CN109115873B - 一种用于复杂构形回转体超声检测的环形多轴扫查装置 - Google Patents

一种用于复杂构形回转体超声检测的环形多轴扫查装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于复杂构形回转体超声检测的环形多轴扫查装置，包括C轴、Y轴、Z轴、A轴，C轴为环形扫查轴，包括一个环形扫查轨道，环形扫查轨道相对的两端设置有第一滑块；Y轴为横轴，横轴的两端分别固定在所述第一滑块上，横轴可以沿环形扫查轴水平旋转；Y轴包括一个水平平移轨道，Y轴上设置有第二滑块，第二滑块可以沿着水平平移轨道平移；Z轴为竖轴，Z轴包含垂直平移轨道，Z轴上设置有第三滑块，第三滑块可以沿着垂直平移轨道平移，Z轴靠近待测工件的一端为O点，A轴的一端通过O点与Z轴进行铰接，A轴的另一端连接有超声探头，向待测工件发射超声波。该装置使回转体工件无需旋转、无需装卡，即可完成全覆盖扫查检测。

Description

一种用于复杂构形回转体超声检测的环形多轴扫查装置
技术领域
本发明涉及无损检测技术领域，具体涉及一种用于复杂构形回转体超声检测的环形多轴扫查装置。
背景技术
复杂构形回转体工件的超声自动检测，要求超声探头发出的超声波始终等距、垂直地入射到工件表面。
传统上，一般采用带旋转台的多轴机械扫查装置，检测时把回转体工件置于旋转台上，在回转体工件一直旋转的前提下，通过改变探头的位置和上下摆角，完成对回转体工件整个表面的超声扫查和检测。上述这种检测装置，一般需通过装卡工装把回转体固定在旋转台上，在检测的过程中回转体工件需要不停的旋转。这种检测方式存在如下问题：(1)装卡工装可能遮挡住装卡部位超声波的传播，使得装卡部位无法被检测到；(2)装卡工装可能夹伤工件；(3)工件装卡可能不牢靠，旋转过程中易与转台发生相对转动，使检测定位与实际位置发生错位；(4)某些工件不宜在旋转的状态下进行检测。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种用于复杂构形回转体超声检测的环形多轴扫查装置，该装置利用扫查装置实现超声探头的水平旋转、水平平移、垂直平移、上下摆角，使超声探头发出的超声波始终垂直于工件表面，从而使回转体工件无需旋转、无需装卡、在静止状态下，即可完成对回转体工件的全覆盖扫查检测。
为了达到上述技术效果，本发明提供了一种用于复杂构形回转体超声检测的环形多轴扫查装置，包括C轴、Y轴、Z轴、A轴，所述C轴为环形扫查轴，包括一个环形扫查轨道，所述环形扫查轨道相对的两端设置有第一滑块；所述Y轴为横轴，所述横轴的两端分别固定在所述第一滑块上，所述横轴可以沿环形扫查轴水平旋转；所述Y轴包括一个水平平移轨道，所述Y轴上设置有第二滑块，所述第二滑块可以沿着水平平移轨道平移；所述Z轴为竖轴，所述Z轴包含垂直平移轨道，所述Z轴上设置有第三滑块，所述第三滑块可以沿着垂直平移轨道平移，所述Z轴靠近待测工件的一端为O点，所述A轴的一端通过O点与所述Z轴进行铰接，所述A轴的另一端连接有超声探头，向待测工件发射超声波。
进一步的，所述第三滑块固定在所述第二滑块上，使第三滑块沿垂直平移轨道平移的同时也可以沿水平平移轨道平移。
进一步的，所述A轴以O点为原点沿垂直方向进行上下摆角。
进一步的，所述超声探头发出的超声波主声束始终垂直于待测工件检测表面。
进一步的，所述超声探头与待测工件之间的距离固定。
本发明的工作原理具体为：通过A轴上下摆角，使超声探头发出的超声波主声束始终垂直于工件检测表面；通过Z轴垂直平移、Y轴水平平移，使探头与工件之间的距离固定，始终保持为d；通过C轴使超声探头的水平旋转，使工件无需旋转，即可完成对回转体工件的水平环向扫查。
本发明具有如下有益效果：通过本申请提供的环形多轴扫查装置，可以使超声探头进行水平环向旋转、水平/垂直平移、上下摆角，实现在回转体工件无需旋转、装卡和运动的前提下，使超声探头发出的超声波始终等距、垂直地入射到回转体工件中，进而完成对回转体工件的全覆盖扫查和检测。
附图说明
图1为现有的多轴扫查装置的结构示意图；
图2为本发明提供的环形多轴扫查装置的结构示意图；
图2中，1-C轴，2-Y轴，3-Z轴，4-超声探头，5-A轴，6-第一滑块，7-第三滑块，8-第二滑块，9-待测工件。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。需强调的是，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
图1为本发明提供的环形多轴扫查装置的一个具体实施例的结构示意图，该装置包括C轴1、Y轴2、Z轴3、A轴5，所述C轴1为环形扫查轴，包括一个环形扫查轨道，所述环形扫查轨道相对的两端设置有第一滑块6；所述Y轴2为横轴，Y轴2可以看作是C轴1环形轨道的一条直径，所述横轴的两端分别固定在所述第一滑块6上，第一滑块有两个，分别设置在C轴环形轨道直径的两端，所述横轴2可以沿环形扫查轴水平旋转；所述Y轴2包括一个水平平移轨道，所述Y轴2上设置有第二滑块8，所述第二滑块8可以沿着水平平移轨道平移；所述Z轴3为竖轴，所述Z轴3包含垂直平移轨道，所述Z轴3上设置有第三滑块7，所述第三滑块7可以沿着垂直平移轨道平移，第三滑块7固定在所述第二滑块8上，使第三滑块沿垂直平移轨道平移的同时也可以沿水平平移轨道平移，所述Z轴靠近待测工件的一端为O点，所述A轴5的一端通过O点与所述Z轴3进行铰接，A轴5以O点为原点沿垂直方向进行上下摆角，所述A轴5的另一端连接有超声探头4，向待测工件9发射超声波。所述超声探头4发出的超声波主声束始终垂直于待测工件9检测表面，所述超声探头4与待测工件9之间的距离固定，始终为d。通过超声探头的水平旋转，使工件无需旋转，即可完成对回转体工件的水平环向扫查。
通过上述各轴之间的结构关系和运动关系，通过环形多轴扫查装置，可使超声探头进行水平环向旋转、水平/垂直平移、上下摆角，实现在回转体工件无需旋转、装卡和运动的前提下，使超声探头发出的超声波始终等距、垂直地入射到回转体工件中，进而完成对回转体工件的全覆盖扫查和检测。

Claims (4)

1.一种用于复杂构形回转体超声检测的环形多轴扫查装置，其特征在于，包括C轴、Y轴、Z轴、A轴，所述C轴为环形扫查轴，包括一个环形扫查轨道，所述环形扫查轨道相对的两端设置有第一滑块；所述Y轴为横轴，所述横轴的两端分别固定在所述第一滑块上，所述横轴可以沿环形扫查轴水平旋转；所述Y轴包括一个水平平移轨道，所述Y轴上设置有第二滑块，所述第二滑块可以沿着水平平移轨道平移；所述Z轴为竖轴，所述Z轴包含垂直平移轨道，所述Z轴上设置有第三滑块，所述第三滑块可以沿着垂直平移轨道平移，所述Z轴靠近待测工件的一端为O点，所述A轴的一端通过O点与所述Z轴进行铰接，所述A轴的另一端连接有超声探头，向待测工件发射超声波，所述第三滑块固定在所述第二滑块上，使第三滑块沿垂直平移轨道平移的同时也可以沿水平平移轨道平移。
2.根据权利要求1所述的用于复杂构形回转体超声检测的环形多轴扫查装置，其特征在于，所述A轴以O点为原点沿垂直方向进行上下摆角。
3.根据权利要求1所述的用于复杂构形回转体超声检测的环形多轴扫查装置，其特征在于，所述超声探头发出的超声波主声束始终垂直于待测工件检测表面。
4.根据权利要求1所述的用于复杂构形回转体超声检测的环形多轴扫查装置，其特征在于，所述超声探头与待测工件之间的距离固定。
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