CN105891333A - 一种模具钢自动超声扫查方法及设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种模具钢自动超声扫查方法及实施该方法的设备。通过机械手机构、超声波探头、工作槽机构及数据处理器相配合，整个扫查检测过程中，由机械手机构执行预先设计好的路径，然后超声波探头在机械手的带动下执行扫查检测任务并反馈数据，最后由数据处理器对数据进行即时处理，所获得的扫查检测结果在电脑上实时显示，实现对模具钢的自动化超声波扫查检测，提高检测效率、检测精度避免人为检测误差。另外，还通过设置耦合剂循环组件，对工作槽机构中的耦合剂实现更加科学合理的处理，优化耦合剂的循环利用，提高耦合效果。

Description

一种模具钢自动超声扫查方法及设备
技术领域
本发明涉及超声波自动探伤技术，特别涉及一种模具钢自动超声扫查方法及设备。
背景技术
超声波探伤是利用超声能透入金属材料的深处，并由一截面进入另一截面时，在界面边缘发生反射的特点来检查零件缺陷的一种方法，当超声波束自零件表面由探头通至金属内部，遇到缺陷与零件底面时就分别发生反射波，在荧光屏上形成脉冲波形，根据这些脉冲波形来判断缺陷位置和大小。超声波在介质中传播时有多种波型，检验中最常用的为纵波、横波、表面波和板波。用纵波可探测金属铸锭、坯料、中厚板、大型锻件和形状比较简单的制件中所存在的夹杂物、裂缝、缩管、白点、分层等缺陷；用横波可探测管材中的周向和轴向裂缝、划伤、焊缝中的气孔、夹渣、裂缝、未焊透等缺陷；用表面波可探测形状简单的铸件上的表面缺陷；用板波可探测薄板中的缺陷。超声波探伤的优点是检测厚度大、灵敏度高、速度快、成本低、对人体无害，能对缺陷进行定位和定量。然而，超声波探伤技术由于其不成熟性，依然有其局限。目前，超声波探伤一般通过依赖人工操作的探测仪进行扫查探伤，还不能实现自动化，而且，对于模具钢的探测，其在扫查探伤的效率与合理性上存在不足。例如，如果不事先设定轨迹，容易漏扫查探测某些部位；又例如，对于耦合剂的处理不够科学合理，耦合剂在应用的过程中，由于模具钢本身存在的灰尘、碎屑等，会使耦合剂变得浑浊，从而影响探头与模具钢的耦合效果，因此，必须想办法对耦合剂进行回收利用而且使槽体内的耦合剂始终保持清洁干净。从目前的现状来看，模具厂在开模前会对大型模具钢进行超声检验，由于大型模具钢的尺寸大，几乎都采用格子线扫查。不但工作量非常大，还不可避免存在检测盲区，从而导致漏检。总而言之，目前大型模具钢的无损检测水平仍处于相对落后状态，主要有检测效率低、检测精度低和人为误差多等关键问题。
发明内容
针对上述不足，本发明的目的在于，提供一种模具钢自动超声扫查方法，实现模具钢的自动化超声波扫查探伤，提高检测效率、检测精度避免人为检测误差，以及优化耦合剂的循环利用，提高耦合效果。本发明的目的还在于，提供一种实施上述方法的模具钢自动超声扫查设备。
本发明采用的技术方案为：一种模具钢自动超声扫查方法，其特征在于，包括以下步骤：
1）设置一机械手机构，该机械手机构包括X轴移动组件、Y轴移动组件及Z轴移动组件；设置一超声波扫查机构，该超声波扫查机构包括超声波探头、探头伸缩气缸及探头固定架；设置一工作槽机构，该工作槽机构包括容置耦合剂的槽体、设于槽体中部的承载台及与槽体相连接的耦合剂循环组件，所述耦合剂循环组件包括管路及液压装置，所述管路分别与槽体的进液口、出液口及液压装置相连接，实现对耦合剂的控制以及循环利用；设置一控制处理机构，该控制处理机构与机械移动机构、超声波扫查机构、工作槽机构电性连接，协调各机构的运作以及对各机构反馈回来的数据进行分析处理；
2）将模具钢放置在工作槽机构的承载台上，然后启动液压装置，使耦合剂淹没过模具钢的上表面，且使槽体内的耦合剂保持流动，耦合剂从进液口进液，从出液口出液，如此往复；
3）启动机械手机构，通过X轴移动组件、Y轴移动组件及Z轴移动组件之间的配合，带动超声波扫查机构按预先设定的路径进行运动；与此同时，启动超声波扫查机构，通过探头伸缩气缸驱动超声波探头的伸缩，实现超声波探头与模具钢的耦合，进行超声波扫查，并将采集到的数据反馈至控制处理机构；
4）控制处理机构对超声波扫查机构采集到的数据进行分析处理， 实现内部质量检测。
进一步，步骤1）中，所述进液口位于槽体的一侧上部，且高出模具钢的上表面，所述出液口位于槽体的另一侧下部，且低于模具钢的下表面；所述耦合剂循环组件还包括过滤件，该过滤件可拆卸式设于槽体内，且靠近进液口的一侧；步骤2）中，所述槽体内的耦合剂保持流动的过程中，耦合剂从进液口进液，经过过滤件过滤后，再经过模具钢扫查的工作区域，最后从出液口出液，如此往复。
一种实施所述方法的模具钢自动超声扫查设备，包括机械手机构、超声波扫查机构、工作槽机构及控制处理机构，其特征在于，所述机械手机构包括X轴移动组件、Y轴移动组件及Z轴移动组件；所述超声波扫查机构包括超声波探头、探头伸缩气缸及探头固定架；所述工作槽机构包括容置耦合剂的槽体、设于槽体中部的承载台及与槽体相连接的耦合剂循环组件，所述耦合剂循环组件包括管路及液压装置，所述管路分别与槽体的进液口、出液口及液压装置相连接，实现对耦合剂的控制以及循环利用；所述控制处理机构与机械移动机构、超声波扫查机构、工作槽机构电性连接，协调各机构的运作以及对各机构反馈回来的数据进行分析处理。
进一步，所述进液口位于槽体的一侧上部，且高出模具钢的上表面，所述出液口位于槽体的另一侧下部，且低于模具钢的下表面；所述耦合剂循环组件还包括过滤件，该过滤件可拆卸式设于槽体内，且靠近进液口的一侧。
进一步，所述过滤件呈L形，且底部设有内凹的滤渣承载结构。
进一步，所述出液口位于槽体的另一侧底部。
进一步，所述X轴移动组件包括X轴导轨、X轴电机、X轴丝杆及X轴滑块，所诉Y轴移动组件包括Y轴导轨、Y轴电机、Y轴丝杆及Y轴滑块，所述Z轴移动组件包括Z轴导轨、Z轴电机、Z轴丝杆及Z轴滑块。
进一步，所述超声波探头包括若干组，该些超声波探头通过探头伸缩气缸设于探头固定架上。
进一步，所述承载台为升降式承载台，包括台体，及与台体相连接的升降气缸。
进一步，所述控制处理机构包括运动控制装置及数据处理装置。
本发明具有以下优点：通过机械手机构、超声波扫查机构、工作槽机构及控制处理机构相配合，整个扫查检测过程中，由机械手机构执行预先设计好的路径，然后超声波扫查机构与工作槽机构执行扫查检测任务并反馈数据，最后控制处理机构对数据进行即时处理，获取扫查检测结果，实现对模具钢的自动化超声波扫查检测，提高检测效率、检测精度避免人为检测误差。另外，还通过设置耦合剂循环组件，对工作槽机构中的耦合剂实现更加科学合理的处理，优化耦合剂的循环利用，提高耦合效果。
下面结合附图说明与具体实施方式，对本发明作进一步说明。
附图说明
图1为本实施例的结构示意图一；
图2为本实施例的结构示意图二；
图中：X轴移动组件1；Y轴移动组件2；Z轴移动组件3；超声波探头4；探头伸缩气缸5；探头固定架6；槽体7；承载台8；耦合剂循环组件9；进液口10；出液口11；耦合剂12；模具钢13；过滤件14。
具体实施方式
参见图1至2，本实施例所提供的模具钢自动超声扫查方法，包括以下步骤：
1）设置一机械手机构，该机械手机构包括X轴移动组件1、Y轴移动组件2及Z轴移动组件3；设置一超声波扫查机构，该超声波扫查机构包括超声波探头4、探头伸缩气缸5及探头固定架6；设置一工作槽机构，该工作槽机构包括容置耦合剂的槽体7、设于槽体7中部的承载台8及与槽体7相连接的耦合剂循环组件9，所述耦合剂循环组件9包括管路及液压装置，所述管路分别与槽体的进液口10、出液口11及液压装置相连接，实现对耦合剂12的控制以及循环利用；设置一控制处理机构，该控制处理机构与机械移动机构、超声波扫查机构、工作槽机构电性连接，协调各机构的运作以及对各机构反馈回来的数据进行分析处理；
2）将模具钢13放置在工作槽机构的承载台8上，然后启动液压装置，使耦合剂12淹没过模具钢13的上表面，且使槽体7内的耦合剂12保持流动，耦合剂12从进液口10进液，从出液口11出液，如此往复；
3）启动机械手机构，通过X轴移动组件1、Y轴移动组件2及Z轴移动组件3之间的配合，带动超声波扫查机构按预先设定的路径进行运动；与此同时，启动超声波扫查机构，通过探头伸缩气缸5驱动超声波探头4的伸缩，实现超声波探头4与模具钢13的耦合，进行超声波扫查，并将采集到的数据反馈至控制处理机构；
4）控制处理机构对超声波扫查机构采集到的数据进行分析处理， 实现内部质量检测。
具体地，步骤1）中，所述进液口10位于槽体7的一侧上部，且高出模具钢13的上表面，所述出液口11位于槽体7的另一侧下部，且低于模具钢13的下表面；所述耦合剂循环组件9还包括过滤件14，该过滤件14可拆卸式设于槽体7内，且靠近进液口10的一侧；步骤2）中，所述槽体7内的耦合剂12保持流动的过程中，耦合剂12从进液口10进液，经过过滤件14过滤后，再经过模具钢扫查的工作区域，最后从出液口11出液，如此往复。
一种实施所述方法的模具钢自动超声扫查设备，包括机械手机构、超声波扫查机构、工作槽机构及控制处理机构；所述机械手机构包括X轴移动组件1、Y轴移动组件2及Z轴移动组件3；所述超声波扫查机构包括超声波探头4、探头伸缩气缸5及探头固定架6；所述工作槽机构包括容置耦合剂的槽体7、设于槽体7中部的承载台8及与槽体7相连接的耦合剂循环组件9，所述耦合剂循环组件9包括管路及液压装置，所述管路分别与槽体的进液口10、出液口11及液压装置相连接，实现对耦合剂12的控制以及循环利用；所述控制处理机构与机械移动机构、超声波扫查机构、工作槽机构电性连接，协调各机构的运作以及对各机构反馈回来的数据进行分析处理。
具体地，所述进液口10位于槽体7的一侧上部，且高出模具钢13的上表面，所述出液口11位于槽体7的另一侧下部，且低于模具钢13的下表面；所述耦合剂循环组件9还包括过滤件14，该过滤件14可拆卸式设于槽体7内，且靠近进液口10的一侧。
具体地，所述过滤件14呈L形，且底部设有内凹的滤渣承载结构。
具体地，所述出液口位于槽体的另一侧底部。
具体地，所述X轴移动组件1包括X轴导轨、X轴电机、X轴丝杆及X轴滑块，所诉Y轴移动组件2包括Y轴导轨、Y轴电机、Y轴丝杆及Y轴滑块，所述Z轴移动组件3包括Z轴导轨、Z轴电机、Z轴丝杆及Z轴滑块。
具体地，所述超声波探头4包括若干组，该些超声波探头4通过探头伸缩气缸5设于探头固定架6上。
具体地，所述承载台8为升降式承载台，包括台体，及与台体相连接的升降气缸。
具体地，所述控制处理机构包括运动控制装置及数据处理装置。
本发明并不限于上述实施方式，采用与本发明上述实施例相同或近似的技术特征，而得到的其他模具钢自动超声扫查方法及设备，均在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种模具钢自动超声扫查方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）设置一机械手机构，该机械手机构包括X轴移动组件、Y轴移动组件及Z轴移动组件；设置一超声波扫查机构，该超声波扫查机构包括超声波探头、探头伸缩气缸及探头固定架；设置一工作槽机构，该工作槽机构包括容置耦合剂的槽体、设于槽体中部的承载台及与槽体相连接的耦合剂循环组件，所述耦合剂循环组件包括管路及液压装置，所述管路分别与槽体的进液口、出液口及液压装置相连接，实现对耦合剂的控制以及循环利用；设置一控制处理机构，该控制处理机构与机械移动机构、超声波扫查机构、工作槽机构电性连接，协调各机构的运作以及对各机构反馈回来的数据进行分析处理；
（2）将模具钢放置在工作槽机构的承载台上，然后启动液压装置，使耦合剂淹没过模具钢的上表面，且使槽体内的耦合剂保持流动，耦合剂从进液口进液，从出液口出液，如此往复；
（3）启动机械手机构，通过X轴移动组件、Y轴移动组件及Z轴移动组件之间的配合，带动超声波扫查机构按预先设定的路径进行运动；与此同时，启动超声波扫查机构，通过探头伸缩气缸驱动超声波探头的伸缩，实现超声波探头与模具钢的耦合，进行超声波扫查，并将采集到的数据反馈至控制处理机构；
（4）控制处理机构对超声波扫查机构采集到的数据进行分析处理， 实现内部质量检测。
2.根据权利要求1所述的模具钢自动超声扫查方法，其特征在于，步骤1）中，所述进液口位于槽体的一侧上部，且高出模具钢的上表面，所述出液口位于槽体的另一侧下部，且低于模具钢的下表面；所述耦合剂循环组件还包括过滤件，该过滤件可拆卸式设于槽体内，且靠近进液口的一侧；步骤2）中，所述槽体内的耦合剂保持流动的过程中，耦合剂从进液口进液，经过过滤件过滤后，再经过模具钢扫查的工作区域，最后从出液口出液，如此往复。
3.一种实施权利要求1或2之一所述方法的模具钢自动超声扫查设备，包括机械手机构、超声波扫查机构、工作槽机构及控制处理机构，其特征在于，所述机械手机构包括X轴移动组件、Y轴移动组件及Z轴移动组件；所述超声波扫查机构包括超声波探头、探头伸缩气缸及探头固定架；所述工作槽机构包括容置耦合剂的槽体、设于槽体中部的承载台及与槽体相连接的耦合剂循环组件，所述耦合剂循环组件包括管路及液压装置，所述管路分别与槽体的进液口、出液口及液压装置相连接，实现对耦合剂的控制以及循环利用；所述控制处理机构与机械移动机构、超声波扫查机构、工作槽机构电性连接，协调各机构的运作以及对各机构反馈回来的数据进行分析处理。
4.根据权利要求3所述的模具钢自动超声扫查设备，其特征在于，所述进液口位于槽体的一侧上部，且高出模具钢的上表面，所述出液口位于槽体的另一侧下部，且低于模具钢的下表面；所述耦合剂循环组件还包括过滤件，该过滤件可拆卸式设于槽体内，且靠近进液口的一侧。
5.根据权利要求4所述的模具钢自动超声扫查设备，其特征在于，所述过滤件呈L形，且底部设有内凹的滤渣承载结构。
6.根据权利要求4所述的模具钢自动超声扫查设备，其特征在于，所述出液口位于槽体的另一侧底部。
7.根据权利要求3所述的模具钢自动超声扫查设备，其特征在于，所述X轴移动组件包括X轴导轨、X轴电机、X轴丝杆及X轴滑块，所诉Y轴移动组件包括Y轴导轨、Y轴电机、Y轴丝杆及Y轴滑块，所述Z轴移动组件包括Z轴导轨、Z轴电机、Z轴丝杆及Z轴滑块。
8.根据权利要求3所述的模具钢自动超声扫查设备，其特征在于，所述超声波探头包括若干组，该些超声波探头通过探头伸缩气缸设于探头固定架上。
9.根据权利要求3所述的模具钢自动超声扫查设备，其特征在于，所述承载台为升降式承载台，包括台体，及与台体相连接的升降气缸。
10. 根据权利要求3所述的模具钢自动超声扫查设备，其特征在于，所述控制处理机构包括运动控制装置及数据处理装置。
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