CN109490327A - 一种内窥镜检测空心轴/管内壁的工装及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明一种内窥镜检测空心轴/管内壁的工装及其方法，所述的工装在同一水平面上沿轴向依次设置至少两组的滚轮组，滚轮组中的滚轮轴线平行，且滚轮在水平面上呈对称设置，套管轴向与滚轮轴向平行固定在滚轮组的上方以及在套管管壁加工宽于内窥镜探头的槽。所述的方法通过滚轮支撑空心轴/管并使其同轴旋转，将内窥镜探头与空心轴/管内壁之间的距离固定，从而在检测过程中不需要再调整探头与被检表面的焦距。探头的图像覆盖范围可确定其在套管内伸入的单位步长，从而确保检测工作没有遗漏，同时由于探头在套管内是平行移动的，因此探头在空心轴/管腔体内的具体朝向是确定的。根据探头在套管内伸入的距离和套管槽的方向能快速判定缺陷的位置。

Description

一种内窥镜检测空心轴/管内壁的工装及其方法

技术领域

本发明涉及零件的表面缺陷检测，具体为一种内窥镜检测空心轴/管内壁的工装及其方法。

背景技术

航空发动机技术的发展对航空发动机零件的性能要求越来越高，作为危害性最大的表面缺陷检测也越来越受到关注。作为一种间接目视检测方法，内窥镜检测在零件表面质量检测方法中的应用日益广泛。内窥镜的作用主要是用于人眼目视不可达部位的检测，例如空心轴/管内壁的检测。

目前，内窥镜的探头多通过柔性光缆连接在观察设备上，在使用时，通过手持柔性光缆将探头伸到零件被检表面上方或借助手持刚性支撑管将探头及部分柔性光缆固定后再伸到零件被检表面上方。这种方法在操作过程中主要存在以下三方面的问题：(1)操作者手的抖动以及零件与探头相对转动，使探头与被检表面间距离发生变化进而容易造成图像失真，因此需不断调整焦距以使图像达到最佳的清晰度；(2)在大面积表面检测时探头对连续检验部位的衔接操作性差，易遗漏待检表面；(3)由于在深入腔体的过程中存在扭曲的情况，探头在腔体内的具体朝向不确定，这种情况导致在发现缺陷后不能直观的确定缺陷的具体位置。

上述问题的存在导致使用内窥镜检测空心轴/管内壁的操作方法较为繁琐、效率不高，有漏检的可能，且缺陷位置确定不直观。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种内窥镜检测空心轴/管内壁的工装及其方法，系统组成简单，安装方便，操作时快捷高效，准确度高，可适用于大批量空心轴/管内壁的表面缺陷检测。

本发明是通过以下技术方案来实现：

一种内窥镜检测空心轴/管内壁的工装，包括若干个滚轮和一个套管，滚轮用于支撑空心轴/管旋转，套管用于限定内窥镜探头的位置和朝向；

每两个滚轮组成一组滚轮组，滚轮组中的滚轮轴线平行，且两个滚轮在水平面上呈对称设置，滚轮组在同一水平面上沿轴向依次设置至少两组；所述的套管设置在滚轮组上方，套管轴向与滚轮轴向平行，套管的管壁轴向加工有槽，槽的宽度宽于探头的晶片，用于探头检测空心轴/管内壁的图像；

当探头检测空心轴/管内壁时，空心轴/管水平放置在滚轮上，套管水平设置在空心轴/管内部，探头放置在套管内部槽的位置。

优选的，还包括固定设置的支架，支架用于固定套管。

进一步，所述的套管通过水平设置的悬臂支杆与支架固定连接。

进一步，悬臂支杆的一端通过弹性卡箍与支架固定连接，悬臂支杆的另一端通过十字万向节与套管固定连接。

优选的，还包括底座，滚轮组和支架固定设置在底座上。

进一步，所述的底座设置有若干个不同位置的安装孔，安装孔用于固定滚轮和支架。

优选的，所述的滚轮组不少于三组。

一种内窥镜检测空心轴/管内壁的方法，基于上述任意一种工装，包括以下步骤：

1)将空心轴/管水平放置在工装的滚轮上；

2)将套管穿过空心轴/管的内壁并调节其与空心轴/管的中心轴线平行后固定在支架上；

3)将内窥镜探头伸入套管的开槽部位，调节探头的焦距使显示屏幕上的空心轴/管内壁图像清晰；

4)在空心轴/管上作一处标记，确定探头在套管内伸入的单位步长；

5)使滚轮旋转，通过显示的图像观察空心轴/管表面进行检测，当步骤4)确定的标记回到初始位置后停止滚轮的旋转；

6)将探头在套管内伸入步骤4)确定的单位步长；

7)通过依次重复步骤5)和步骤6)，当探头的检测范围覆盖到空心轴/管内壁的末端时完成空心轴/管内壁表面的检测工作，根据探头在套管中伸入的距离和套管槽的方向判定缺陷的位置。

进一步，步骤3)中的内窥镜探头通过柔性光缆连接在显示屏幕上。

再进一步，步骤4)中的标记作于空心轴/管的外侧上。

与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：

本发明的工装在同一水平面上沿轴向依次设置不少于两组的滚轮组，滚轮组中的滚轮轴线平行，且滚轮在水平面上呈对称设置，将套管轴向与滚轮轴向平行固定在滚轮组的上方以及在套管管壁加工宽于内窥镜探头的槽，从而将套管内部的内窥镜探头与被检表面间的距离固定，以确保检测空心轴/管内壁时探头与被检表面的焦距不变，从而使检测过程中不需要再调整探头与被检表面的焦距。

进一步的，通过设置支架、悬臂支杆水平设置在套管和支架之间以及十字万向节固定在悬臂支杆与套管之间，可灵活地调整套管与滚轮的相对位置，从而适应不同规格的空心轴/管检测需要。

进一步的，通过将滚轮设置在底座上可提高本发明工装的整体性，从而适应不同环境的检测需要。

进一步的，通过设置不同位置的安装孔可配合螺栓安装不同尺寸的工装，并且可快速拆卸，适用范围大。

本发明的检测方法通过滚轮支撑空心轴/管并使其同轴旋转，将内窥镜探头与空心轴/管内壁之间的距离固定，从而在检测过程中不需要再调整探头与被检表面的焦距。根据探头的图像覆盖范围可确定其在套管内伸入的单位步长，从而可确保检测工作没有遗漏，同时由于探头在套管内是平行移动的，因此探头在空心轴/管腔体内的具体朝向是确定的。根据探头在套管内伸入的距离和套管槽的方向能快速判定缺陷的位置。

进一步的，将标记作于空心轴/管的外侧上可方便地判定一次周向检测工作的完成，并且只需一次标记即可完成整个空心轴/管内壁的检测工作。

附图说明

图1为本发明工装结构的正视图。

图2为图1的A向视图。

图3为图1的B向视图。

图4为图2中的D处局部放大图。

图5为图1中的E处局部放大图。

图6为图2中的F处局部放大图。

图7为图3中的G处局部放大图。

图8为图1的底座示意图。

图9为图1的滚轮示意图。

图10为图1的支架示意图。

图11为图1的套管示意图。

图12为图1的十字万向节示意图。

图13为图1的悬臂支杆示意图。

图14为本发明工装在检测时的B向视图。

图中：底座1，滚轮2，支架3，套管4，十字万向节5，悬臂支杆6。

具体实施方式

下面结合具体的实施例对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。

本发明的目的是通过对内窥镜检测技术的改进，辅助用于检测轴/管类零件内壁的工装，提出一种提高内窥镜检测空心轴/管结论可靠性的方法。

首先结合附图具体说明本发明的工装。

本发明一个内窥镜检测空心轴/管内壁的工装，其结构如图1、图2和图3所示，图1的放大图如图5所示，图2的放大图如图4和图6所示，图3的放大图如图7所示，包括若干个如图9所示的滚轮2所组成的滚轮组和如图11所示的套管4。滚轮组中的滚轮2轴线平行，且两个滚轮在水平面上呈对称设置，滚轮组在同一水平面上沿轴向依次设置至少两组，本实施例中为两组，空心轴/管能够放在滚轮2上面以其中心轴线转动。套管4轴向与滚轮轴向平行，套管4固定在滚轮组上方，套管4的管壁轴向加工有一个槽，槽的宽度比内窥镜探头上的晶片尺寸宽，用于探头检测空心轴/管内壁的图像，这样便将内窥镜探头与被检表面间的距离固定，确保检测空心轴/管内壁时探头与被检表面的焦距不变，从而使检测过程中不需要再调整探头与被检表面的焦距。

本优选实施例中，上述工装还包括如图10所示的支架3，支架3固定在滚轮组的两侧，用于固定套管4。套管4通过如图13所示水平设置的悬臂支杆6安装在支架3上，悬臂支杆6的一端为弹性卡箍，通过锁紧螺丝与支架3连接，可调节松紧并固定；如图12所示的十字万向节5用于连接套管4和悬臂支杆6的另一端，十字万向节5的一部分套在悬臂支杆6上，另一部分套在套管4上，均通过螺栓顶紧固定。通过支架、悬臂支杆和十字万向节的设置可灵活地调整套管与滚轮的相对位置，从而适应不同规格的空心轴/管检测需要。

本优选实施例中，上述工装还包括如图8所示的底座1，滚轮组和支架3安装在底座1上，并在底座1上设置有不同位置的安装孔，安装孔通过配合螺栓，可固定滚轮2和套管4，因此可以提高本发明工装的整体性，从而适应不同环境的检测需要，而且可快速拆卸，适用范围大。

最后结合上述工装具体说明本发明的检测方法，具体包括如下步骤：

步骤1)在底座1上安装两组或两组以上的滚轮组，将空心轴/管水平放置在滚轮2上，保证空心轴/管能够旋转，如图14所示；

步骤2)将套管4穿过空心轴/管的内壁，调节其与空心轴/管的中心轴线平行后固定在支架3上；

步骤3)将内窥镜探头通过柔性光缆连接在显示屏幕上并伸入套管4开槽的部位，探头的晶片对准套管4开槽部位后将焦距调整至显示屏幕上的空心轴/管内壁图像清晰；

步骤4)用油性记号笔在空心轴/管的外侧上作一处标记用于监控空心轴/管周向检测时的完整性，根据探头的图像覆盖范围，确定相邻两个检验区域之间变更时，探头需在套管4内伸入的单位步长，以实现连续检验；

步骤5)匀速旋转滚轮2使空心轴/管以其中心轴线旋转，通过内窥镜显示屏幕观察表面进行检测；由于套管4与空心轴/管内壁的间距固定，套管4内的内窥镜探头与空心轴/管内壁的焦距不变，因而在检测空心轴/管内壁整周表面时不需要再次调整焦距；当空心轴/管上的标记转至同一位置时使滚轮2停止旋转，至此一次检测完成；

步骤6)将探头在套管中水平移动步骤4)确定的单位步长，因此探头在空心轴/管腔体内的具体朝向是确定的；

步骤7)通过依次重复步骤5)和步骤6)，当探头的检测范围覆盖到空心轴/管内壁的末端时完成空心轴/管内壁表面的检测工作；在检测中如果发现缺陷，根据探头在套管4中伸入的距离和套管4开槽的方向，即可准确地判定缺陷的具体位置。

Claims (10)

1.一种内窥镜检测空心轴/管内壁的工装，其特征在于，包括若干个滚轮(2)和一个套管(4)，滚轮(2)用于支撑空心轴/管旋转，套管(4)用于限定内窥镜探头的位置和朝向；

每两个滚轮(2)组成一组滚轮组，滚轮组中的滚轮(2)轴线平行，且两个滚轮在水平面上呈对称设置，滚轮组在同一水平面上沿轴向依次设置至少两组；所述的套管(4)设置在滚轮组上方，套管(4)轴向与滚轮轴向平行，套管(4)的管壁轴向加工有槽，槽的宽度宽于探头的晶片，用于探头检测空心轴/管内壁的图像；

当探头检测空心轴/管内壁时，空心轴/管水平放置在滚轮(2)上，套管(4)水平设置在空心轴/管内部，探头放置在套管(4)内部槽的位置。

2.根据权利要求1所述的一种内窥镜检测空心轴/管内壁的工装，其特征在于，还包括固定设置的支架(3)，支架(3)用于固定套管(4)。

3.根据权利要求2所述的一种内窥镜检测空心轴/管内壁的工装，其特征在于，所述的套管(4)通过水平设置的悬臂支杆(6)与支架(3)固定连接。

4.根据权利要求3所述的一种内窥镜检测空心轴/管内壁的工装，其特征在于，悬臂支杆(6)的一端通过弹性卡箍与支架(3)固定连接，悬臂支杆(6)的另一端通过十字万向节(5)与套管(4)固定连接。

5.根据权利要求1所述的一种内窥镜检测空心轴/管内壁的工装，其特征在于，还包括底座(1)，滚轮组和支架(3)固定设置在底座(1)上。

6.根据权利要求5所述的一种内窥镜检测空心轴/管内壁的工装，其特征在于，所述的底座(1)设置有若干个不同位置的安装孔，安装孔用于固定滚轮(2)和支架(3)。

7.根据权利要求1所述的一种内窥镜检测空心轴/管内壁的工装，其特征在于，所述的滚轮组不少于三组。

8.一种内窥镜检测空心轴/管内壁的方法，其特征在于，基于上述权利要求1-7所述的任意一种工装，包括以下步骤：

1)将空心轴/管水平放置在工装的滚轮(2)上；

2)将套管(4)穿过空心轴/管的内壁并调节其与空心轴/管的中心轴线平行后固定在支架(3)上；

3)将内窥镜探头伸入套管(4)的开槽部位，调节探头的焦距使显示屏幕上的空心轴/管内壁图像清晰；

4)在空心轴/管上作一处标记，确定探头在套管(4)内伸入的单位步长；

5)使滚轮(2)旋转，通过显示的图像观察空心轴/管表面进行检测，当步骤4)确定的标记回到初始位置后停止滚轮(2)的旋转；

6)将探头在套管(4)内伸入步骤4)确定的单位步长；

7)通过依次重复步骤5)和步骤6)，当探头的检测范围覆盖到空心轴/管内壁的末端时完成空心轴/管内壁表面的检测工作，根据探头在套管(4)中伸入的距离和套管(4)槽的方向判定缺陷的位置。

9.根据权利要求8所述的一种内窥镜检测空心轴/管内壁的方法，其特征在于，步骤3)中的内窥镜探头通过柔性光缆连接在显示屏幕上。

10.根据权利要求8所述的一种内窥镜检测空心轴/管内壁的方法，其特征在于，步骤4)中的标记作于空心轴/管的外侧上。