煤矿坑道钻探钻杆断裂智能CT检测研究

贾晓亮^1,2，秦怡^1,2

1. 中煤科工集团重庆研究院有限公司2. 瓦斯灾害监控与应急技术国家重点实验室

摘 要：在煤矿钻杆生产和加工过程中,由于加工、生产、制造等工艺缺陷易造成钻杆自身存在间隙、夹杂、裂纹、缺陷和密度不均匀等质量问题。而在煤矿钻杆在井下钻进过程中,由于钻杆受到复杂钻进外力的影响,通常会因钻杆本身质量问题而造成钻杆发生断裂,进而阻碍正常生产,造成重大经济损失。针对这些问题,采用传统工业CT检测方式,可有效检测出钻杆本体存在的气孔、裂纹、间隙、缺陷等质量问题,进而提高钻杆加工工艺和成品质量。然而,在传统的钻杆CT检测过程中,采用人工装配和卸载钻杆的方法进行上下料,存在检测效率低、收益小、自动化程度弱等缺点,不能满足煤矿设备智能化发展的要求。在此基础上,将智能机器人系统、流水线扫描技术和伺服运动控制引入钻杆工业CT检测系统中,该检测系统主要由图像分析软件、电气控制软件、射线源系统、探测检测系统、运动伺服系统、智能机械手及其控制系统、流水线扫描系统以及安全防护系统等组成。采用上、下2层控制结构,将智能机械手及其控制系统作为从站,将运动伺服系统配置为主站,通过上位机软件控制这些底层系统的运行、动作,实现智能化钻杆CT扫描、断层分析和结构检测等功能。从而,可大幅缩短人工上、下料的时间、增强钻杆检测的效率和检测工艺,保证钻杆装备智能、安全、高效地进行,进而提高钻杆加工、制作等工艺流程,提高钻杆本体质量。

关键词：钻杆检测;机械手;流水线扫描;电气控制;钻杆断裂;