CN102003951B - 全管水浸式球墨铸铁管超声波自动检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及工业生产线上的检测设备，是一种全管水浸式球墨铸铁管超声波自动检测装置，它具有一水槽，水槽底部安装有左右升降装置，两升降装置的顶端各装有辊轮承托被测管件；在水槽的前侧壁顶端装有导轨，导轨上通过滚轮装有机械手，机械手的一侧安装有探头耦合器伸入水槽内，另一侧安装有伺服驱动装置置于水槽外壁的一条水平直线滑轨上，在水槽外壁水平直线滑轨的下方平行布置有线缆履带装置，线缆履带装置通过总线与检测控制台连接，各信号线、控制线、电源线则通过线缆履带装置及总线与检测控制台连接；本发明解决了现有人工检测铸管效率低，精度低，操作不方便等问题，主要用于球墨铸铁管的生产线上。

Description

全管水浸式球墨铸铁管超声波自动检测装置

(一)技术领域：本发明涉及工业生产线上的检测设备，尤其是一种全管水浸式球墨铸铁管超声波自动检测装置。

(二)背景技术：根据一般国内外大型的制造业的生产及质量控制规范要求，生产线上一般都有在线的检测系统，用来实时控制生产的质量，提高生产效率及安全性。

目前，对球墨铸铁管生产企业来说，在其离心浇铸的制造的过程中容易由于一些因素引起铸管的材质厚度不均匀或制造缺陷。因此，在生产过程中能实时的监测这些变化，可以及时调整生产过程，提高成品率，以达到高效安全，节约成本，提高产品质量的目的。

目前，国内的球墨铸铁管生产企业为了完成上述的铸管检测，都是采取人工检测方式，如使用游标卡尺或便携式测厚仪测量。但是由于球墨铸铁管的工艺所致，这些管道内外壁比较粗糙、材料组织结构不密致，或有表面喷涂材料，在测量之前必须要对管道进行打磨等处理，这些都会对测量结果产生极大的影响，而且只能做到局部点检测，甚至对管道造成一定的破坏，而且检测过程费时，影响生产效率。

(三)发明内容：本发明的目的是要克服上述传统人工检测技术存在的缺点和局限性，提供一种操作方便、运行可靠，检测数据精确的全管水浸式球墨铸铁管超声波自动检测装置。

本发明的设计原理是：采用超声波声能聚焦技术检测球墨铸铁管的厚度和分层缺陷，检测中本装置的超声波束通过水层作为介质垂直入射于管壁，且形成聚焦线。通过此方式可以增强超声波能量的集中和指向性，且可消除常规检测方式中由于内壁残余水的影响。

本发明的具体设计方案是：设计有一水槽，水槽底部安装有左右升降装置，两升降装置的顶端各装有辊轮承托被测管件；在水槽的前侧壁顶端装有导轨，导轨上通过滚轮装有机械手，机械手的一侧安装有探头耦合器伸入水槽内，另一侧安装有伺服驱动装置置于水槽外壁的一条水平直线滑轨上，在水槽外壁水平直线滑轨的下方平行布置有线缆履带装置，线缆履带装置通过总线与检测控制台连接，各信号线、控制线、电源线则通过线缆履带装置及总线与检测控制台连接。

本发明中所述的探头耦合器包括有一壳体，壳体内安装有滑动导向座，在滑动导向座上通过夹紧装置安装有超声波聚焦探头，且在夹紧装置中安装蜗轮蜗杆调节装置；在所述壳体的尾端安装有自适应调节器与机械手连接，壳体的前端分左右布置有两对滚轮，每对滚轮通过轴及弹性支承座安装在壳体上。

上述探头耦合器中的超声波聚焦探头的入射线和被测管件的轴线在同一水平面上，且相互垂直。

上述探头耦合器中安装在壳体尾端的自适应调节器包括有一柔性支架，柔性支架的前端通过推力轴承与壳体连接，柔性支架的尾端装有气缸与机械手连接。

上述探头耦合器中所述安装滚轮的弹性支承座具有伸缩支架，支架内装弹簧，支架的前端安装轴承座通过轴承与轴连接，支架的尾端焊装在壳体上。

上述探头耦合器壳体的两侧壁呈三角形导流头，以减少水的阻力，有利于探头耦合器的行走。

本发明结构精密，操作方便，技术先进，检测效率高，精度高。

(四)附图说明：

图1是本发明的总体结构(示意)主视图；

图2是本发明总体结构(示意)左视图；

图3是本发明探头耦合器的放大结构(示意)主视图；

图4是本发明探头耦合器的放大结构(示意)左视图。

图中：1-机械手，2-伺服驱动装置；3-水平直线滑轨，4-线缆履带装置，5-被测管件，6-水槽，7-辊轮，8-升降装置，9-总线，10-探头耦合器，11-滚轮，12-导轨，13-检测控制台，14-滚轮，15-轴，16-壳体，17-上夹板，18-下夹板，19-三角形导流头，20-螺栓，21-燕尾槽滑动导向座，22-超声波聚焦探头，23-轴承座、轴承，24-弹性支承座，25-蜗轮、蜗杆调节机构，26-支承座，27-推力轴承，28-柔性支架，29-气缸。

(五)具体实施方式：

参见图1、图2，本发明采用钢板焊制成长方水槽6，在水槽6底部安装有左右升降装置8(如常见的油缸、气缸等)，两升降装置8的顶端各装有辊轮7承托被测管件5；在水槽6的前侧壁顶端装有导轨12，导轨12上通过滚轮11装有机械手1，机械手1的一侧安装有探头耦合器10伸入水槽6内，另一侧安装有伺服驱动装置2(采用常规电机驱动轮结构即可)置于水槽6外壁的一条水平直线滑轨3上，以驱动机械手1实现往复运动，从而对被测管件5进行全长检测。在水槽6外壁水平直线滑轨3的下方平行布置有线缆履带装置4，线缆履带装置4通过总线9与检测控制台13连接，各信号线、控制线、电源线则通过线缆履带装置4及总线9与检测控制台13连接。

本发明中所述探头耦合器10参见图3、图4，包括有一壳体16，壳体16内安装有燕尾槽滑动导向座21，在滑动导向座21上通过夹紧装置(由上、下夹板17、18和两螺栓20组成)安装有超声波聚焦探头22，且在夹紧装置中安装蜗轮蜗杆调节机构25(以调节超声波聚焦探头22的前后最佳位置，其中的蜗杆是装在支承座26上转动)；在所述壳体16的尾端安装有自适应调节器与机械手1连接，壳体16的前端分左右布置有两对滚轮14，每对滚轮14通过轴15及弹性支承座24安装在壳体16上。

所述探头耦合器10中的超声波聚焦探头22的入射线和被测管件的轴线在同一水平面上，且相互垂直。

所述安装在壳体16尾端的自适应调节器包括有一柔性支架28(可采用最基本的弹簧结构)，柔性支架28的前端通过推力轴承27与壳体16连接，柔性支架28的尾端装有气缸29与机械手1连接。气缸29可推动整个探头耦合器10与被测管件5有较好的接触。

所述安装滚轮14的弹性支承座24具有伸缩支架，支架内装弹簧，支架的前端安装轴承座23通过轴承与轴15连接，支架的尾端焊装在壳体16上。

所述探头耦合器10壳体的两侧壁呈三角形导流头19。

本发明的工作原理：如附图1、2所示，在水槽6的底端设置有升降装置8，控制辊轮7的升降，被测管件5定位在辊轮8上，在水槽6的侧壁固定有水平直线滑轨3，水平直线滑轨3由伺服驱动装置2控制，可带动机械手1沿着管件5的水平轴线方向往复运动，在机械手1的内侧装有探头耦合器10，探头耦合器10可通过气缸29提供水平方向伸缩，用来适应不同管径，在探头耦合器10内置有超声波聚焦探头22，且和管件5的水平轴线呈垂直入射角度。探头耦合器10的前端有柔性自调整停靠滚轮14，耦合器末端连接机械手1位置可自调整停靠位置，在机械手1运动的过程中，保持自适应的角度调整，使得探头22能始终以垂直角度入射到管道壁上。在水平直线滑轨3下部沿着水槽6的侧壁水平设置线缆履带装置4，可以使得控制线和机械手1处于同步运动状态。控制/信号线缆总线9连接自动检测装置的机械和传感器结构部分和检测控制台13，检测控制台13上部安装人机接口显示器实时监测检测状态和结果，操作人员通过控制键盘的按钮控制整个装置的动作。

Claims (5)

1.全管水浸式球墨铸铁管超声波自动检测装置，其特征是：具有一水槽，水槽底部安装有左右升降装置，两升降装置的顶端各装有辊轮承托被测管件；在水槽的前侧壁顶端装有导轨，导轨上通过滚轮装有机械手，机械手的一侧安装有探头耦合器伸入水槽内，另一侧安装有伺服驱动装置置于水槽外壁的一条水平直线滑轨上，在水槽外壁水平直线滑轨的下方平行布置有线缆履带装置，线缆履带装置通过总线与检测控制台连接，各信号线、控制线、电源线则通过线缆履带装置及总线与检测控制台连接；所述探头耦合器包括有一壳体，壳体内安装有滑动导向座，在滑动导向座上通过夹紧装置安装有超声波聚焦探头，且在夹紧装置中安装蜗轮蜗杆调节装置；在所述壳体的尾端安装有自适应调节器与机械手连接，壳体的前端分左右布置有两对滚轮，每对滚轮通过轴及弹性支承座安装在壳体上。

2.根据权利要求1所述的全管水浸式球墨铸铁管超声波自动检测装置，其特征是：所述探头耦合器中的超声波聚焦探头的入射线和被测管件的轴线在同一水平面上，且相互垂直。

3.根据权利要求1所述的全管水浸式球墨铸铁管超声波自动检测装置，其特征是：所述安装在壳体尾端的自适应调节器包括有一柔性支架，柔性支架的前端通过推力轴承与壳体连接，柔性支架的尾端装有气缸与机械手连接。

4.根据权利要求1所述的全管水浸式球墨铸铁管超声波自动检测装置，其特征是：所述安装滚轮的弹性支承座具有伸缩支架，支架内装弹簧，支架的前端安装轴承座通过轴承与轴连接，支架的尾端焊装在壳体上。

5.根据权利要求1所述的全管水浸式球墨铸铁管超声波自动检测装置，其特征是：所述探头耦合器壳体的两侧壁呈三角形导流头。

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