CN104698760B - X射线照相法探伤自动换片机构及自动换片方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及X射线照相法探伤自动换片机构及自动换片方法。所述自动换片机构包括：在胶片安装工位处的第一机器人组件；在胶片曝光工位处的第二机器人组件；以及在胶片安装工位与胶片曝光工位之间的输送装置。第一机器人组件能够将安放有未曝光胶片的胶片固持装置放置到输送装置的适当位置处。输送装置能够将胶片固持装置在胶片安装工位和胶片曝光工位之间进行输送。第二机器人组件能够从输送装置取出胶片固持装置以将未曝光的胶片进行曝光并且在曝光后将胶片固持装置放置到输送装置上。第一机器人组件还能够从输送装置中取回含已曝光的胶片的胶片固持装置放置到指定位置。

Description

X射线照相法探伤自动换片机构及自动换片方法

技术领域

本发明涉及X射线照相法探伤，尤其涉及一种用于X 射线照相法探伤的自动换片机构以及自动换片方法。

背景技术

这里提供的背景技术描述用于总体上介绍本发明的背景。当前所署名发明人的在本背景技术部分中所描述的程度上的工作，以及本描述中在申请时不构成现有技术的各方面，既非明示也非默示地被承认为与本发明相抵触的现有技术。

X射线照相法探伤是现代工业生产中质量检测、质量控制、质量保证的重要手段，广泛应用在机械、航天、航空、国防军工、石油、化工、造船、铁路系统、重型机械制造、汽车工业等领域。X射线照相法探伤广泛用于各种受压容器、锅炉的焊缝，各种铸钢阀门、泵体、石油钻探和化工、炼油设备中的受压铸件，精密铸造的透平叶片，航空和汽车工业用的各种铝镁合金铸件，信用卡电子芯片和印刷电路板等，以确定其内部缺陷，如夹渣、裂纹、气孔、缩松、缩孔、疏松、未焊透、未融合等体积性缺陷。

X 射线照相法探伤是根据被检工件与其内部缺陷介质对射线能量衰减程度的不同，使得射线透过工件后的强度不同，从而使缺陷能在射线底片上显示出来的方法，其利用X 射线穿过物质过程中的衰减规律，射线能使某些物质产生光化作用的特点。用穿过被检工件的X射线照射到胶片上使其感光，再经过暗室处理，得到反映工件内部情况的照相底片，然后利用这种底片在强光灯上分析，从而判断出被检工件内部质量。

用于X 射线照相法探伤的自动换片机构是将X 射线胶片布置在被检工件检测位置，并与X 射线源相配合完成照相的全自动探伤机械系统。现有国内外换片机构普遍采用单机结构布置，检测效率低，一次只能自动完成8张X光胶片曝光，不能流水线式完成多张照片的曝光。其次，由于检测大厅X射线及其产生的臭氧等对人体有害的环境，操作人员不能及时取出胶片进行冲洗并进而完成对工件质量的评价。

因此，本发明的目的是为了克服现有换片机构的上述缺点，提供一种用于X 射线照相法探伤的自动换片机构及自动换片方法，其能够流水线式完成多张胶片的曝光，使得检测效率大大提高；并且还能够使操作人员不暴露到X射线及其产生的臭氧等有害环境下，使得能够及时完成对感兴趣胶片的冲洗并进而完成工件质量的评价。

发明内容

本概要提供用于以简化形式介绍本发明构思的选择，这些构思在下面的详细说明中将进一步描述。本概要不旨在辨识所要求保护主题的关键特征或必要特征，也不旨在用作在确定所要求保护主题的范围时的帮助。

根据本发明的一个方面，提供一种用于X射线照相法探伤的自动换片机构，包括：

在胶片安装工位处的第一机器人组件；

在胶片曝光工位处的第二机器人组件；以及

在所述胶片安装工位与所述胶片曝光工位之间的输送装置；

其中，所述第一机器人组件能够将安放有未曝光的胶片的胶片固持装置放置到所述输送装置的适当位置处；

所述输送装置能够将所述胶片固持装置在所述胶片安装工位和所述胶片曝光工位之间进行循环输送；

所述第二机器人组件能够从所述输送装置取出所述胶片固持装置以将所述未曝光的胶片进行曝光并且在曝光后将胶片固持装置放置到所述输送装置上；和

所述第一机器人组件还能够从所述输送装置中取回含已曝光的胶片的所述胶片固持装置放置到指定位置。

根据本发明的另一方面，还包括片库，所述片库在两侧上各具有至少一个凹槽；所述胶片固持装置为安放片盒的片架，其中，所述片架为两端出轴，中间为框架结构，框架内部放置片盒，片盒内部安装有胶片，其中每端出轴均包括外部和内部，所述外部能够供所述第一机器人组件和第二机器人组件在放置或取出所述胶片固持装置时夹持，所述内部适配在所述片库的凹槽中以便固定所述片架。

根据本发明的另一方面，所述凹槽为V型槽。

根据本发明的另一方面，所述至少一个凹槽为8个。

根据本发明的另一方面，所述片架底部设有圆锥形金属销轴，所述片库底部设有锥形孔，所述锥形孔安放有永磁体使得所述销轴通过被吸附而定位在所述锥形孔中。

根据本发明的另一方面，所述输送装置为积放式空中运输线。

根据本发明的另一方面，所述积放式空中运输线在所述胶片安装工位与所述胶片曝光工位的上方设置成形成所述胶片安装工位与所述胶片曝光工位之间的连接通道。

根据本发明的另一方面，所述输送装置为积放式输送机或智能循迹车。

根据本发明的另一方面，所述积放式输送机或智能循迹车在所述胶片安装工位与所述胶片曝光工位的上方或在所述胶片安装工位与所述胶片曝光工位之间的地面上或地面下设置成形成所述胶片安装工位与所述胶片曝光工位之间的连接通道。

根据本发明的又一方面，还提供一种用于X射线照相法探伤的自动换片方法，包括步骤：

a）在胶片安装工位人工将未曝光的胶片安放到胶片固持装置的片盒中并将其放置在片库上；

b）在所述胶片安装工位处由第一机器人组件将所述胶片固持装置放置到输送装置的适当位置处；

c）由输送装置将所述胶片固持装置输送到胶片曝光工位处的指定位置；

d）在胶片曝光工位处由第二机器人组件取出含未曝光胶片的所述胶片固持装置并运送到指定位置进行曝光；

e）将曝光后的胶片固持装置放置到所述输送装置上并送回到所述胶片安装工位；

f）所述第一机器人组件从胶片安装工位取出所述胶片固持装置并放到所述片库的指定位置。

本发明的上述特征和优点以及其他特征和优点将从下面结合附图和随附权利要求对为实施本发明的优选实施例和最优模式的详细描述中变得显而易见。

附图说明

在实施例的以下详细描述中仅通过示例方式呈现其它特征、优点和细节，详细描述参考附图，在附图中：

图1是根据本发明原理的用于X射线照相法探伤的自动换片机构的示意图；

图2是根据本发明原理的用于X射线照相法探伤的自动换片机构的另一示意图；

图3是根据本发明原理的片架和片库的示意图；

图4是根据本发明原理的放置在积放式空中输送线上的片架的示意图；和

图5是根据本发明原理的自动换片方法的示意图。

附图标记列表：

1 第一机器人

2 滑台及床身

3 片库

4 片架

5 积放式空中输送线

6 射线源

7 被检工件

8 第二机器人

9 小车

10 永磁体

11 片盒

12 定位销轴

13 片架定位装置。

具体实施方式

下面的描述本质上仅是示范性的并且不旨在限制本发明、应用或使用。此外，无意于受到在前面的技术领域、背景技术和发明内容或下面的详细描述中所呈现的任何明示或默示理论的限制。应当理解在整个附图中，相应的参考标记标识相似或相应的部件或特征。

现在将会进一步进行阐述本发明。在下面的段落中，更详细地限定本发明的不同方面。除非明显地相反指示，如此限定的每一方面可与任何其他（多个）方面进行结合。特别地，指示为优选或有利的任何特征可与指示为优选或有利的任何其它（多个）特征相结合。

参见图1和2，示出了根据本发明的原理的用于X射线照相法探伤的自动换片机构的示意图。自动换片机构包括：第一机器人组件，其包括第一机器人1和滑台及床身2，该第一机器人组件位于换片室即胶片安装工位；第二机器人组件，其包括第二机器人8和小车9，该第二机器人组件位于检测大厅即胶片曝光工位；胶片固持装置，其包括夹持胶片的片架4；以及在换片室与检测大厅之间的输送装置，例如如图1和2示出为积放式空中输送线5，用于将安放有未曝光胶片的片架从换片室运送到检测大厅处以使胶片曝光，并且用于将片架4（含曝光后的胶片）重新从检测大厅运送回到换片室。积放式空中输送线5可以由变频调速电机及其减速器驱动链轮链条副在空中轨道内完成运动。当然，本领域技术人员将会明白，积放式空中输送线5可以由积放式输送机或智能循迹车（automated guided vehicle）等来代替，并且非限制性地，可以设置在换片室与检测大厅的上方或在换片室与检测大厅之间的地面上或地面下以形成在换片室与检测大厅之间的连接运送通道。

换片室处的第一机器人1例如YZ两维机器人（Y：沿射线方向； Z：沿竖直方向）的运动由伺服电机直接驱动丝杠副完成，滑台由伺服电机及其减速器驱动齿轮齿条副(或丝杠导轨副)完成。检测大厅处的第二机器人8例如YZ两维机器人的运动同样由伺服电机直接驱动丝杠副完成，输送小车9由变频电机及其减速器驱动车轮在钢轨上行走。对于本领域技术人员将明白的是，在换片室处的YZ二维机器人及其滑台和床身、在检测大厅处的YZ二维机器人及输送小车的动作在本领域是常规的，并且可以由可以采用壁挂、角度安装、地装、倒置等安装方式的机器人独立完成。替代地，检测大厅的输送小车也可以采用滑台和床身的运动方式。

放置在片库3（如参见图3将详细描述）上的片架4由机器人1通过适当的运动而拾取并被放置在积放式空中输送线5的固定位置上，从而传送到检测大厅的取片放片工位。随后，机器人8和输送小车9通过适当运动取出片架4并将其放至合适位置，从而使用来自射线源6的穿过被检工件7的X射线照射将片架中的胶片进行曝光。

为了存放片架，在换片室和检测大厅的两个取片和放片位置设计积放点，以完成片架的取片和放片定位。在未曝光胶片进入检测大厅的位置设计积放点，防止射线影响未曝光胶片；为方便维修，用于驱动积放式空中输送线5的电机安装在换片室内。

现在参考图3，示出了根据本发明原理的片架和片库。片库3用来存放片架4，片库3在两侧上各具有至少一个凹槽，优选地，每侧上各具有8个凹槽。优选地，凹槽为V型槽。片架4为两端出轴的装置，中间为框架结构，内部用来夹持安装有胶片的片盒11。其中，每端出轴均包括外部和内部，所述外部用来供第一机器人组件和第二机器人组件在将片架4放置到积放式空中输送线5或从积放式空中输送线5取出片架4时使用，所述内部放置所述片库的凹槽中（传送时被放置在空中输送线5的片架定位装置13中（如图4所示））以便固定片架4。为了更准确地将片架4固定在凹槽中，片架底部设有圆锥形金属定位销轴12，片库底部设有锥形孔，并且所述锥形孔安放有永磁体10，使得当片架4的内部被放置在片库的凹槽中时，所述定位销轴12通过被吸附而定位在所述锥形孔中。图4示出了片架4在积放式空中输送线5中的定位原理与其在片库中的定位原理相同。

现在将描述根据本发明原理的自动换片机构的方法流程。

在换片室即胶片安装工位中，人工将含有未曝光胶片的片盒安装在片架4内，并且将片架放置在片库上。在换片室处，由第一机器人组件通过适当的运动，将片架从片库中取出，并放置到输送装置即积放式空中输送线5的指定位置，例如片架定位装置13。由积放式空中输送线5将片架4输送到检测大厅即胶片曝光工位处的指定位置，例如取片放片工位。在检测大厅处，由第二机器人组件通过适当的运动将片架（含未曝光的胶片）运动到指定位置以进行曝光。在胶片曝光后由第二机器人组件通过与取出片架时相反的运动，将片架4放置到积放式空中输送线5上并由积放式空中输送线5输送回到换片室。第一机器人组件将输送回的片架4取回并放到指定片库的适当位置。

通过重复上述步骤，可以将每一片库中所存放的8张胶片曝光。根据被被检工件的特点，在需要时可以设定例如8张胶片为一个检测单元，例如40张胶片为一个工作循环来完成对被检工件的检测。这样可以通过执行5次检测单元而完成对40张胶片的全部曝光。本领域技术人员容易明白为工作循环而设定的胶片数量可以根据被检工件的特定来进行选择。

现在参照图5，描述根据本发明的自动换片机构取片和放片的过程。自动换片机构取片和放片与工业生产过程中叉车之间交换货物类似。叉子先降低高度伸到货物下方，再使叉子升高一定距离捡拾到货物后后退将货物取走。类似地，机器人先降低高度，使两端设有V形槽的钩子状结构的夹持装置，伸到处于在空中输送线中的片架出轴的下方，使V形槽升高托起片架，然后后退将片架取走。放片过程与取片过程刚好相反。在取片与放片过程中，通过安装在机器人与空中输送线中的电气开关发出信号，来控制它们的动作。机器人从片库中取出片架的动作与从空中输送线中取出片架的动作相似。机器人将片架放置到片库中的动作与将片架放置到空中输送线中的动作相似。

通过本发明的自动换片机构和自动换片方法，能够流水线式完成多张胶片的曝光，使得检测效率大大提高。此外，通过将换片室（胶片安装工位）和检测大厅（胶片曝光工位）分开，操作人员无需进入检测大厅就可以自动完成胶片曝光，这既保证了操作人员不被暴露到X射线及其产生的臭氧等有害环境从而保证其身体安全，又提供了工作效率，操作人员可以随时进入换片室取出感兴趣的胶片进行冲洗并进而完成对工件质量的评价。

虽然在前面的详细描述中描述了至少一个示范性实施例，但是应当明白存在大量的变形。还应当明白在此描述的一个示范性实施例或多个示范性实施例仅仅是例子，并不旨在以任何方式限制本发明的范围、适用性或构造。相反，前面的详细描述将为本领域技术人员提供方便的指引以实施一个示范性实施例或多个示范性实施例。应当理解在不偏离由所附权利要求及其合法等同方案阐明的本发明范围的情况下可以对元件的功能和排列做出各种变化。

Claims (19)

1.一种用于X射线照相法探伤的自动换片机构，包括：

在胶片安装工位处的第一机器人组件；

在胶片曝光工位处的第二机器人组件；以及

在所述胶片安装工位与所述胶片曝光工位之间的输送装置；

其中，所述第一机器人组件能够将安放有未曝光的胶片的胶片固持装置放置到所述输送装置的适当位置处；

所述输送装置能够将所述胶片固持装置在所述胶片安装工位和所述胶片曝光工位之间进行循环输送；

所述第二机器人组件能够从所述输送装置取出所述胶片固持装置以将所述未曝光的胶片进行曝光并且在曝光后将胶片固持装置放置到所述输送装置上；和

所述第一机器人组件还能够从所述输送装置中取回含已曝光的胶片的所述胶片固持装置放置到指定位置。

2.如权利要求1所述的自动换片机构，其特征在于，还包括片库，所述片库在两侧上各具有至少一个凹槽；所述胶片固持装置为安放片盒的片架，其中，所述片架为两端出轴，中间为框架结构，框架内部放置片盒，片盒内部安装有胶片，其中每端出轴均包括外部和内部，所述外部能够供所述第一机器人组件和第二机器人组件在放置或取出所述胶片固持装置时夹持，所述内部适配在所述片库的凹槽中以便固定所述片架。

3.如权利要求2所述的自动换片机构，其特征在于，所述凹槽为V型槽。

4.如权利要求3所述的自动换片机构，其特征在于，所述至少一个凹槽为8个。

5.如权利要求4所述的自动换片机构，其特征在于，所述片架底部设有圆锥形金属销轴，所述片库底部设有锥形孔，所述锥形孔安放有永磁体使得所述销轴通过被吸附而定位在所述锥形孔中。

6.如权利要求1至5中任一项所述的自动换片机构，其特征在于，所述输送装置为积放式空中运输线。

7.如权利要求6所述的自动换片机构，其特征在于，所述积放式空中运输线在所述胶片安装工位与所述胶片曝光工位的上方设置成形成所述胶片安装工位与所述胶片曝光工位之间的连接通道。

8.如权利要求1至5中任一项所述的自动换片机构，其特征在于，所述输送装置为积放式输送机或智能循迹车。

9.如权利要求8所述的自动换片机构，其特征在于，所述积放式输送机或智能循迹车在所述胶片安装工位与所述胶片曝光工位的上方或在所述胶片安装工位与所述胶片曝光工位之间的地面上或地面下设置成形成所述胶片安装工位与所述胶片曝光工位之间的连接通道。

10.一种用于X射线照相法探伤的自动换片方法，包括步骤：

a）在胶片安装工位人工将未曝光的胶片安放到胶片固持装置的片盒中并将其放置在片库上；

b）在所述胶片安装工位处由第一机器人组件将所述胶片固持装置放置到输送装置的适当位置处；

c）由输送装置将所述胶片固持装置输送到胶片曝光工位处的指定位置；

d）在胶片曝光工位处由第二机器人组件取出含未曝光胶片的所述胶片固持装置并运送到指定位置进行曝光；

e）将曝光后的胶片固持装置放置到所述输送装置上并送回到所述胶片安装工位；

f）所述第一机器人组件从胶片安装工位取出所述胶片固持装置并放到所述片库的指定位置。

11.如权利要求10所述的自动换片方法，其特征在于，所述胶片固持装置为夹持胶片的片架，其中，所述片架为两端出轴，其中每端出轴均包括外部和内部，所述外部能够供所述第一机器人组件和第二机器人组件在放置或取出所述胶片固持装置时夹持，所述内部适配在在两侧上各具有至少一个凹槽的片库中所述输送装置中的片架定位装置中，以便固定所述片架。

12.如权利要求11所述的自动换片方法，其特征在于，所述凹槽为V型槽。

13.如权利要求12所述的自动换片方法，其特征在于，所述至少一个凹槽为8个。

14.如权利要求13所述的自动换片方法，其特征在于，所述片架底部设有圆锥形金属销轴，所述片库底部设有锥形孔，所述锥形孔安放有永磁体使得所述销轴通过被吸附而定位在所述锥形孔中。

15.如权利要求10-14中任一项所述的自动换片方法，其特征在于，所述输送装置为积放式空中运输线。

16.如权利要求15所述的自动换片方法，其特征在于，所述积放式空中运输线在所述胶片安装工位与所述胶片曝光工位的上方设置成形成所述胶片安装工位与所述胶片曝光工位之间的连接通道。

17.如权利要求10-14中任一项所述的自动换片方法，其特征在于，所述输送装置为积放式输送机或智能循迹车。

18.如权利要求17所述的自动换片方法，其特征在于，所述积放式输送机或智能循迹车在所述胶片安装工位与所述胶片曝光工位的上方或在所述胶片安装工位与所述胶片曝光工位之间的地面上或地面下设置成形成所述胶片安装工位与所述胶片曝光工位之间的连接通道。

19.如权利要求10所述的自动换片方法，其特征在于，根据需要，循环执行步骤a）-f）预定次数。