CN111458404A - 一种自动化管件测试中心 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自动化管件测试中心,属于自动化设备技术领域，包括管件测试装置、机器人、托盘和控制柜，管件测试装置用于对管件进行检测，机器人与管件测试装置相邻放置，托盘的数量至少为两个且与机器人相邻放置，至少一个托盘用于放置待检测的管件，至少一个托盘用于放置检测完的管件，控制柜与管件测试装置和机器人电连接，机器人用于将托盘上的待检测管件装夹到管件测试装置上，机器人还用于将管件测试装置检测完的管件取下放置到托盘上。其使用方便，自动完成上料、下料和测试，大大提高了检测效率，降低了劳动强度，检测完整，较好的保证了检测的准确性，而且还降低了人工成本。

Description

一种自动化管件测试中心

技术领域

本发明属于自动化设备技术领域，具体涉及一种自动化管件测试中心。

背景技术

涡流检测是许多NDT(无损检测)方法之一，利用涡流原理可以解决金属材料探伤(裂缝、缺陷检查)、测厚(材料或涂层厚度测量)、分选等问题。目前，国内对管件，特别是大口径管件内圈内壁的涡流探伤的检测，普遍采用人工进行检测，需要人工手持涡流探头沿内壁逐一检测管件，面对大口径管件时，人工检测速度慢，效率低下，而且会出现漏检情况，使用十分不便，也有一些采用设备进行检测的，但是上料、下料和测试都要通过人工进行操作，人工成本高，劳动强度大，而且工作效率也较低。

发明内容

本发明实施方式的目的在于提供一种自动化管件测试中心，其结构简单，使用方便，能够较好的改善上述问题。

本发明的实施方式是这样实现的：

本发明的实施方式提供了一种自动化管件测试中心，包括管件测试装置、机器人、托盘和控制柜，所述管件测试装置用于对管件进行检测，所述机器人与所述管件测试装置相邻放置，所述托盘的数量至少为两个且与所述机器人相邻放置，至少一个所述托盘用于放置待检测的管件，至少一个所述托盘用于放置检测完的管件，所述控制柜与所述管件测试装置和所述机器人电连接，所述机器人用于将所述托盘上的待检测管件装夹到所述管件测试装置上，所述机器人还用于将所述管件测试装置检测完的管件取下放置到所述托盘上。

可选的，所述管件测试装置包括机架、夹持机构和管件内部检测机构，所述夹持机构设置于所述机架的一端，所述管件内部检测机构包括第一滑座、支撑杆、内部检测探头和第一驱动机构，所述机架的顶部设有第一滑轨，所述第一滑轨的长度方向与所述机架的长度方向一致，所述第一滑座设置于所述机架的顶部且与所述第一滑轨滑动配合，所述支撑杆的一端与所述第一滑座连接，所述支撑杆的另一端为自由端且朝向所述夹持机构，所述内部检测探头设置于所述支撑杆的自由端，所述机架的顶部设有齿条，所述齿条的长度方向与所述机架的长度方向一致，所述第一驱动机构设置于所述第一滑座上且与所述齿条配合，所述第一驱动机构用于驱动所述第一滑座滑动。

可选的，所述夹持机构包括安装座、卡盘和第二驱动机构，所述安装座设置于所述机架的一端，所述卡盘通过第二转轴可转动的支撑于所述安装座上，所述第二转轴的轴线方向与所述机架的长度方向一致，所述第二驱动机构设置于所述机架上且与所述第二转轴连接，所述第二驱动机构用于驱动所述卡盘旋转。

可选的，所述第一驱动机构包括第一电机和第一齿轮，所述第一电机设置于所述第一滑座上，所述第一齿轮设置于所述第一电机的输出轴上且能够同步转动，所述第一齿轮与所述齿条相啮合；所述第二驱动机构包括第二电机、第二主动带轮、第二从动带轮和第二皮带，所述第二电机设置于所述机架上，所述第二主动带轮设置于所述第二电机的输出轴上且能够同步转动，所述第二从动带轮设置于所述第二转轴上且能够同步转动，所述第二主动带轮与所述第二从动带轮之间通过所述第二皮带传动连接。

可选的，所述机架的顶部还设有承载机构，所述承载机构包括第二滑座、第三滑座、第三驱动机构和第四驱动机构，所述第二滑座设置于所述机架的顶部且与所述第一滑轨滑动配合，所述第三滑座滑动设置于所述第二滑座的顶部，所述第三滑座的滑动方向与所述机架的宽度方向一致，所述第三滑座的数量为两个且平行间隔设置，每个所述第三滑座上均设有滚子，所述滚子与所述第三滑座转动连接，所述第三驱动机构设置于所述第二滑座上且与所述齿条配合，所述第三驱动机构用于驱动所述第二滑座滑动，所述第四驱动机构设置于所述第二滑座上且与所述第三滑座连接，所述第四驱动机构用于驱动所述第三滑座滑动。

可选的，所述第三驱动机构包括第三电机和第三齿轮，所述第三电机设置于所述第二滑座上，所述第三齿轮设置于所述第三电机的输出轴上且能够同步转动，所述第三齿轮与所述齿条相啮合；所述第四驱动机构包括第四电机、第四主动带轮、第四从动带轮、第四皮带、螺杆和螺母，所述螺杆的两端可转动的支撑于所述第二滑座上，所述螺杆的轴线方向与所述机架的宽度方向一致，所述螺母设置所述第三滑座的底部，所述螺杆穿过所述螺母，所述第四电机设置于所述第二滑座上，所述第四主动带轮设置于所述第四电机的输出轴上且能够同步转动，所述第四从动带轮设置于所述螺杆的一端且能够同步转动，所述第四主动带轮和所述第四从动带轮之间通过所述第四皮带传动连接。

可选的，所述机架的一侧设有第二滑轨和管件外部检测机构，所述第二滑轨固定于所述机架上，所述管件外部检测机构包括第四滑座和外部检测探头，所述第四滑座滑动设置于所述第二滑轨上，所述外部检测探头设置于所述第四滑座的顶部，所述连接杆的一端与所述第一滑座连接，所述连接杆的另一端与所述第四滑座连接，所述外部检测探头与所述内部检测探头相对应。

可选的，所述托盘包括托盘底座和托盘本体，所述托盘本体放置于所述托盘底座上，所述托盘本体的顶部设有多个管件放置槽，所述管件放置槽的槽口四周设有限位块。

可选的，所述托盘底座包括第一边框、第二边框和第三边框，所述第一边框和所述第二边框分别设置于所述第三边框的两端且构成U型结构，所述第一边框的顶部靠近外侧边缘位置处设有第一挡板，所述第二边框的顶部靠近外侧边缘位置处设有第二挡板，所述第三边框上设有限位片和检测开关；所述第一挡板的远离所述第三边框的一端设有第一导向板，所述第二挡板的远离所述第三边框的一端设有第二导向板，所述第一导向板和所述第二导向板形成八字形。

可选的，所述第一边框的两端设有第一安装固定块，所述第二边框的两端设有第二安装固定块。

本发明的有益效果为：

本发明实施方式提供的自动化管件测试中心，其使用方便，自动完成上料、下料和测试，大大提高了检测效率，降低了劳动强度，检测完整，较好的保证了检测的准确性，而且还降低了人工成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施方式，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施方式提供的自动化管件测试中心的结构示意图；

图2为管件涡流测试装置的一个视角的结构示意图；

图3为管件涡流测试装置的另一个视角的结构示意图；

图4为管件涡流测试装置的局部分解示意图；

图5为图4的A处局部放大图；

图6为托盘的结构示意图；

图7为托盘底座的结构示意图；

图8为托盘本体的结构示意图。

图中：100-管件测试装置；11-机架；11-机架；12-第一滑轨；13-齿条；14-第二滑轨；20-夹持机构；21-安装座；22-卡盘；23-第二电机；24-第二主动带轮；25-第二从动带轮；26-第二皮带；30-管件内部检测机构；31-第一滑座；32-支撑杆；33-内部检测探头；34-第一电机；35-第一齿轮；40-承载机构；41-第二滑座；42-第三滑座；43-第三电机；44-第三齿轮；45-第四电机；46-第四主动带轮；47-第四从动带轮；48-第四皮带；49-螺杆；491-螺母；50-管件外部监测机构；51-第四滑座；52-外部检测探头；53-连接杆；200-机器人；300-托盘；61-托盘底座；611-第一边框；612-第二边框；613-第三边框；614-第一挡板；615-第二挡板；616-限位片；617-第一导向板；618-第二导向板；619-第一安装固定块；620-第二安装固定块；62-托盘本体；621-管件放置槽；622-限位块；623-支撑腿；63-检测开关；400-控制柜。

具体实施方式

为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施方式的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。

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

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，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。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“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，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

参考图1所示，本发明实施方式提供了一种自动化管件测试中心，包括管件测试装置100、机器人200、托盘和控制柜400。

参考图2、3和4所示，管件测试装置100包括机架11、夹持机构20和管件内部检测机构30。

机架11起到支撑其他部件的作用。

夹持机构20包括安装座21、卡盘22和第二驱动机构。安装座21固定设置在机架11的一端，卡盘22通过第二转轴可转动的支撑于安装座21上，第二转轴的轴线方向与机架11的长度方向一致，卡盘22位于安装座21的内侧，卡盘22用于夹紧工件。本实施例中，卡盘22采用三爪卡盘。

第二驱动机构包括第二电机23、第二主动带轮24、第二从动带轮25和第二皮带26，第二电机23设置于机架11上，第二主动带轮24设置于第二电机23的输出轴上且能够同步转动，第二从动带轮25设置于第二转轴上且能够同步转动，第二主动带轮24与第二从动带轮25之间通过第二皮带26传动连接，这样，第二电机23就能够驱动卡盘22旋转，同时卡盘22带动工件旋转。

管件内部检测机构30包括第一滑座31、支撑杆32、内部检测探头33和第一驱动机构。机架11的顶部设有第一滑轨12，第一滑轨12的长度方向与机架11的长度方向一致，第一滑轨12的数量为两根，两根第一滑轨12分布在机架11的顶部两侧，第一滑座31设置于机架11的顶部且与第一滑轨12滑动配合，支撑杆32的一端与第一滑座31连接，支撑杆32的另一端为自由端且朝向夹持机构20，内部检测探头33设置于支撑杆32的自由端，机架11的顶部设有齿条13，齿条13的长度方向与机架11的长度方向一致，齿条13位于两根第一滑轨12之间。

第一驱动机构包括第一电机34和第一齿轮35，第一电机34设置于第一滑座31上，第一齿轮35设置于第一电机34的输出轴上且能够同步转动，第一齿轮35与齿条13相啮合，这样，第一电机34工作时，在齿轮齿条13相互作用下，就能够驱动第一滑座31沿第一滑轨12滑动。

机架11的顶部还设有承载机构40。

参考图5所示，承载机构40包括第二滑座41、第三滑座42、第三驱动机构和第四驱动机构。

第二滑座41设置于所述机架11的顶部且与第一滑轨12滑动配合，第三滑座42滑动设置于第二滑座41的顶部，第三滑座42的在第二滑座41上的滑动方向与机架11的宽度方向一致，第三滑座42的数量为两个且平行间隔设置，每个第三滑座42上均设有滚子，滚子的转动轴线方向与机架11的长度方向一致，滚子与第三滑座42转动连接。

第三驱动机构包括第三电机43和第三齿轮44，第三电机43设置于第二滑座41上，第三齿轮44设置于第三电机43的输出轴上且能够同步转动，第三齿轮44与齿条13相啮合，当第三电机43工作时，在齿轮齿条13的相互作用下，就能够驱动第二滑座41沿第一滑轨12滑动。

第四驱动机构包括第四电机45、第四主动带轮46、第四从动带轮47、第四皮带48、螺杆49和螺母491，螺杆49的两端可转动的支撑于第二滑座41内，螺杆49的轴线方向与机架11的宽度方向一致，螺母491设置第三滑座42的底部，两个第三滑座42的底部均设有螺母491，螺杆49穿过螺母491构成丝杠机构，两个螺母491丝扣方向相反，这样当螺杆49旋转时，能够带动两个螺母491相互靠近或相互远离的方向移动，第四电机45设置于第二滑座41上，第四主动带轮46设置于第四电机45的输出轴上且能够同步转动，第四从动带轮47设置于螺杆49的一端且能够同步转动，第四主动带轮46和第四从动带轮47之间通过第四皮带48传动连接，这样，第四电机45就能够驱动两个第三滑座42朝向第二滑座41的中间部位移动，或者朝向第二滑座41的两端滑动，从而实现调节两个第三滑座42之间的间距的目的。

机架11的一侧设有第二滑轨14和管件外部检测机构50，第二滑轨14固定于机架11的一侧，第二滑轨14的长度方向与机架11的长度方向一致，管件外部检测机构50包括第四滑座51和外部检测探头52，第四滑座51滑动设置于第二滑轨14上，外部检测探头52设置于第四滑座51的顶部，外部检测探头52与内部检测探头33相对应，第四滑座51与第一滑座31之间设有连接杆53，连接杆53的一端与第一滑座31连接，连接杆53的另一端与第四滑座51连接，这样，当第一滑座31移动式，同时能够带动第四滑座51同步移动。

机器人200采用现有技术，机器人200与管件测试装置100相邻放置，机器人200上设有机械手，机器人200通过机械手能够实现对管件测试装置100的自动上料或下料。

参考图6所示，托盘300包括托盘底座61和托盘本体62。

参考图7所示，托盘底座61包括第一边框611、第二边框612和第三边框613，第一边框611和第二边框612分别设置于第三边框613的两端且构成U型结构，第一边框611的顶部靠近外侧边缘位置处设有第一挡板614，第一挡板614从第一边框611的一端延伸至另一端，第二边框612的顶部靠近外侧边缘位置处设有第二挡板615，第二挡板615从第二边框612的一端延伸至另一端，第三边框613上设有限位片616，限位片616的数量为两片，两片限位片616间隔设置，第一挡板614、第二挡板615和限位片616围成定位区。

第一边框611、第二边框612和第三边框613采用工字钢制成，第一挡板614和第二挡板615可以采用钣金材料制成，限位片616采用金属板制成。

第一挡板614的远离第三边框613一端设有第一导向板617，第二挡板615的远离第三边框613的一端设有第二导向板618，第一导向板617和第二导向板618形成八字形，这样便于将托盘本体62放入定位区内。

第一边框611的两端设有第一安装固定块619，第二边框612的两端设有第二安装固定块620，第一安装固定块619和第二安装固定块620上均设有安装孔，使用螺栓将第一安装固定块619和第二安装固定块620固定在地面上，就能够保证托盘底座61的位置不变。

参考图8所示，托盘本体62为矩形结构，托盘本体62的顶部设有多个管件放置槽621，管件放置槽621为圆形槽，管件竖向放置在管件放置槽621内。本实施例中，管件放置槽621的数量为四个，四个管件放置槽621成矩阵分布。

管件放置槽621的槽口四周设有限位块622，限位块622的数量为四块，四块限位块622沿管件放置槽621的周向均匀分布在槽口处。限位块622上设有条形孔，条形孔的延伸方向与管件放置槽621的径向方向一致，这样便于调节限位块622的位置，从而调节限位块622与管件放置槽621内放置的管件外壁之间的间距，以便以适应不同直径的管件。限位块622的朝向管件放置槽621的一端的端面为内凹弧形面。

托盘本体62的底部设有支撑腿623，保证托盘本体62的底部与地面之间存在间距，便于使用叉车搬运托盘。

托盘本体62放置在托盘底座61的定位区内。

第三边框613上还设有检测开关63，检测开关63用于检测托盘本体62是否放置到位。

托盘300的数量至少为两个且与机器人200相邻放置，至少一个托盘300用于放置待检测的管件，至少一个托盘300用于放置检测完的管件。

控制柜400为PLC控制柜，可以采用西门子的PLC控制柜，控制柜400的选用规范和标准如下:

控制柜400与管件测试装置100相邻放置，控制柜400与管件测试装置100的电气控制部件、机器人200和托盘上的检测开关63电连接。

本发明实施例提供的自动化管件测试中心的工作原理如下：

通过对控制柜400进行编程使得各设备协同工作，工作时，机器人200将放置在托盘300上待检测管件抓取装夹到管件测试装置100的夹持机构20上，然后控制柜400控制管件内部检测机构30和管件外部检测机构50对管件进行检测，检测完成后，机器人200将管件从管件测试装置100的夹持机构上取下并放置在相应的托盘300上，从而完成自动化检测。

该自动化管件测试中心实现了无人操作，自动完成上料、下料和测试，大大提高了工作效率，降低了人工成本。

本发明不局限于上述可选实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是落入本发明权利要求界定范围内的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种自动化管件测试中心，其特征在于：包括管件测试装置、机器人、托盘和控制柜，所述管件测试装置用于对管件进行检测，所述机器人与所述管件测试装置相邻放置，所述托盘的数量至少为两个且与所述机器人相邻放置，至少一个所述托盘用于放置待检测的管件，至少一个所述托盘用于放置检测完的管件，所述控制柜与所述管件测试装置和所述机器人电连接，所述机器人用于将所述托盘上的待检测管件装夹到所述管件测试装置上，所述机器人还用于将所述管件测试装置检测完的管件取下放置到所述托盘上。

2.根据权利要求1所述的自动化管件测试中心，其特征在于：所述管件测试装置包括机架、夹持机构和管件内部检测机构，所述夹持机构设置于所述机架的一端，所述管件内部检测机构包括第一滑座、支撑杆、内部检测探头和第一驱动机构，所述机架的顶部设有第一滑轨，所述第一滑轨的长度方向与所述机架的长度方向一致，所述第一滑座设置于所述机架的顶部且与所述第一滑轨滑动配合，所述支撑杆的一端与所述第一滑座连接，所述支撑杆的另一端为自由端且朝向所述夹持机构，所述内部检测探头设置于所述支撑杆的自由端，所述机架的顶部设有齿条，所述齿条的长度方向与所述机架的长度方向一致，所述第一驱动机构设置于所述第一滑座上且与所述齿条配合，所述第一驱动机构用于驱动所述第一滑座滑动。

3.根据权利要求2所述的自动化管件测试中心，其特征在于：所述夹持机构包括安装座、卡盘和第二驱动机构，所述安装座设置于所述机架的一端，所述卡盘通过第二转轴可转动的支撑于所述安装座上，所述第二转轴的轴线方向与所述机架的长度方向一致，所述第二驱动机构设置于所述机架上且与所述第二转轴连接，所述第二驱动机构用于驱动所述卡盘旋转。

4.根据权利要求3所述的自动化管件测试中心，其特征在于：所述第一驱动机构包括第一电机和第一齿轮，所述第一电机设置于所述第一滑座上，所述第一齿轮设置于所述第一电机的输出轴上且能够同步转动，所述第一齿轮与所述齿条相啮合；所述第二驱动机构包括第二电机、第二主动带轮、第二从动带轮和第二皮带，所述第二电机设置于所述机架上，所述第二主动带轮设置于所述第二电机的输出轴上且能够同步转动，所述第二从动带轮设置于所述第二转轴上且能够同步转动，所述第二主动带轮与所述第二从动带轮之间通过所述第二皮带传动连接。

5.根据权利要求2所述的自动化管件测试中心，其特征在于：所述机架的顶部还设有承载机构，所述承载机构包括第二滑座、第三滑座、第三驱动机构和第四驱动机构，所述第二滑座设置于所述机架的顶部且与所述第一滑轨滑动配合，所述第三滑座滑动设置于所述第二滑座的顶部，所述第三滑座的滑动方向与所述机架的宽度方向一致，所述第三滑座的数量为两个且平行间隔设置，每个所述第三滑座上均设有滚子，所述滚子与所述第三滑座转动连接，所述第三驱动机构设置于所述第二滑座上且与所述齿条配合，所述第三驱动机构用于驱动所述第二滑座滑动，所述第四驱动机构设置于所述第二滑座上且与所述第三滑座连接，所述第四驱动机构用于驱动所述第三滑座滑动。

6.根据权利要求5所述的自动化管件测试中心，其特征在于：所述第三驱动机构包括第三电机和第三齿轮，所述第三电机设置于所述第二滑座上，所述第三齿轮设置于所述第三电机的输出轴上且能够同步转动，所述第三齿轮与所述齿条相啮合；所述第四驱动机构包括第四电机、第四主动带轮、第四从动带轮、第四皮带、螺杆和螺母，所述螺杆的两端可转动的支撑于所述第二滑座上，所述螺杆的轴线方向与所述机架的宽度方向一致，所述螺母设置所述第三滑座的底部，所述螺杆穿过所述螺母，所述第四电机设置于所述第二滑座上，所述第四主动带轮设置于所述第四电机的输出轴上且能够同步转动，所述第四从动带轮设置于所述螺杆的一端且能够同步转动，所述第四主动带轮和所述第四从动带轮之间通过所述第四皮带传动连接。

7.根据权利要求2所述的自动化管件测试中心，其特征在于：所述机架的一侧设有第二滑轨和管件外部检测机构，所述第二滑轨固定于所述机架上，所述管件外部检测机构包括第四滑座和外部检测探头，所述第四滑座滑动设置于所述第二滑轨上，所述外部检测探头设置于所述第四滑座的顶部，所述连接杆的一端与所述第一滑座连接，所述连接杆的另一端与所述第四滑座连接，所述外部检测探头与所述内部检测探头相对应。

8.根据权利要求1所述的自动化管件测试中心，其特征在于：所述托盘包括托盘底座和托盘本体，所述托盘本体放置于所述托盘底座上，所述托盘本体的顶部设有多个管件放置槽，所述管件放置槽的槽口四周设有限位块。

9.根据权利要求8所述的自动化管件测试中心，其特征在于：所述托盘底座包括第一边框、第二边框和第三边框，所述第一边框和所述第二边框分别设置于所述第三边框的两端且构成U型结构，所述第一边框的顶部靠近外侧边缘位置处设有第一挡板，所述第二边框的顶部靠近外侧边缘位置处设有第二挡板，所述第三边框上设有限位片和检测开关；所述第一挡板的远离所述第三边框的一端设有第一导向板，所述第二挡板的远离所述第三边框的一端设有第二导向板，所述第一导向板和所述第二导向板形成八字形。

10.根据权利要求9所述的自动化管件测试中心，其特征在于：所述第一边框的两端设有第一安装固定块，所述第二边框的两端设有第二安装固定块。

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