CN110133008A - 用于罐体的焊缝探伤系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种用于罐体的焊缝探伤系统。焊缝探伤系统包括发射器、接收器、两机械臂、机械臂控制器，以及处理电路。两所述机械臂的执行端分别与所述发射器和接收器连接，机械臂控制器与所述机械臂电连接；所述机械臂控制器通过控制所述机械臂的运动轨迹，以使所述发射器发出的探伤射线穿过所述罐体的焊缝，并使所述接收器接收穿出所述待检测焊缝的探伤射线；处理电路与所述接收器电连接，所述处理电路根据所述接收器的接收结果，生成相应数字化的所述待检测焊缝处影像。本申请实施例通过采用数字成像技术和可编程机械臂进行焊缝的检测，实现了检测过程无需胶片显影和定型，有效提高检测效率。
Description
技术领域
本发明涉及罐车无损检测技术领域，特别涉及一种用于罐体的焊缝探伤系统。
背景技术
目前对于罐体焊缝的质量检测主要以传统胶片照相为主。传统胶片照相方式需要通过人工贴胶片到焊缝指定位置、进而通过胶片曝光和胶片显影对罐车焊缝进行质量检测。整个检测过程中，人工投入、耗材消耗非常大，以13m铝合金罐车为例，检测整车10％长度焊缝需要3-4小时才能检测完成因此这种检测方法的检测效率较低、成本较高，而且胶片显影与定影过程中产生的废水会对环境会对环境造成污染。
发明内容
本发明的一个目的在于提出一种对罐车罐体焊缝检测效率较高的焊缝探伤系统。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种用于罐体的焊缝探伤系统，所述焊缝探伤系统包括：
发射器，用于发送探伤射线；
接收器，用于接收所述探伤射线；
两机械臂，两所述机械臂的执行端分别与所述发射器和接收器连接，所述两机械臂之间具有探伤区，所述探伤区供罐体放置；
机械臂控制器，与所述机械臂电连接；所述机械臂控制器通过控制所述机械臂的运动轨迹，以使所述发射器发出的探伤射线穿过所述罐体的焊缝，并使所述接收器接收穿出所述焊缝的探伤射线；
处理电路，与所述接收器电连接，所述处理电路根据所述接收器的接收结果，生成相应数字化的所述焊缝影像。
可选的，所述处理电路与所述发射器电连接，以控制所述发射器发出所述探伤射线；
所述机械臂控制器与所述处理电路电连接；所述机械臂控制器控制所述机械臂的执行端到达预设位置时，所述机械臂控制器发送发射信号至所述处理电路；
所述处理电路根据所述发射信号，控制所述发射器发送探伤射线至所述罐体的焊缝处。
可选的，所述机械臂控制器与所述处理电路电连接；
所述处理电路根据对所述待检测焊缝的检测结果，输出再检信号至所述机械臂控制器，所述再检信号中包括待重新检测焊缝处的位置信息；
所述机械臂控制器根据所述再检信号控制所述机械臂的执行端到达所述待重新检测焊缝处的位置，以使发射器、接收器、以及处理电路对该位置处的焊缝进行重新检测。
可选的，所述机械臂具有基座，所述焊缝探伤系统包括沿竖直方向延伸的第一导轨，所述机械臂的基座与所述第一导轨滑动连接；
所述导轨组件还包括沿水平方向延伸的第二导轨，所述第一导轨的一端与所述第二导轨滑动连接。
可选的，所述焊缝探伤系统还包括滑轨以及沿所述滑轨滑动的滑动支架，所述滑动支架供所述罐体放置；
所述滑轨穿设于所述探伤区，且所述两机械臂分设于所述滑轨的两侧。
可选的，所述滑动支架上设有用于支撑所述罐体的辊轮组件，所述辊轮组件包括主体以及与所述主体连接的辊轮；
所述主体包括至少两层台阶，每层所述台阶对应设置一辊轮，所述辊轮的滚动面供所述罐体的壁面抵持。
可选的，所述辊轮组件还包括驱动电机以及与联轴器；
所述联轴器连接所述驱动电机的电机轴以及所述辊轮的轴。
可选的，所述罐体焊缝的探伤系统还包括旋转控制器，所述旋转控制器与所述驱动电机连接，以控制所述驱动电机转动；或
所述驱动电机的电机轴为所述机械臂的外部轴；所述机械臂控制器控制所述驱动电机的电机轴工作。
可选的，所述滑动支架上设有驱动组件以及与所述驱动组件电连接的行程控制器，所述驱动组件用于驱动所述滑动支架沿所述滑轨移动；
所述行程控制器用于控制驱动组件，以控制所述滑动支架的启动或停止。
可选的，所述焊缝探伤系统还包括辅房；所述辅房设于所述机械臂背离所述探伤区的一侧；
所述辅房包括多个屏蔽板围合形成。
本申请实施例可以实现以下有益效果：
本申请实施例通过采用数字成像技术和可编程机械臂进行焊缝的检测，实现了检测过程无需胶片显影和定型，有效提高检测效率，以13m铝合金罐车为例，检测整车10％长度焊缝仅需要50min，有效的提高了焊缝检测效率，并且本发明方案在检测过程中实时生成焊缝处的数字化影像，不占用实体资源，有效的避免了资源的浪费，而且便于查询检索和质量追溯。
本申请实施例避免了胶片成本以及胶片存储成本，由于存储介质为数字图像，查询检索方便。通过检测结果追溯管理系统可以实现质量实时追溯。通过机械臂控制机械臂的移动轨迹，可以对焊缝的检测获得最佳的曝光几何位置，以及最佳透照效果。
本申请实施例焊缝探伤系统的兼容性强，除了常规罐体焊缝检测外，能够兼容封头等其他任何体积小于罐体的产品。当罐体规格和工艺修改等导致焊缝位置发生改变时，可以非常容易进行探伤工艺程序转换。
本申请实施例在检测过程中实现自动化检测，能够大大的降低工人劳动强度，并使用焊缝缺陷自动识别辅助评估软件辅助人工进行评片工作。
附图说明
图1是本申请焊缝探伤系统用于焊接罐体时的使用状态图。
图2是图1的另一视角局部结构图；
图3是本申请焊缝探伤系统的局部结构图；
图4是本申请焊缝探伤系统一实施例的控制结构框图；
图5是本申请焊缝探伤系统另一实施例的控制结构框图；
附图标记说明如下：
100、焊缝探伤系统；11、发射器；12接收器；13处理电路；
21机械臂；22机械臂控制器；23第一导轨；24第二导轨；211基座；
30滑轨；31滑动支架；311行程控制器；32辊轮组件；321辊轮；322主体；3211驱动电机；
40辅房；
50主控制器；
200、罐体。
具体实施方式
体现本发明特征与优点的典型实施方式将在以下的说明中详细叙述。应理解的是本发明能够在不同的实施方式上具有各种的变化，其皆不脱离本发明的范围，且其中的说明及图示在本质上是当作说明之用，而非用以限制本发明。
为了进一步说明本发明的原理和结构，现结合附图对本发明的优选实施例进行详细说明。
本申请实施例提出一种用于罐体的焊缝探伤系统100，用于探测罐体200的焊缝，罐体200可以是罐车的罐体200，也可以是其他罐体200，特别是大型罐体200。焊缝探伤系统100包括发射器11、接收器12、两机械臂21、机械臂控制器22，以及处理电路13。发射器11用于发送探伤射线；接收器12用于接收探伤射线；两机械臂21的执行端分别与发射器11和接收器12连接，两机械臂21之间具有探伤区，探伤区供罐体200放置；机械臂控制器22与机械臂21电连接；机械臂控制器22通过控制机械臂21的运动轨迹，以使发射器11发出的探伤射线穿过罐体200的焊缝，并使接收器12接收穿出待检测焊缝的探伤射线；处理电路13与接收器12电连接，处理电路13根据接收器12的接收结果，生成相应数字化的待检测焊缝处影像。
在本申请实施例中，罐体的焊缝探伤系统100还可包括主控制器50，主控制器50与机械臂控制器22、处理电路13均电连接。主控制器50作为焊缝探伤系统100的核心处理部件，总控整个焊缝探伤系统100各个部件之间的协同工作。
在需要对罐体200进行焊缝检测时，先将罐体200置于探伤区，继而机械臂控制器22控制两机械臂21移动，使得发射器11和接收器12位于合适的位置，即发射器11从罐体200的一侧发出的探伤射线能够射至焊缝处，而当探伤射线穿出该出焊缝时，能够被接收器12所接收。由于探伤射线从焊缝穿过时，因焊缝缺陷对射线的吸收能力不同，因而自焊缝穿出的探伤射线能够反映焊缝的质量情况。处理电路13通过分析接收器12接收的探伤射线的情况，以分析出焊缝的质量结果。
需要进行说明的是，在对罐体200焊缝进行检测时，由于发射器11和接收器12均是位于罐体200的外侧，因此会出现所检测的焊缝发生重叠的情况，罐体200两侧焊缝呈对称状态，当探伤射线会依次穿过左侧焊缝、右侧焊缝，而达到接收器12。对此本申请根据相关技术标准NBT47013.2-2005，采用双壁单影技术，即靠近发射器11的焊缝图像可以被过滤掉，接收器12只接收到靠近该接收器12焊层处的焊缝图像。
一台机械臂控制器22可以同时对两机械臂21进行控制，本实施例中，机械臂控制器22有两台，以分别对两机械臂21进行控制，两机械臂控制器22之间通过主控制器50进行协调工作。
本实施例中，由两台机械臂21本方案中机械臂21可以为一轴机械臂21，也可以为多轴的可编程柔性机械臂21，可选的，本实施例中，两机械臂21均为六轴机械臂21，六轴机械臂21可以定位到工作空间范围内任意位置，以适应不同罐体200不同焊缝位置探伤需求。
进一步的，焊缝探伤系统100包括沿竖直方向延伸的第一导轨23，机械臂21的基座211与第一导轨23滑动连接。导轨组件还包括沿水平方向延伸的第二导轨24，第一导轨23的一端与第二导轨24滑动连接。第一导轨23上具有沿上下方向的导槽，机械臂21具有基座211，基座211上设有卡爪以及凸出的滑块，该滑块置于第一导轨23的导槽内，卡爪与第一导轨23的侧壁卡接。当然，可以在第一导轨23、机械臂21基座211上设置其他的滑动结构，在此不做限定。第一导轨23直立连接于第二导轨24上，两者大致呈90°，第一导轨23沿第二导轨24水平移动。可以理解，通过第一导轨23和第二导轨24的设置，使得机械臂21能够在水平方向和竖直方向进行较大范围的移动。本实施例中，焊缝探伤系统100具有两套第一导轨23、第二导轨24的配合结构，分别设于探伤区的两侧。
为了进一步提高本申请焊缝探伤系统100的自动化程度，提高焊缝检测效率，本实施例中设置第一导轨23、第二导轨24上分别设有导轨电机，且导轨电机与主控制器50连接，因此主控制器50通过控制导轨电机，以控制第一导轨23在导轨电机的控制下，即可沿第二导轨24水平移动，以及控制机械臂21自动的沿第一导轨23上进行上下移动。
为了避免探伤射线对人体的伤害，以及节约能源，本实施例中设置处理电路13与发送器电连接，以控制发送器发出探伤射线；机械臂控制器22与处理电路13电连接；机械臂控制器22控制机械臂21的执行端到达预设位置时，机械臂21发送发射信号至处理电路13；处理电路13根据发射信号，控制发送器发送探伤射线至待检测设备的焊缝处。本实施例能够实现在当机械臂21的执行端移动至预设的位置后，才控制发射器11发射探伤射线。在此需要说明的是，发射器11发出的射线可以正射至罐体200的焊缝处，也可以是发出的探伤射线与焊缝所在的平面具有一定的夹角，夹角的大小可以根据现场工作人员进行设定或调试。
进一步的，在本实施例中，处理电路13通过对接收器12接收到探伤射线的情况进行分析，以得出焊缝的质量情况，当检测出焊缝质量不达标时，会对该处焊缝位置进行标记，本实施例为了避免由于发射器11或接收器12位置影响以及其他外界因素的影响造成质量检测结果有误差。本实施例中，机械臂控制器22与处理电路13电连接；处理电路13根据对焊缝的检测结果，输出再检信号至机械臂控制器22，再检信号中包括待重新检测焊缝处的位置信息；机械臂控制器22根据再检信号控制机械臂21的执行端到达待重新检测焊缝处的位置，以使发射器11、接收器12、以及处理电路13对该位置处的焊缝进行重新检测。
本实施例中，处理电路13根据对待检测焊缝的检测结果还发送强度调整信号至发送器，以在机械臂控制器22根据再检信号控制机械臂21的执行端到达待重新检测焊缝处的位置时，发射器11根据强度调整信号调整发送探伤射线的强度，以对该位置处的焊缝进行重新检测。再检信号中还可包括调整接收器12到焊缝处的距离信息等。通过增大发射器11发送探伤射线的强度，和/或减小接收器12到焊缝处的距离，可以提高生成的焊缝的数字化图像的清晰度，从而能够提高鉴别焊缝质量的准确性。
在上述实施例中，上述处理电路13可以采用现有技术中的图像处理电路。发射器11发出的探伤射线可以是X射线、Y射线；于本方案中，为了实现发射器11、接收器12以及处理电路13更好的信号交互、集成，以及实现生成的数字化图像有更高的清晰度。本实施例中，利用DR系统(Digital Radiography，直接数字平板X线成像系统)来替换发射器11、接收器12以及处理电路13。DR系统主要包括X线发生装置、直接转换平板探测器、系统控制器、影像监示器、影像处理工作站等几部分组成。DR系统的工作原理和组成部分为本领域技术人员所熟知，在此不再赘述。
基于上述实施例，为了进一步提高焊缝探伤系统100检测焊缝的效率，本申请实施例中，焊缝探伤系统100还包括滑轨30以及沿滑轨30滑动的滑动支架31，滑动支架31供待检测设备放置；滑轨30穿设于探伤区，且两机械臂21分设于滑轨30的两侧。在此以罐车罐体200为例，罐车罐体200大致呈圆柱状，罐体200通过防止在滑动支架31上，进而滑动支架31沿滑轨30驶入探伤区内，此时，两机械臂21分别位于罐体200的两侧，当探伤检测完成后，再通过滑轨30和滑动支架31将罐体200运出探伤区。
具体的，滑动支架31上设有驱动组件以及与驱动组件电连接的行程控制器311，驱动组件用于驱动滑动支架31沿滑轨30移动；行程控制器311用于控制驱动组件，以控制滑动支架31的启动或停止。行程控制器311可以与主控制器50连接，主控制控制行程控制器311到达指定位置接收罐体200，进而控制滑动支架31沿滑轨30移动到探伤区域，待探伤检测完成后，控制滑动支架31驶离探伤区域。该滑动支架31可以为RGV小车，且优选设置RGV小车上预留物联网接口，以用于控制小车自动到达指定区域；为后续从上料、产品识别到产品检测、检测结果自动判别、下料的全自动化检测流程做准备。
以罐车罐体200为例，罐车罐体200通常包括环向焊缝和纵向焊缝，本申请中设置滑动支架31上设有用于支撑待检测设备的辊轮321组件32，辊轮321组件32包括主体322以及与主体322连接的辊轮321；主体322包括至少两层台阶，每层台阶对应设置一辊轮321，辊轮321的滚动面供待检测设备的壁面抵持。在一应用场景中，当机械臂21的执行端位于罐体200的侧面对罐体200侧面的焊缝进行检测后，通过使辊轮321转动，使罐体200实现轴向旋转，因此之前位于底面的焊缝会移动至侧面，进而供机械臂21执行端所携带的发射器11和接收器12进行检测，有效的避免了机械臂21的执行端需要移动至罐体200的下侧进行检测时，所带来的空间限制、检测距离限制等问题。
进一步的，为了实现罐体200的自动化旋转，辊轮321组件32还包括驱动电机3211以及与联轴器；联轴器连接驱动电机3211的电机轴以及辊轮321的轴。因此通过控制控制驱动电机3211的驱动轴，即可以控制罐体200的旋转。
在一实施例中，罐车罐体200焊缝的探伤系统还可包括旋转控制器，旋转控制器与驱动电机3211连接，以控制驱动电机3211转动；因此工作人员可以通过远程或直接控制旋转控制器，即可以控制罐体200的旋转。
在另一实施例中，驱动电机3211的电机轴为机械臂21的外部轴；机械臂控制器22控制驱动电机3211的电机轴工作。当有两台机械臂控制器22时，驱动电机3211可以受控任一臂控制器。在本实施例中，机械臂控制器22可以同时对机械臂21和驱动电机3211的电机轴进行控制，实现更便利的交互。例如，当机械臂21移动到罐体200侧面下方的预设位置时，机械臂控制器22控制辊轮321转动，以使罐体200轴向旋转，使得罐体200底部区域旋转至侧面，进而机械臂控制器22控制机械臂21在此移动到另一预设位置，以继续在罐体200的侧面对焊缝进行检测。
焊缝探伤系统100还包括焊缝修补装置；主控制器50与机械臂控制器22、处理电路13、焊缝修补装置电性连接；主控制器50根据处理电路13的输出结果，控制焊缝修补装置工作。当处理电路13确定最终的焊缝质量检测结果后，会对有问题的焊缝进行标记，主控制器50控制焊缝修补装置移动到标记位置进行焊缝修补。焊缝修补装置也可以采用机械臂，以及设置在机械臂执行端的焊枪。
焊缝探伤系统100还可包括辅房40；辅房40设于机械臂21背离探伤区的一侧；辅房40包括多个屏蔽板围合形成；罐车罐体200焊缝的探伤系统还包括人机交互设备，人机交互设备设于辅房40内，且人机交互设备与处理电路13电连接。屏蔽板可以包括钢板。在进行罐体200的探伤检测时，工作人员可以在辅房40内，通过人机交互设备观察处理电路13的对焊缝的检测结果。
本申请实施例可以实现以下有益效果：
本申请实施例通过采用数字成像技术和可编程机械臂21进行焊缝的检测，实现了检测过程无需胶片显影和定型，有效提高检测效率，避免了胶片成本以及胶片存储成本，由于存储介质为数字图像，查询检索方便。通过检测结果追溯管理系统可以实现质量实时追溯。通过机械臂21控制机械臂21的移动轨迹，可以对焊缝的检测获得最佳的曝光几何位置，以及最佳透照效果。
本申请实施例焊缝探伤系统100的兼容性强，除了常规罐体200焊缝检测外，能够兼容封头等其他任何体积小于罐体200的产品。当罐体200规格和工艺修改等导致焊缝位置发生改变时，可以非常容易进行探伤工艺程序转换。
本申请实施例在检测过程中实现自动化检测，能够大大的降低工人劳动强度，并使用焊缝缺陷自动识别辅助评估软件辅助人工进行评片工作。
虽然已参照几个典型实施方式描述了本发明，但应当理解，所用的术语是说明和示例性、而非限制性的术语。由于本发明能够以多种形式具体实施而不脱离发明的精神或实质，所以应当理解，上述实施方式不限于任何前述的细节，而应在随附权利要求所限定的精神和范围内广泛地解释，因此落入权利要求或其等效范围内的全部变化和改型都应为随附权利要求所涵盖。
Claims (10)
1.一种用于罐体的焊缝探伤系统，其特征在于，所述焊缝探伤系统包括：
发射器，用于发送探伤射线；
接收器，用于接收所述探伤射线；
两机械臂，两所述机械臂的执行端分别与所述发射器和接收器连接，所述两机械臂之间具有探伤区，所述探伤区供罐体放置；
机械臂控制器，与所述机械臂电连接；所述机械臂控制器通过控制所述机械臂的运动轨迹，以使所述发射器发出的探伤射线穿过所述罐体的焊缝，并使所述接收器接收穿出所述焊缝的探伤射线；
处理电路，与所述接收器电连接，所述处理电路根据所述接收器的接收结果，生成相应数字化的所述焊缝影像。
2.根据权利要求1所述的用于罐体的焊缝探伤系统，其特征在于，所述处理电路与所述发射器电连接，以控制所述发射器发出所述探伤射线；
所述机械臂控制器与所述处理电路电连接；所述机械臂控制器控制所述机械臂的执行端到达预设位置时，所述机械臂控制器发送发射信号至所述处理电路；
所述处理电路根据所述发射信号，控制所述发射器发送探伤射线至所述罐体的焊缝处。
3.根据权利要求1所述的用于罐体的焊缝探伤系统，其特征在于，所述机械臂控制器与所述处理电路电连接；
所述处理电路根据对所述待检测焊缝的检测结果，输出再检信号至所述机械臂控制器，所述再检信号中包括待重新检测焊缝处的位置信息；
所述机械臂控制器根据所述再检信号控制所述机械臂的执行端到达所述待重新检测焊缝处的位置，以使发射器、接收器、以及处理电路对该位置处的焊缝进行重新检测。
4.根据权利要求1所述的用于罐体的焊缝探伤系统，其特征在于，所述机械臂具有基座，所述焊缝探伤系统包括沿竖直方向延伸的第一导轨，所述机械臂的基座与所述第一导轨滑动连接；
所述导轨组件还包括沿水平方向延伸的第二导轨，所述第一导轨的一端与所述第二导轨滑动连接。
5.根据权利要求1至4任意一项所述的用于罐体的焊缝探伤系统，其特征在于，所述焊缝探伤系统还包括滑轨以及沿所述滑轨滑动的滑动支架，所述滑动支架供所述罐体放置；
所述滑轨穿设于所述探伤区，且所述两机械臂分设于所述滑轨的两侧。
6.根据权利要求5所述的用于罐体的焊缝探伤系统，其特征在于，所述滑动支架上设有用于支撑所述罐体的辊轮组件，所述辊轮组件包括主体以及与所述主体连接的辊轮；
所述主体包括至少两层台阶，每层所述台阶对应设置一辊轮，所述辊轮的滚动面供所述罐体的壁面抵持。
7.根据权利要求6所述的用于罐体的焊缝探伤系统，其特征在于，所述辊轮组件还包括驱动电机以及与联轴器；
所述联轴器连接所述驱动电机的电机轴以及所述辊轮的轴。
8.根据权利要求7所述的用于罐体的焊缝探伤系统，其特征在于，所述罐体焊缝的探伤系统还包括旋转控制器，所述旋转控制器与所述驱动电机连接，以控制所述驱动电机转动；或
所述驱动电机的电机轴为所述机械臂的外部轴；所述机械臂控制器控制所述驱动电机的电机轴工作。
9.根据权利要求5所述的用于罐体的焊缝探伤系统，其特征在于，所述滑动支架上设有驱动组件以及与所述驱动组件电连接的行程控制器，所述驱动组件用于驱动所述滑动支架沿所述滑轨移动；
所述行程控制器用于控制驱动组件，以控制所述滑动支架的启动或停止。
10.根据权利要求1所述的罐体焊缝的探伤系统，其特征在于，所述焊缝探伤系统还包括辅房；所述辅房设于所述机械臂背离所述探伤区的一侧；
所述辅房包括多个屏蔽板围合形成。
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