CN106248794A - 一种金属圆柱体零部件自动化超声波探伤机 - Google Patents

一种金属圆柱体零部件自动化超声波探伤机 Download PDF

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Abstract

一种金属圆柱体零部件自动化超声波探伤机，对检测工件截面的层面进行探伤检测时，通过电脑根据探头检测的幅宽预设检测工件横端面、纵剖面的检测路径；通过伺服电机使探头移动贴服检测工件侧面，启动检测仪，对检测工件的截面的层面进行探伤检测；探伤检测频谱波形不正常时，对检测点位进行标记；纵面的层面探伤检测时，探头旋转90°；探伤检测频谱波形不正常时，对检测点位进行标记；探伤检测过程中：由探伤检测出的不正常频谱波形点位的标记，确定产品是否合格；本发明由程序控制，两套伺服电机控制探头的移动、另一套伺服电机驱动工件旋转，探头移动速度和移动路径的重叠度，可以准确对空心、实心的金属圆柱体地进行探伤检测。

Description

一种金属圆柱体零部件自动化超声波探伤机
技术领域
本发明涉及金属圆柱体零部件的超声波探伤检测，尤其是一种金属圆柱体零部件自动化超声波探伤机。
背景技术
目前，对于材料性能要求较高的金属圆柱体零部件，都要进行超声波探伤检测，现有的检测是：由人工手持检测探头对工件的检测面进行滑动检测，由于人工检测难以准确掌控检测探头的移动速度，以及探头移动路径的重叠度，而且效率低、劳动强度大；同时，由于检测时人的眼睛需要在探头和显示仪之间频繁交替观察，使得显示器上的频谱波形无法全面地被观察到，容易出现缺陷漏检现象；鉴于上述的诸多原因，现提出一种金属圆柱体零部件自动化超声波探伤机。
发明内容
本发明的目的是为了克服目前金属圆柱体零部件人工探伤时，难以准确掌控检测探头的移动速度，以及探头移动路径的重叠度，容易出现缺陷漏检现象，而且效率低、劳动强度大等诸多缺点，通过合理的设计，提供一种金属圆柱体零部件自动化超声波探伤检测装置。本发明采用四套伺服电机驱动四轴联动装置，由程序控制，分别由两套伺服电机通过丝杠驱动托板并通过探头架和探头夹持旋转架控制探头的移动，探头夹持旋转架由另一套伺服电机控制探头方向，另一套伺服电机驱动工件旋转。工件旋转的转速、探头移动的速度和移动路径的重叠度均由预先设定的程序来控制，检测员只需观察探伤显示器上的频谱波形即可，可准确地对检测工件进行探伤检测，使得探伤检测无死角，检测范围全面，大大提高了超声波探伤检测的效率和质量。本发明的金属圆柱体零部件自动化超声波探伤机，为本行业的探伤检测提供了一种先进的检测设备。
本发明为了实现上述目的，采用如下技术方案，一种金属圆柱体零部件自动化超声波探伤机，是由：机架、转盘、丝杠横移导轨、丝杠升降导轨、回转总成、伺服联动装置、联动主轴、联动伺服电机、动同步带、定位座、丝杠驱动横移托板、横移驱动伺服电机、丝杠升降导套、升降驱动伺服电机、探头架、探头夹持旋转架、探头、耦合剂收集管道、收集箱、检测工件、检测仪、探头旋转伺服电机构成；机架上方设置回转总成，回转总成一侧设置丝杠横移导轨，回转总成设置内侧旋转内环，回转总成旋转内环的内侧设置伺服联动装置，回转总成旋转内环与伺服联动装置之间设置同步联动齿，回转总成的旋转内环上面设置转盘，转盘上方环绕旋转中心均布设置至少三个定位座，定位座上方设置不同直径的多级止扣，同一止扣上方设置检测工件；伺服联动装置下方的机架下面设置主轴座，主轴座中设置联动主轴，主轴座一侧设置联动伺服电机，联动伺服电机的驱动轴与联动主轴之间设置动同步带；
丝杠横移导轨上方设置丝杠升降导轨，丝杠升降导轨与丝杠横移导轨之间设置丝杠驱动横移托板；丝杠升降导轨一侧设置探头架，探头架与丝杠升降导轨之间设置丝杠升降导套；丝杠横移导轨的丝杠后端设置横移驱动伺服电机、丝杠升降导轨的丝杠上端设置升降驱动伺服电机；探头架外部设置探头夹持旋转架，探头夹持旋转架中心一侧设置卡座，探头夹持旋转架中心另一侧设置探头旋转伺服电机；卡座后方设置弹簧，卡座中设置探头杆和探头；
转盘边沿至中心设置凹型，转盘中心预留孔，孔中设置耦合剂收集管道，耦合剂收集管道的出口下方设置收集箱；
对检测工件截面的层面进行探伤检测时，通过电脑根据探头检测的幅宽预设检测工件横端面、纵剖面的检测路径；由升降驱动伺服电机的丝杠驱动丝杠升降导套带动探头架和探头向下移动，使探头移动至与检测工件下部边沿后停止；横移驱动伺服电机通过丝杠驱动横移托板使探头贴服检测工件侧面停止。
探头贴服检测工件后，启动检测仪，对检测工件的截面的层面进行探伤检测，同时，启动联动伺服电机通过动同步带带动联动主轴和伺服联动装置转动，伺服联动装置通过同步齿驱动转盘和检测工件进行匀速绕心旋转，检测工件旋转一周停止，探头向上移动，进行检测工件第二层面绕心旋转一周的探伤检测；探头对检测工件进行探伤检测过程中，通过检测仪的显示器观察探伤检测频谱波形，探伤检测频谱波形不正常时，联动伺服电机停机，对检测点位进行标记，标记后联动伺服电机重启继续进行探伤检测；探头逐层向上移动对检测工件层面进行探伤检测，探头向上移动检测工件上部边沿后停止，检测工件预设的横截面探伤检测完成。
检测工件的层面探伤检测完成后，探头通过探头旋转伺服电机向下，使探头旋转90°，预备对检测工件纵面的层面进行探伤检测。
纵面的层面探伤检测前，由升降驱动伺服电机的丝杠驱动丝杠升降导套向上移动至探头下面高出检测工件的上截面时停止；横移驱动伺服电机驱动丝杠驱动横移托板，使探头向检测工件上截面的中心移动，探头移动至检测工件上截面外部的边沿时，停止横移；升降驱动伺服电机使探头下降贴服检测工件上截面后，停止；
探头贴服检测工件上截面后，启动检测仪，对检测工件的纵面的层面进行探伤检测，同时，启动联动伺服电机通过动同步带带动联动主轴和伺服联动装置转动，伺服联动装置通过同步齿驱动转盘和检测工件进行匀速绕心旋转，检测工件旋转一周停止；横移驱动伺服电机驱动探头向中心移动，探头对检测工件进行探伤检测过程中，通过检测仪的显示器观察探伤检测频谱波形，探伤检测频谱波形不正常时，联动伺服电机停机，对检测点位进行标记，标记后联动伺服电机重启继续进行探伤检测；探头逐层向中心移动对检测工件纵面的层面进行探伤检测，探头向中心移动检测工件截面的内部边沿后停止，检测工件纵面的层面探伤检测完成；
探头对检测工件进行探伤检测过程中：显示器观察横端面、纵剖面的探伤检测频谱波形不正常点位标记的直线交叉点，确定探伤检测的结果超出正常范围，为不合格产品；显示器观察横端面、纵剖面的探伤检测频谱波形正常，为合格产品。
有益效果是：本发明采用四套伺服电机驱动四轴联动装置，由程序控制，分别由两套伺服电机通过丝杠驱动托板并通过探头架和探头夹持旋转架控制探头的移动，探头夹持旋转架由另一套伺服电机控制探头方向，另一套伺服电机驱动工件旋转，工件旋转的按照程序设定的探头移动速度和移动路径的重叠度，可准确地对检测工件进行探伤检测，使得探伤检测无死角检测范围全面，可以对空心、实心的圆柱体进行超声波探伤检测，大大提高了超声波探伤检测的效率和质量。本发明的金属圆柱体零部件自动化超声波探伤机，为本行业的探伤检测提供了一种先进的检测设备。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步说明：
图1是总装结构示意图；
图2是总装结构示意图；
图3是俯视结构示意图；
图1.2.3中：机架1、转盘2、丝杠横移导轨3、丝杠升降导轨4、回转总成5、伺服联动装置6、联动主轴6-1、联动伺服电机6-2、动同步带6-3、定位座7、丝杠驱动横移托板8、横移驱动伺服电机9、丝杠升降导套10、升降驱动伺服电机11、探头架12、探头夹持旋转架13、探头14、耦合剂收集管道15、收集箱16、检测工件17、检测仪18、探头旋转伺服电机19。
具体实施方式
下面结合实施例与具体实施方式对本发明作进一步详细说明：
实施例1
机架1上方设置回转总成5，回转总成5一侧设置丝杠横移导轨3，回转总成5设置内侧旋转内环，回转总成5旋转内环的内侧设置伺服联动装置6，回转总成5旋转内环与伺服联动装置6之间设置同步联动齿，回转总成5的旋转内环上面设置转盘2，转盘2上方环绕旋转中心均布设置至少三个定位座7，定位座7上方设置不同直径的多级止扣，同一止扣上方设置检测工件17；伺服联动装置6下方的机架1下面设置主轴座，主轴座中设置联动主轴6-1，主轴座一侧设置联动伺服电机6-2，联动伺服电机6-2的驱动轴与联动主轴6-1之间设置动同步带6-3；
丝杠横移导轨3上方设置丝杠升降导轨4，丝杠升降导轨4与丝杠横移导轨3之间设置丝杠驱动横移托板8；丝杠升降导轨4一侧设置探头架12，探头架12与丝杠升降导轨4之间设置丝杠升降导套10；丝杠横移导轨3的丝杠后端设置横移驱动伺服电机9、丝杠升降导轨4的丝杠上端设置升降驱动伺服电机11；探头架12外部设置探头夹持旋转架13，探头夹持旋转架13中心一侧设置卡座，探头夹持旋转架13中心另一侧设置探头旋转伺服电机19；卡座后方设置弹簧，卡座中设置探头杆和探头14；
转盘2边沿至中心设置凹型，转盘2中心预留孔，孔中设置耦合剂收集管道15，耦合剂收集管道15的出口下方设置收集箱16；
对检测工件17截面的层面进行探伤检测时，通过电脑根据探头检测的幅宽预设检测工件17横端面、纵剖面的检测路径；由升降驱动伺服电机11的丝杠驱动丝杠升降导套10带动探头架12和探头14向下移动，使探头14移动至与检测工件17下部边沿后停止；横移驱动伺服电机9通过丝杠驱动横移托板8使探头14贴服检测工件17侧面停止；
实施例2
探头14贴服检测工件17后，启动检测仪18，对检测工件17的截面的层面进行探伤检测，同时，启动联动伺服电机6-2通过动同步带6-3带动联动主轴6-1和伺服联动装置6转动，伺服联动装置6通过同步齿驱动转盘2和检测工件17进行匀速绕心旋转，检测工件17旋转一周停止，探头14向上移动，进行检测工件17第二层面绕心旋转一周的探伤检测；探头14对检测工件17进行探伤检测过程中，通过检测仪18的显示器观察探伤检测频谱波形，探伤检测频谱波形不正常时，联动伺服电机6-2停机，对检测点位进行标记，标记后联动伺服电机6-2重启继续进行探伤检测；探头14逐层向上移动对检测工件17层面进行探伤检测，探头14向上移动检测工件17上部边沿后停止，检测工件17预设的横截面探伤检测完成；
实施例3
检测工件17的层面探伤检测完成后，探头14通过探头旋转伺服电机19向下，使探头14旋转90°，预备对检测工件17纵面的层面进行探伤检测；
实施例4
纵面的层面探伤检测前，由升降驱动伺服电机11的丝杠驱动丝杠升降导套10向上移动至探头14下面高出检测工件17的上截面时停止；横移驱动伺服电机9驱动丝杠驱动横移托板8，使探头14向检测工件17上截面的中心移动，探头14移动至检测工件17上截面外部的边沿时，停止横移；升降驱动伺服电机11使探头14下降贴服检测工件17上截面后，停止；
探头14贴服检测工件17上截面后，启动检测仪18，对检测工件17的纵面的层面进行探伤检测，同时，启动联动伺服电机6-2通过动同步带6-3带动联动主轴6-1和伺服联动装置6转动，伺服联动装置6通过同步齿驱动转盘2和检测工件17进行匀速绕心旋转，检测工件17旋转一周停止；横移驱动伺服电机9驱动探头14向中心移动，探头14对检测工件17进行探伤检测过程中，通过检测仪18的显示器观察探伤检测频谱波形，探伤检测频谱波形不正常时，联动伺服电机6-2停机，对检测点位进行标记，标记后联动伺服电机6-2重启继续进行探伤检测；探头14逐层向中心移动对检测工件17纵面的层面进行探伤检测，探头14向中心移动检测工件17截面的内部边沿后停止，检测工件17纵面的层面探伤检测完成；
探头14对检测工件17进行探伤检测过程中：显示器观察横端面、纵剖面的探伤检测频谱波形不正常点位标记的直线交叉点，确定探伤检测的结果超出正常范围，为不合格产品；显示器观察横端面、纵剖面的探伤检测频谱波形正常，为合格产品。

Claims (4)

1.一种金属圆柱体零部件自动化超声波探伤机，是由：机架(1)、转盘(2)、丝杠横移导轨(3)、丝杠升降导轨(4)、回转总成(5)、伺服联动装置(6)、联动主轴(6-1)、联动伺服电机(6-2)、动同步带(6-3)、定位座(7)、丝杠驱动横移托板(8)、横移驱动伺服电机(9)、丝杠升降导套(10)、升降驱动伺服电机(11)、探头架(12)、探头夹持旋转架(13)、探头(14)、耦合剂收集管道(15)、收集箱(16)、检测工件(17)、检测仪(18)、探头旋转伺服电机(19)构成；其特征在于：机架(1)上方设置回转总成(5)，回转总成(5)一侧设置丝杠横移导轨(3)，回转总成(5)设置内侧旋转内环，回转总成(5)旋转内环的内侧设置伺服联动装置(6)，回转总成(5)旋转内环与伺服联动装置(6)之间设置同步联动齿，回转总成(5)的旋转内环上面设置转盘(2)，转盘(2)上方环绕旋转中心均布设置至少三个定位座(7)，定位座(7)上方设置不同直径的多级止扣，同一止扣上方设置检测工件(17)；伺服联动装置(6)下方的机架(1)下面设置主轴座，主轴座中设置联动主轴(6-1)，主轴座一侧设置联动伺服电机(6-2)，联动伺服电机(6-2)的驱动轴与联动主轴(6-1)之间设置动同步带(6-3)；
丝杠横移导轨(3)上方设置丝杠升降导轨(4)，丝杠升降导轨(4)与丝杠横移导轨(3)之间设置丝杠驱动横移托板(8)；丝杠升降导轨(4)一侧设置探头架(12)，探头架(12)与丝杠升降导轨(4)之间设置丝杠升降导套(10)；丝杠横移导轨(3)的丝杠后端设置横移驱动伺服电机(9)、丝杠升降导轨(4)的丝杠上端设置升降驱动伺服电机(11)；探头架(12)外部设置探头夹持旋转架(13)，探头夹持旋转架(13)中心一侧设置卡座，探头夹持旋转架(13)中心另一侧设置探头旋转伺服电机(19)；卡座后方设置弹簧，卡座中设置探头杆和探头(14)；
转盘(2)边沿至中心设置凹型，转盘(2)中心预留孔，孔中设置耦合剂收集管道(15)，耦合剂收集管道(15)的出口下方设置收集箱(16)；
对检测工件(17)截面的层面进行探伤检测时，通过电脑根据探头检测的幅宽预设检测工件(17)横端面、纵剖面的检测路径；由升降驱动伺服电机(11)的丝杠驱动丝杠升降导套(10)带动探头架(12)和探头(14)向下移动，使探头(14)移动至与检测工件(17)下部边沿后停止；横移驱动伺服电机(9)通过丝杠驱动横移托板(8)使探头(14)贴服检测工件(17)侧面停止。
2.根据权利要求1所述的一种金属圆柱体零部件自动化超声波探伤机，其特征在于：探头(14)贴服检测工件(17)后，启动检测仪(18)，对检测工件(17)的截面的层面进行探伤检测，同时，启动联动伺服电机(6-2)通过动同步带(6-3)带动联动主轴(6-1)和伺服联动装置(6)转动，伺服联动装置(6)通过同步齿驱动转盘(2)和检测工件(17)进行匀速绕心旋转，检测工件(17)旋转一周停止，探头(14)向上移动，进行检测工件(17)第二层面绕心旋转一周的探伤检测；探头(14)对检测工件(17)进行探伤检测过程中，通过检测仪(18)的显示器观察探伤检测频谱波形，探伤检测频谱波形不正常时，联动伺服电机(6-2)停机，对检测点位进行标记，标记后联动伺服电机(6-2)重启继续进行探伤检测；探头(14)逐层向上移动对检测工件(17)层面进行探伤检测，探头(14)向上移动检测工件(17)上部边沿后停止，检测工件(17)预设的横截面探伤检测完成。
3.根据权利要求1所述的一种金属圆柱体零部件自动化超声波探伤机，其特征在于：检测工件(17)的层面探伤检测完成后，探头(14)通过探头旋转伺服电机(19)向下，使探头(14)旋转90°，预备对检测工件(17)纵面的层面进行探伤检测。
4.根据权利要求1所述的一种金属圆柱体零部件自动化超声波探伤机，其特征在于：纵面的层面探伤检测前，由升降驱动伺服电机(11)的丝杠驱动丝杠升降导套(10)向上移动至探头(14)下面高出检测工件(17)的上截面时停止；横移驱动伺服电机(9)驱动丝杠驱动横移托板(8)，使探头(14)向检测工件(17)上截面的中心移动，探头(14)移动至检测工件(17)上截面外部的边沿时，停止横移；升降驱动伺服电机(11)使探头(14)下降贴服检测工件(17)上截面后，停止；
探头(14)贴服检测工件(17)上截面后，启动检测仪(18)，对检测工件(17)的纵面的层面进行探伤检测，同时，启动联动伺服电机(6-2)通过动同步带(6-3)带动联动主轴(6-1)和伺服联动装置(6)转动，伺服联动装置(6)通过同步齿驱动转盘(2)和检测工件(17)进行匀速绕心旋转，检测工件(17)旋转一周停止；横移驱动伺服电机(9)驱动探头(14)向中心移动，探头(14)对检测工件(17)进行探伤检测过程中，通过检测仪(18)的显示器观察探伤检测频谱波形，探伤检测频谱波形不正常时，联动伺服电机(6-2)停机，对检测点位进行标记，标记后联动伺服电机(6-2)重启继续进行探伤检测；探头(14)逐层向中心移动对检测工件(17)纵面的层面进行探伤检测，探头(14)向中心移动检测工件(17)截面的内部边沿后停止，检测工件(17)纵面的层面探伤检测完成；
探头(14)对检测工件(17)进行探伤检测过程中：显示器观察横端面、纵剖面的探伤检测频谱波形不正常点位标记的直线交叉点，确定探伤检测的结果超出正常范围，为不合格产品；显示器观察横端面、纵剖面的探伤检测频谱波形正常，为合格产品。
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