吊掛檢測X光機的創(chuàng)新設計取得廣闊應用前景

　　隨著產(chǎn)業(yè)的細分，技術的進步，人們對產(chǎn)品安全的要求不斷提高。在服裝玩具等行業(yè)，十幾年前已開始應用的金屬探測機，可以有效檢測到織物中遺留的鋼針等金屬異物，使出廠的成品不留安全隱患。隨著檢測產(chǎn)品的不斷更新?lián)Q代和專門化，服裝織物行業(yè)大量使用檢針機來檢查遺留在產(chǎn)品中的各類鋼針和金屬異物，達到了預期的效果。但隨著產(chǎn)線的發(fā)展，許多產(chǎn)品需要更適合更高效的在線檢測方式，例如被子，衣物等。這些產(chǎn)品在生產(chǎn)線上游段呈吊掛狀態(tài)，通過吊掛輸送線，將產(chǎn)品運送至其他工位，產(chǎn)品到達包裝工位后，將進行折疊和包裝。一般是在包裝完成后再進行異物檢測，這樣勢必在檢出異物后必須廢除已經(jīng)包裝成型外殼，既浪費了包裝材料，也浪費了包裝工序，既增加了生產(chǎn)時間也降低了工作效率。另外，包裝外殼本身對異物檢測有干擾，例如有的包裝殼本身包含金屬物件等裝飾材料，就會使得檢針機等設備產(chǎn)生大量誤報，從而導致檢測無法正常進行。而常規(guī)X光機雖然能在影像外形上加以區(qū)分異物和裝飾物，將包裝盒的裝飾金屬外形排除在外，但如果包裝盒的金屬飾物和織物內(nèi)金屬異物影像重疊或相似，也難免產(chǎn)生誤報或漏報。如果在產(chǎn)品吊掛線上直接安置X光機進行在線檢測，不但排除了包裝盒的干擾，而且檢出異物后，也不用再對含異物的產(chǎn)品進行包裝，能大幅提高生產(chǎn)效率。吊掛檢測X光機就是在這種需求下產(chǎn)生，實際已被應用于航空被的在線檢測。

　　畢業(yè)于南京航空航天大學電力電子與電力傳動專業(yè)并獲得工學博士學位的楊鋼博士是中國著名的電氣專家，先后就職于通用電氣醫(yī)療集團(GE healthcare)、飛利浦醫(yī)療(蘇州)有限公司(Philips Healthcare(Suzhou) Co.，Ltd.)，他曾參與多個科研項目的研究并取得累累碩果，“適用于多電/全電發(fā)動機的新型無軸承開關磁阻起動發(fā)電機的的基礎研究”入選教育部博士點科學基金項目，“無軸承高速電機的電磁基礎研究”入選國防基礎科學研究基金項目，“適用于多電/全電發(fā)動機的新型無軸承開關磁阻起動發(fā)電機的的基礎研究”入選航空基礎科學基金項目。楊鋼博士還在多項關鍵技術實現(xiàn)了突破，形成了發(fā)明專利3項，均被廣泛應用于醫(yī)療電氣設備各個應用場景，發(fā)表高水平專業(yè)論文20多篇，Google Scholar總Citations超過500個引用，并多次受邀參加國家級項目評審活動。在發(fā)明專利方面，楊鋼發(fā)明的“一種基于力傳感器和剎車電流PWM閉環(huán)控制的X光機自動定位方法”基于PWM電流閉環(huán)來控制剎車電流，以產(chǎn)生球管支撐系統(tǒng)所需的制動力，而不僅僅是零或最大制動力，從而解決了機械定位方式不足、電動定位方式不足等行業(yè)疑難。楊鋼發(fā)明的“一種基于剎車電流PWM閉環(huán)控制的帶實時迭代算法的X光機自動定位方法”在實現(xiàn)X光機球管支撐系統(tǒng)手動模式下自動定位功能時，應用PWM電流閉環(huán)控制方法控制剎車電流，增加了制動力控制精度。該方法還通過實時迭代的方式得到作用于球管支撐系統(tǒng)的外力，從而提高其定位精度，被廣泛應用于X光機的廣泛應用與普及。

　　2022年2月，楊鋼博士啟動“吊掛檢測X光機的設計和改進”項目，在項目確立初期，他對新型的吊掛X光機的設計方案進行方案論證和原理檢測、隨后設計和制造，在設計過程的L型接收器中，采集芯片葵花型布置的幾何作圖、方程式確立，以及計算機輔助計算、計算機輔助設計的方法，計算機軟件的使用方法。經(jīng)過實際生產(chǎn)應用后，針對性地進行優(yōu)化和改進。

　　楊鋼博士借鑒安檢機的設計思路，采用單光源L型接收器，采集芯片葵花型布置，通過對這種方案經(jīng)對比論證，容易實現(xiàn)合理的機械結構設計，成本要比雙光源直接收器低許多，全通道檢測無死角，葵花型采集片布置，圖像無變形，圖像校正可沿用安檢機的成熟算法。最終楊鋼確定采用這種設計方案。

　　楊鋼認為，借助3D軟件的高級作圖功能，可避免解復雜的方程式，從繁難的高階方程式求解中解脫出來，通過幾何約束和尺寸驅(qū)動作圖，由計算機軟件內(nèi)部按已知條件自動完成求解過程，充分利用合適的電腦軟件進行計算機輔助設計，可使得楊鋼專注于設計，從而極大提高設計效率和質(zhì)量。尺寸驅(qū)動的和幾何約束的優(yōu)點非常明顯，不但圖形精確度更高，在修改上更顯現(xiàn)優(yōu)勢，他在采集芯片時將間隔距離需從0.4mm改為0.6mm，降低加工和裝配精度?；驈?.4mm改為到0.3mm，以提高檢測精度。只要改相關智能尺寸驅(qū)動參數(shù)后軟件就會自動計算適配，不需要再重新作圖和重新計算，極大地提高了設計效率和準確性。

　　吊掛檢測X機結構和設計改進

　　經(jīng)過詳細設計的優(yōu)化，楊鋼設計出吊掛檢測X光機總體外形。入口導向輥的安裝是為了使得航空被更順利地進入檢測通道，雙屏控制和顯示可以靈活布置人員操作環(huán)境，常態(tài)監(jiān)控操作可以在稍遠的控制臺進行，維修保養(yǎng)的操作可以在主機屏上進行。在滿足檢測范圍1550mm高×550mm厚的前提下，檢測線主通道的長度設計僅800mm，有效節(jié)省場地，省下的長度方向的空間將使得吊掛線的布置更靈活方便，加上端罩長度1500×2mm，設備總長3800mm，超過設計預期。

　　為了方便整機移動，楊鋼在進出口端罩的底架均增設了活動腳輪。根據(jù)實際生產(chǎn)需求，不同厚度的航空被進入通道，主要動力來自吊掛輸送線，厚的航空被需要更寬的入口導向，所以他將入口端罩改進成喇叭口形狀，入口導向輥簡化成導向圓弧，實際使用下來，對不同厚度的航空被產(chǎn)品兼容度更高，可保證檢測線上方的吊掛線運行平穩(wěn)，間隔均勻，前后左右晃動尺寸在可接收范圍內(nèi)，檢測效果得以保障。

　　楊鋼選擇了結構成熟，布局理想，成本合理的L型接收器加葵花型采集芯片布置結構，為產(chǎn)品的詳細設計和產(chǎn)品成功的制作投產(chǎn)奠定了堅實的基礎。新產(chǎn)品在實際使用過程中難免發(fā)現(xiàn)這樣那樣的問題，經(jīng)過對問題的匯總分析和討論，他針對性地進行設計改進，逐步得以解決，在解決問題的同時促進了產(chǎn)品的更新，功能提升，為產(chǎn)品升級換代布好前陣。新產(chǎn)品的成功離不開生產(chǎn)實踐的檢驗，更離不開實際應用的磨礪。

　　2018年3月至今，楊鋼博士擔任飛利浦醫(yī)療(蘇州)有限公司電氣經(jīng)理，定義和評審系統(tǒng)電氣架構，子系統(tǒng)電氣功能需求，釋放相關文件；管理電氣團隊完成新產(chǎn)品的設計、樣機驗證和定型，完成相關文件的制作和釋放；帶領團隊完成新產(chǎn)品的可制造性、可測試性、可裝配性評估，以及量產(chǎn)的轉(zhuǎn)移；協(xié)調(diào)并幫助供應商和工廠新產(chǎn)品線的建立，定義并實現(xiàn)相關制造、裝配、檢驗和包裝需求和驗收標準，為奠定和鞏固飛利浦醫(yī)療(蘇州)有限公司在醫(yī)療影像設備行業(yè)的領軍地位。（作者：翟洪晁）

　　轉(zhuǎn)自：永州新聞網(wǎng)

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