CN110017947A - 一种兼容多规格内胆的环焊缝气密检漏装置及检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种兼容多规格内胆的环焊缝气密检漏装置及检测方法，其包括两个纵向移动机构和能带动两个纵向移动机构在水平方向上相互接近或远离的水平对正机构；每个纵向移动机构负责检测一条环焊缝，包括剪刀式结构的夹持单元，夹持单元的两个夹持臂的夹持下臂呈弧形，每个夹持下臂的下端铰接有一检测罩盒；检测罩盒通过吸枪管路与检漏仪连通。相对于现有技术，本装置通过剪刀式结构的夹持单元，能够满足兼容多规格内胆的环焊缝检测，实现柔性需求设计。同时本装置结构简单紧凑，避免使用复杂的传动机构，有效降低检测误差。此外，结构经济可靠，极大的方便设备的检修维护及备件更换，进一步促进热水器内胆气密测漏行业的发展。

Description

一种兼容多规格内胆的环焊缝气密检漏装置及检测方法

技术领域

本发明属于热水器内胆气密性检测技术领域，涉及一种兼容多规格内胆的环焊缝气密检漏装置及检测方法。

背景技术

内胆是热水器最核心的零部件，其气密性的好坏直接决定着热水器的使用寿命。如图1所示，热水器内胆一般由筒体，两端封盖及螺母构成，采用焊接工艺成型，因此热水器内胆的密封检漏主要集中在各个焊缝处。如何快速准确的完成各焊缝的气密检测，一直是热水器内胆检漏领域的关键技术。

热水器内胆常用的检漏方法有目视气泡法、直压测试法、差压测试法以及惰性气体收集法。目视气泡法检测成本低，环境要求不高，但是存在检测精度低，易出现误判等缺点。直压检测与差压检测虽然能够定量的进行检漏，但是对于漏点的具体位置无法确定。惰性气体收集法中，氦质谱检漏法能够做到定量定位检测，而且反应时间快，检测精度高，但是，该方法的检测成本较高，而且对于检测环境的要求比较严格，在热水器内胆检测领域应用较少。氮氢检漏是利用对氢气敏感的半导体式气体传感器来对漏点进行判定，该方式检测精度高，反应时间短，而且检测成本相对较低，因此，该检测方式在热水器内胆检测行业内越来越普遍。

不同方式的内胆测漏，对工件快速准确的封堵及定位要求是一致的。目前，内胆的气密检测主要有以下两种方法：一种是卧式密封夹紧工装，即内胆靠一侧封盖进行定位，另一侧封盖进行夹紧，从而将内胆定位夹紧，顶部的进出水口依靠丝杠及手轮调整进行密封。此方式只考虑到进出水口及排污口的封堵，进行定量的气密检测，无法实现定位检测。另一种方法是立式密封夹紧工装，即将内胆垂直放置，底部依靠封盖的仿形治具进行定位，顶部采用气缸垂直下压进行夹紧。同时，利用旋转机构及电缸，实现对环焊缝与竖直焊缝的检测。但是，由于内胆的制造工艺存在尺寸偏差，导致该方式的垂直对中性较差。而且，环焊缝检测装置过于复杂，针对不同规格的内胆，换型时间长，检修困难。通过以上两种方法的分析可知，如何快速准确的完成内胆环焊缝处的气密测试，如何做到同一套检漏工装兼容多种规格的内胆，是该领域里的技术难题。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种兼容多规格内胆的环焊缝气密检漏装置，具体为：

其包括两个在竖直方向上整体相互平行的纵向移动机构；

每个纵向移动机构负责检测一条环焊缝，其包括夹持单元，和带动夹持单元沿纵向升降的升降单元；

夹持单元包括两个夹持臂，两夹持臂相互交叉并由销轴铰接为一体形成剪刀式结构，销轴固接于定位板，两个夹持臂位于销轴上方的夹持上臂的上端之间铰接有一能沿水平方向伸缩的开合机构；

两个夹持臂位于销轴下方的夹持下臂呈弧形，每个夹持下臂的下端铰接有一检测罩盒；检测罩盒通过吸枪管路与检漏仪连通；

还包括水平对正机构，所述水平对正机构能带动两个纵向移动机构在水平方向上相互接近或远离。

优选的，开合机构为一开合气缸，开合气缸的缸底和活塞杆顶端分别与两夹持上臂的上端之间铰接。

优选的，检测罩盒与夹持臂之间的铰接轴心与两夹持臂的铰接销轴轴心相互平行。

优选的，所述升降单元采用由电机驱动的丝杠丝母副，夹持单元的定位板固接于丝母上。

优选的，定位板在销轴的上方还固设有当开合机构回缩至最短时对夹持臂限位防止其绕销轴偏转的限位块。

优选的，每个检测罩盒的左右两侧各设有导向滚轮，导向滚轮抵触内胆时，检测罩盒与环焊缝之间留有间隙。

优选的，所述水平对正机构包括承载平台、伺服电机、两个同步带轮，两组滑动导轨组；

伺服电机固定安装在承载平台上，两个同步带轮转动安装于承载平台下方且共同套设一皮带，伺服电机连接驱动其中一同步带轮，皮带的行进方向与滑动导轨组的行进方向相平行，每个滑动导轨组包括固定于承载平台下方且位于皮带左、右两侧的双侧对称导轨，两个双侧对称导轨之间通过滑块滑动连接一连接板，连接板下方通过固定板与升降单元固接；

两个同步带轮之间的左侧皮带与其中一组滑动导轨组的连接板固定连接，右侧皮带则与另一组滑动导轨组的连接板固定连接。

优选的，还包括将内胆定位夹紧的定位夹紧机构。

本发明还提供了利用本装置进行检漏的检测方法，具体为：

步骤一：将内胆进行定位夹紧，使环焊缝气密检漏装置的对称中心面与内胆的中心面重合，然后环焊缝气密检漏装置水平对正机构的伺服电机开始运转，运转至两个纵向移动机构与对应的环焊缝正对定位；

步骤二：丝杠丝母副开始运转，从而通过定位板带动夹持单元整体下降至检测罩盒与内胆环焊缝上部贴近；

步骤三：丝杠丝母副继续向下移动，关闭开合气缸的驱动气源，使得夹持臂及开合气缸完全依靠夹持臂与内胆接触的反作用力缓慢张开，在导向滚轮的引导下，检测罩盒贴近内胆环焊缝进行循迹检测；检测罩盒通过吸枪管路与检漏仪接通，对漏点进行实时定位检测；

步骤四：检测罩盒到达内胆环焊缝的两侧中间点后，控制开合气缸开始缩回，进行下半圆周环焊缝的检测。

相对于现有技术，本发明的环焊缝检测装置通过设计特定的夹持单元，能够满足兼容不同环焊缝直径及环焊缝间距的多规格内胆的环焊缝检测，实现柔性需求设计。同时该装置结构简单紧凑，避免使用复杂的传动机构，有效降低检测误差。此外，结构经济可靠，极大的方便设备的检修维护及备件更换，进一步促进热水器内胆气密测漏行业的发展。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为内胆1的示意图；

图2为单个纵向移动机构的立体示意图；

图3为环焊缝检测状态进展过程示意图；

图4主要展现水平对正机构一种结构形式的立体示意图；

图5为环焊缝气密检漏装置台位示意图。

附图标记说明：

内胆1；环焊缝2；伺服电机3；同步带轮4；双侧对称导轨5；连接板6；固定板7；丝杠丝母副8；定位板9；开合气缸10；夹持臂11；夹持上臂111；夹持下臂112；销轴113；限位块12；导向滚轮13；检测罩盒14；吸枪管路15。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本装置兼容多规格内胆的环焊缝气密检漏，以下结合附图说明本装置的结构及工作原理。

本装置包括两个整体在竖直方向上相互平行的纵向移动机构；

每个纵向移动机构负责检测一条环焊缝，其包括夹持单元和升降单元；升降单元的作用是带动夹持单元沿纵向升降；

如图2所示，夹持单元包括两个夹持臂11，两夹持臂11相互交叉并由销轴113铰接为一体形成剪刀式结构，销轴113固接于定位板9，两个夹持臂位于销轴上方的夹持上臂111的上端之间铰接有一能沿水平方向伸缩的开合机构；开合机构可选用多种结构实现气沿水平方向伸缩之功能，优选的，本实施例中，开合机构选用的是一开合气缸10，开合气缸的缸底和活塞杆顶端分别与两夹持上臂111的上端之间铰接；

两个夹持臂11位于销轴113下方的夹持下臂112呈弧形，每个夹持下臂112的下端铰接有一检测罩盒14，检测罩盒14与夹持臂11之间的铰接轴心与两夹持臂的铰接销轴轴心相互平行；通过合理设计夹持下臂112的弯曲半径，可以实现对多规格内胆的检测兼容。检测罩盒14通过吸枪管路15与检漏仪连通，检测罩盒14用于吸收漏点处的氮氢混合气体。

升降单元可选用多种结构实现通过带动定位板9沿纵向升降，从而带动夹持单元沿纵向升降；优选的，如图2所示，本实施例中，升降单元采用由电机驱动的丝杠丝母副8(或称为电缸)，定位板9固接于丝母上，固定板7用于将丝杠丝母副8固定在其他部件上。

单个纵向移动机构检测一条环焊缝的检测过程为：

如图3所示的初始状态：单个纵向移动机构位于环焊缝的正上方，此时开合机构(开合气缸10)处于缩回状态，两个检测罩盒相距距离最小；优选的，定位板9在销轴113的上方还固设有对夹持臂限位的限位块12，以防止初始状态时，夹持单元发生绕销轴13的偏转；升降单元(丝杠丝母副8)由电机转动驱动丝杠转动，从而带动丝母下降，固定在丝母上的定位板9随之下降，从而使夹持单元下降，直至左右两个检测罩盒14降至对应环焊缝的正上方且与环焊缝贴近至距离达到检测距离范围内，优选的，每个检测罩盒14的左右两侧各设有导向滚轮13(如图2所示)，由导向滚轮13抵触内胆，既确保检测罩盒与环焊缝之间的距离符合检测要求，也能维持该距离，还能避免检测罩盒与环焊缝相对移动时发生接触，减小对内胆样件的摩擦及损伤，同时能够有效避开焊渣等局部凸起缺陷；

丝杠丝母副8继续向下带动夹持单元，关闭开合气缸10的驱动气源，使得夹持臂11及开合气缸10完全依靠夹持臂11与内胆接触的反作用力缓慢张开，在导向滚轮13的引导下，检测罩盒14贴近内胆环焊缝2进行循迹检测。检测罩盒14循迹检测时，吸枪管路15与检漏仪同时接通，对漏点进行实时定位检测；

参照图3所示，到达中间状态后，在控制开合气缸10缩回的驱动口一侧提供稳定压力，促使开合气缸10开始缩回，进行下半圆周环焊缝的检测；直至图3的终止状态，左、右两检测罩盒14到达内胆最底端。

每个纵向移动机构负责检测内胆的一条环焊缝，内胆具有两个环焊缝，则需配备两个纵向移动机构，而不同规格的内胆，两环焊缝之间的间距可能不同，为适应两焊缝间距不同的内胆的检测，本装置还包括水平对正机构，水平对正机构的作用是带动两个纵向移动机构在水平方向上相互接近或远离，从而适应不同环焊缝间距的内胆的检测；

实现上述功能的水平对正机构可选多种结构形式，优选的，本实施例提供的结构形式为：如图4所示，包括承载平台31、伺服电机3、两个同步带轮4，两组滑动导轨组；伺服电机3固定安装在承载平台3上，两个同步带轮转动安装于承载平台3下方且共同套设一皮带，伺服电机连接驱动其中一同步带轮4，皮带的行进方向与滑动导轨组的行进方向相平行，每个滑动导轨组包括固定于承载平台31下方且位于皮带左、右两侧的双侧对称导轨5，两个双侧对称导轨5之间通过滑块滑动连接一连接板6，连接板6下方与固定板7固接；

两个同步带轮之间的左侧皮带与其中一组滑动导轨组的连接板6固定连接，右侧皮带则与另一组滑动导轨组的连接板固定连接，因此，当伺服电机3驱动一同步带轮4顺时针或逆时针转动时，左右两侧皮带分别带动两个连接板从而带动两个纵向移动机构沿水平方向做相互接近或远离的位移，实现准确定位，适应不同环焊缝间距的内胆。

本装置的检测方法包括如下步骤：

步骤一：如图5所示，内胆依靠其他辅助装置进行定位夹紧，此时要求环焊缝气密检漏装置的对称中心面与内胆的中心面重合。定位夹紧完成后，环焊缝气密检漏装置水平对正机构的伺服电机3开始运转，根据内胆具体规格，运转一定行程，从而使得两个纵向移动机构对对应的两个环焊缝一一进行准确定位；

步骤二：如图4所示，丝杠丝母副8开始运转，从而通过定位板9带动夹持单元整体下降至初始状态，与内胆环焊缝上部贴近；

步骤三：丝杠丝母副8继续向下移动，关闭开合气缸10的驱动气源，使得夹持臂11及开合气缸10完全依靠夹持臂11与内胆接触的反作用力缓慢张开，在导向滚轮13的引导下，检测罩盒14贴近内胆环焊缝进行循迹检测。检测罩盒14循迹检测时，吸枪管路15与检漏仪同时接通，对漏点进行实时定位检测；

步骤四：如图4所示，到达中间状态后，即检测罩盒到达内胆环焊缝的两侧中间点后，在控制开合气缸10缩回的驱动口一侧提供稳定压力，促使开合气缸10开始缩回，进行下半圆周环焊缝的检测。

检测完毕，夹持臂11沿初始轨迹退出，内胆进入下料工序。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种兼容多规格内胆的环焊缝气密检漏装置，其特征在于，包括两个在竖直方向上整体相互平行的纵向移动机构；

每个纵向移动机构负责检测一条环焊缝，其包括夹持单元，和带动夹持单元沿纵向升降的升降单元；

夹持单元包括两个夹持臂，两夹持臂相互交叉并由销轴铰接为一体形成剪刀式结构，销轴固接于定位板，两个夹持臂位于销轴上方的夹持上臂的上端之间铰接有一能沿水平方向伸缩的开合机构；

两个夹持臂位于销轴下方的夹持下臂呈弧形，每个夹持下臂的下端铰接有一检测罩盒；检测罩盒通过吸枪管路与检漏仪连通；

还包括水平对正机构，所述水平对正机构能带动两个纵向移动机构在水平方向上相互接近或远离。

2.根据权利要求1所述的一种兼容多规格内胆的环焊缝气密检漏装置，其特征在于，开合机构为一开合气缸，开合气缸的缸底和活塞杆顶端分别与两夹持上臂的上端之间铰接。

3.根据权利要求1所述的一种兼容多规格内胆的环焊缝气密检漏装置，其特征在于，检测罩盒与夹持臂之间的铰接轴心与两夹持臂的铰接销轴轴心相互平行。

4.根据权利要求1所述的一种兼容多规格内胆的环焊缝气密检漏装置，其特征在于，所述升降单元采用由电机驱动的丝杠丝母副，夹持单元的定位板固接于丝母上。

5.根据权利要求1所述的一种兼容多规格内胆的环焊缝气密检漏装置，其特征在于，定位板在销轴的上方还固设有当开合机构回缩至最短时对夹持臂限位防止其绕销轴偏转的限位块。

6.根据权利要求1所述的一种兼容多规格内胆的环焊缝气密检漏装置，其特征在于，每个检测罩盒的左右两侧各设有导向滚轮，导向滚轮抵触内胆时，检测罩盒与环焊缝之间留有间隙。

7.根据权利要求1所述的一种兼容多规格内胆的环焊缝气密检漏装置，其特征在于，所述水平对正机构包括承载平台、伺服电机、两个同步带轮，两组滑动导轨组；

伺服电机固定安装在承载平台上，两个同步带轮转动安装于承载平台下方且共同套设一皮带，伺服电机连接驱动其中一同步带轮，皮带的行进方向与滑动导轨组的行进方向相平行，每个滑动导轨组包括固定于承载平台下方且位于皮带左、右两侧的双侧对称导轨，两个双侧对称导轨之间通过滑块滑动连接一连接板，连接板下方通过固定板与升降单元固接；

两个同步带轮之间的左侧皮带与其中一组滑动导轨组的连接板固定连接，右侧皮带则与另一组滑动导轨组的连接板固定连接。

8.根据权利要求1所述的一种兼容多规格内胆的环焊缝气密检漏装置，其特征在于，还包括将内胆定位夹紧的定位夹紧机构。

9.使用如权利要求1至8任意一项的环焊缝气密检漏装置的检测方法，包括如下步骤：

步骤一：将内胆进行定位夹紧，使环焊缝气密检漏装置的对称中心面与内胆的中心面重合，然后环焊缝气密检漏装置水平对正机构的伺服电机开始运转，运转至两个纵向移动机构与对应的环焊缝正对定位；

步骤二：丝杠丝母副开始运转，从而通过定位板带动夹持单元整体下降至检测罩盒与内胆环焊缝上部贴近；

步骤三：丝杠丝母副继续向下移动，关闭开合气缸的驱动气源，使得夹持臂及开合气缸完全依靠夹持臂与内胆接触的反作用力缓慢张开，在导向滚轮的引导下，检测罩盒贴近内胆环焊缝进行循迹检测；检测罩盒通过吸枪管路与检漏仪接通，对漏点进行实时定位检测；

步骤四：检测罩盒到达内胆环焊缝的两侧中间点后，控制开合气缸开始缩回，进行下半圆周环焊缝的检测。