的切平面的法线方向平行的位姿下采集所述待测试片在目标检测点的叶片壁厚。

在一实施方式中，在待测试片900位于检测位置时检测所述待测试片900上目标检测点在机器臂基坐标系下的空间坐标位置，使经过该目标检测点的切平面的法线方向与超声检测装置400(具体为超声测厚仪的测厚探头)的检测方向平行，以使得所述超声测厚仪的检测方向与所述检测点的切平面形成垂直夹角。

基于超声波形解析算法，所述超声检测装置400解析并获取数字化超声波形以进行波形甄别，具体通过辨别算法对所述数字化超声波形进行甄别，过滤波形杂乱的乱波或非正确波形，留下例如形状像铁塔一样的正确波形。当超声测厚仪的测厚探头的检测方向与目标检测点的切平面的法线方向平行时，超声测厚仪可接收到回波以测量出待测试片上目标检测点的叶片壁厚，通过上述方法判断超声测厚仪的测厚探头的检测方向是否与目标检测点的切平面的法线方向平行(或者一致)，以获得在超声检测装置400(具体为超声测厚仪的测厚探头)的检测方向与所述目标检测点的切平面的法线方向平行的位姿下所述待测试片在目标检测点的叶片壁厚。

步骤S104，将所采集的目标检测点的壁厚进行合格判断，并将与目标检测点相关的检测数据进行实时显示。

具体地，将所采集目标检测点的壁厚进行处理。例如根据厚度测量时超声检测装置向控制装置500所反馈的叶片厚度数值信息，判断当前待测试片是否已经检测，是否存在缺陷(例如叶片壁厚过薄或叶片空腔偏芯的缺陷)。再例如将所述壁厚和相关检测数据发送给显示装置以使得在显示屏进行实时显示。

可选地，控制装置500对不合格待测试片进行声光报警，并提示操作人员有不合格待测试片。

在本示例中，显示装置用于显示所述待测试片的检测过程、检测数据信息和检测结果数据信息(例如待测试片的目标检测点的厚度是否合格)。

需要说明的是，由于本发明的自动测厚方法中使用的自动测厚系统与图1的自动测厚系统的各组成装置及其功能大致相同，因此，省略了对其相同部分的说明。

与现有技术相比，本发明的自动测厚方法，通过控制夹取装置夹取自动流水线上的待测试片，并运送至检测位置进行检测，检测运转全过程无需人直接参与以实现无人值守操作，可提供自动化、高负荷测量过程，能够以流水线测量方式实现检测动作自动化，能够保证测量一致性，能够提高检测效率和测量精度。

应该指出，上述详细说明都是示例性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语均具有与本申请所属技术领域的普通技术人员的通常理解所相同的含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式。此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的术语在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。

此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位，如旋转90度或处于其他方位，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

在上面详细的说明中，参考了附图，附图形成本文的一部分。在附图中，类似的符号典型地确定类似的部件，除非上下文以其他方式指明。在详细的说明书、附图及权利要求书中所描述的图示说明的实施方案不意味是限制性的。在不脱离本文所呈现的主题的精神或范围下，其他实施方案可以被使用，并且可以作其他改变。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。