拋噴丸強化是一種廣泛使用的方法,，其在工件表面產生壓縮應力,，使其更耐用,。如許多制造工藝一樣,，拋噴丸強化也需要包括應力值的質量控制,。用于測量拋噴丸強化工件殘余應力的常用技術是X射線衍射。

stresstech在無損過程控制和質量檢驗方面擁有30多年的經驗,。stresstech產品線包括利用巴克豪森噪聲技術,、孔鉆（ESPI：電子散斑圖案干涉技術）以及本文焦點-X射線衍射商網應力分析儀。隨著技術和制造的進步,，產品線包括許多自動測量工能,，并使用了工業(yè)機器人。工業(yè)機器人可用于測量具有復雜形狀和寬表面工件的殘余應力,，通過自動化創(chuàng)建靈活的測量過程,。stresstech機器人的X射線測量系統被稱為Xstress機器人。

根據X射線衍射數據測定殘余應力

X射線是具有較短的波長（即比可見光具有更高的能量）的電磁輻射波,。段波長X射線非常適合探測材料中的面間距,。使用面間距作為極限標距長度,，X射線是理想的技術，并適用于所有的結晶材料,，特別是金屬，同時也是用于陶瓷,。其測量應力,，而無虛無應力樣品進行校準。

具有周期性晶格結構的材料可以用所謂的單位晶胞描述,，其是包含用于各種材料晶體結構信息的zui小體積單元,。通過連接原子所在的點形成晶格結構。用于描述這些單位晶胞的常用的坐標系是米勒指數計數法,。

zui常見的X射線源是X射線管,，其中電子被轟擊至目標金屬陽極。通過加熱離子電子,。用高壓（25kv至6okv）將電子加速,，這給予電子足夠的能量使其從目標金屬原子，發(fā)射特定于陽極材料的標識特征射線,，這種接近單色射線可用于X射線衍射分析,。

圖1：機器人通過X射線衍射測量殘余應力

通過衍射峰位置計算應變，由衍射數據確定殘余應力,。作用在測量材料上的應力改變了晶面間距,，其可以被測量。在實踐中,，首先測量無應力的金屬粉末以對特定材料的器件進行校準,。在校準期間，將監(jiān)測器放置到粉末的已知衍射角,，并設置角度盤,。然后通過測量具有多個傾斜度的晶格距離來計算應力，并且結果被繪制為d vs sin²x圖,，其中d是測量的晶面間距,，X是傾斜角?？蓮脑揹 vs sin²X圖的斜率確定殘余應力,。

X射線衍射是測量殘余應力的非破壞性的、簡便的方法,。曝光區(qū)域量會影響檢測時間,，而使用較大的準直器會減少測量所需時間。

圖2：來自晶格面的X射線衍射（布拉格定律）

布拉格定律描述了來自晶格面的X射線衍射,。表示為λ=2dsinθ,，其中λ是X射線的波長，d是晶面間距，θ是衍射角,，如圖2所示,。布拉格定律假定入射波和衍射波同相并經歷相長干涉。布拉格定律已證明其本身是的,、正確的,，使其成為衍射應用的有用工具。

用機器人達到極限   　　

工業(yè)機器人系統包括具有多個軸的機器人臂,，其由機器人控制器控制,。控制器還可以控制外部軸和旋轉單元,，可用于操作工件,。機器人具有不同的尺寸、不同的有效載荷和可達性,。機器人應用的重要部分是附接到機器人凸緣的工具,，機器人需要完成其任務。該工具幾乎可以是任何東西：夾子,、焊槍,、點膠機等。機器人系統通常具有外圍I/O設備,，其可以通過機器人控制器進行操作和監(jiān)視,。其中一個關鍵特征是機器人也是可重新編程的。   　　Xstress機器人系統是用于測量殘余應力的交鑰匙解決方案,。它使用工業(yè)機器人作為測角儀,，從而為測量過程帶來更多的靈活性和自動化。Xstress機器人系統由包括機器人控制器,、X射線管和準直器的工業(yè)機器人,、X3003主機和帶有XTronic軟件的計算機組成。作為選項,，Xstress機器人可以使用迷你管而非標準的G3 X射線管進入圖3所示的較小空間,。  

圖3：活動迷你管 

 　　在X射線測量中使用Xstress機器人與工業(yè)機器人的zui大優(yōu)勢是能夠將G3測量頭移動到其他難以到達的空間，從而生成準確的測量結果,。寬工作區(qū)為Xstress機器人提供了測量大型,、復雜零件的方法，無需在測量之間移動零件,。此外,，由于XTronic中測量點的映射特征，測量過程是自動的,。Xstress機器人是敏捷的,，能移動至難以到達的位置(如可以移動至圓柱形管),，而對標準測角儀來說這是一個不可能的任務。機器人可輕易地將測量頭帶入管內以測量如圖4所示的管焊縫的應力,。  

圖4：Xstress機器人測量圓柱體零件的內部

 　　該系統可以包括外部軸線以在測量期間旋轉諸如曲軸的零件,，從而給予機器人更多的可用于測量的空間。Xstress機器人系統可以利用旋轉軸訪問：例如軸的各側,。旋轉單元是高度自動化應用的理想選擇,，如圖5所示。  

圖5：Xstress機器人在曲軸上進行測量 

使用方便   　　

Stresstech在設計Xstress機器人時考慮了zui終用戶,。大多數工作是使用XTronic軟件完成的，XTronic軟件控制機器人并計算殘余應力,。在正常操作中,，首先將附接到機器人臂的G3測角儀手動定位到測量位置。位置被映射到測量程序,，然后通過XTronic軟件加以執(zhí)行,。在測量程序期間，機器人將G3測角儀移動到測量位置,，并根據XTronic中定義的參數測量工件,。實時計算殘余應力，用XTronic在圖中顯示數據,。zui終用戶無需為數據處理花費時間,，因為能以用戶友好的形式從XTronic中即刻讀取測量結果。

　　XTronic提供各種功能支持Xstress機器人測角儀的操作,?？梢酝ㄟ^XTronic將機器人移動到編程位置，無需使用機器人示教器,。這有助于驗證測量點,。此外，XTronic具有對準X射線管以實現更準確測量結果的功能,。必須手動進行標準測角儀的對準,，機器人測角儀只能通過修改XTronic的工具數據和機器人自動對準本身進行對齊。

測量服務

　　Stresstech集團在芬蘭,、德國,、印度和美國的實驗室設施為客戶提供不同方法的測量服務?？蛻艨梢詫亣娡鑿娀墓ぜ苯铀偷綄嶒炇疫M行X射線測量,。該服務是一個很好的選擇，若需測量有*的工件,，安裝自己的機器人系統將不再是所要求的解決方案,。Stresstech的測量實驗室配備了各種測量工具,，包括Xstress機器人系統，主要用于測量大型,、復雜的工件,。

　　若需測量的工件太大，則無法將其送到實驗室,。由于Xstress Robot的移動性,，也可以在現場進行測量。在測量實驗室使用的Xstress機器人系統是一個安裝在移動推車上的一體化包裝系統,，能以zui小的工作量將其帶到客戶的工廠場地,。由于Xstress機器人非常緊湊從而可以裝進一輛面包車，可以將整個Xstress機器人系統很容易地運輸到客戶的工廠進行壓力測量,。

　　移動性也有利于機器人的可達性極限,。即使極大的工件，也可以通過在測量位置之間移動Xstress機器人而非移動工件來進行測量,。首先,，機器人可以移動到某個位置，并且所有的測量均可在機器人的可達性內完成,。接下來,，機器人被移動到新位置以用于下一測量，而無需移動重工件,。重復該過程,，直到完成所有測量。得益于Xstress機器人系統的移動性,，能以zui小的工作量和短測量時間現場測量大型,、復雜的工件。

　　Stresstech Oy的測量服務實驗室為客戶提供服務,，是一家通過非破壞性X射線衍射法進行殘余應力和殘余奧氏體測量的測試實驗室,。(SFS-EN ISO/IEC 17025:20050)測量實驗室(FINAS T294)。