CN112114029A - 汽车燃油无缝钢管涡流超声无损检测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了汽车燃油无缝钢管涡流超声无损检测装置，包括依次安装在机架上的上料台架、前滚道、涡流探伤装置、超声波探伤装置、后滚道、下料分选装置、控制系统，涡流探伤装置包括涡流旋转探头，超声波探伤装置包括超声波旋转探头及外置循环水箱，超声波旋转探头选用点聚焦探头，以提高检测的性躁比，所述超声波旋转探头由超声波旋转探头主机驱动旋转。本发明通过依次进行涡流检测和超声波检测，提高检测的精准度及检测效率，确保产品质量，同时通过改进的上料和分选结构，实现上料的高效以及上料的有序进行，改进的分选结构，放置钢管在检测后出现碰伤情况的发生，同时进行高效的分类收集及打标作业，提高整个检测装置检测的精准度。
Description
技术领域
本发明属于无缝钢管无损检测技术领域，具体涉及一种汽车燃油无缝钢管涡流超声无损检测装置。
背景技术
汽车燃油无缝不锈钢管是汽车中比较重要的零部件，其质量的好坏直接影响汽车实际使用的性能，现有的钢管检测大多采用单一的涡流探伤技术或者超声波探伤技术。因此，其设备结构虽然简单，但其检测效果欠佳，同时现有的无损检测装置，其分拣工位在进行分拣过程中，将良品和瑕疵品区分后，将钢管从输送轨道通过拨杆进行分拣，钢管在掉落过程种，很容易碰到收集槽的内壁，从而导致钢管的二次碰伤，或者钢管在掉落过程中，无任何缓冲，直接掉落下去，导致不同钢管之间的碰撞，从而出现再次碰伤，影响产品质量。另外，现有的无损检测装置的上料方式通常较为传统，采用操作人员手动进行上料，该种操作方式劳动强度大，需要进行中途更换操作人员，因此，增加人力成本，工作效率低下，针对该种上料方式所存在的问题，市场上出现了机械上料的方式，机械方式虽然降低了操作人员的劳动强度、提高了工作效率，但是现有的用于钢管上料的装置其结构较为复杂，安装成本较高，大大地限制了其推广应用。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明设计的目的在于提供一种汽车燃油无缝钢管涡流超声无损检测装置。
本发明通过以下技术方案加以实现：
所述的汽车燃油无缝钢管涡流超声无损检测装置，其特征在于包括依次安装在机架上的上料台架、前滚道、涡流探伤装置、超声波探伤装置、后滚道、下料分选装置、还包括用于控制上料、下料、钢管传输、分选、缺陷报警的控制系统，所述涡流探伤装置包括涡流旋转探头，所述涡流旋转探头由二只点式涡流探头围绕不锈钢管旋转，扫查全体积覆盖钢管区域，以检测不锈钢管中的自然缺陷，所述点式涡流探头由涡流旋转探头主机驱动旋转；所述超声波探伤装置包括超声波旋转探头及外置循环水箱，所述超声波旋转探头选用点聚焦探头，以提高检测的性躁比，所述超声波旋转探头由超声波旋转探头主机驱动旋转。
所述的汽车燃油无缝钢管涡流超声无损检测装置，其特征在于所述上料台架还包括对应设置的存料架，所述上料台架上设置有前滚道，上料台架上安装有多个取料组件，多个取料组件设置在相邻滚轮之间的上料台架上，取料组件包括取料杆、控制取料杆上下往复移动的气缸，所述气缸通过气缸安装板与上料台架固定连接。
所述的汽车燃油无缝钢管涡流超声无损检测装置，其特征在于所述取料杆的一端延伸到存料架边缘的下方，且取料杆的端部一体式设置有向上的弯部；所述取料杆呈倾斜状设置，取料杆）靠近气缸的一端低，靠近存料架的一端高。
所述的汽车燃油无缝钢管涡流超声无损检测装置，其特征在于所述取料杆靠近气缸的一端设置有阻挡板，所述阻挡板与取料杆之间形成勾状结构；所述存料架靠近取料杆一侧的边缘上均布设置有多个挡块，防止汽车燃油不锈钢管的掉落。
所述的汽车燃油无缝钢管涡流超声无损检测装置，其特征在于所述前滚道和后滚道均由间隔设置的滚轮组成，所述滚轮上设置有用于燃油不锈钢管通过的凹槽，所述下料分选装置上安装有喷标装置用于对不合格钢管进行标识。
所述的汽车燃油无缝钢管涡流超声无损检测装置，其特征在于所述下料分选装置包括安装在机架两侧的良品收集槽和瑕疵品收集槽、控制面板，所述机架的两侧交叉焊接有滚轮安装平台、拨叉杆，所述滚轮安装平台与同侧的良品收集槽或瑕疵品收集槽之间焊接有连接板，所述连接板上固定设置有缓冲带，所述缓冲带沿着良品收集槽或瑕疵品收集槽的形状呈V形设置后其另一端固定到良品收集槽或瑕疵品收集槽的上边缘，同侧的滚轮安装平台呈间隔设置，同侧相邻的滚轮安装平台之间安装拨叉杆，拨叉杆呈倾斜状延伸到输送轨道中心线上，输送轨道中心线处的拨叉杆端部固定设置有竖直向上的挡板。
所述的汽车燃油无缝钢管涡流超声无损检测装置，其特征在于拨叉杆由与控制面板导线连接的气缸控制，实现拨叉杆的抬起及降落，相邻拨叉杆的倾斜方向相反；拨叉杆延伸到输送轨道中心线的上表面与滚轮凹槽处于同一水平面上。
所述的汽车燃油无缝钢管涡流超声无损检测装置，其特征在于该无损检测装置还包括上料压轮和下料压轮，所述上料压轮和下料压轮均包括底座平台、电机减速机、定心驱动辊、弹簧压紧机构以及传感器。
本发明通过依次进行涡流检测和超声波检测，提高检测的精准度及检测效率，确保产品质量，同时通过改进的上料和分选结构，实现上料的高效以及上料的有序进行，改进的分选结构，放置钢管在检测后出现碰伤情况的发生，同时进行高效的分类收集及打标作业，提高整个检测装置检测的精准度。
附图说明
图1为本发明整体结构示意图；
图2为上料部分的结构示意图；
图3为本发明取料杆的结构示意图；
图4为下料分选装置部分结构示意图；
图5为涡流旋转探头检测示意图；
图6为超声波旋转探头检测示意图；
图中，1-上料台架，101-存料架，102-取料组件，103-取料杆，104-气缸，105-气缸安装板，106-阻挡板，107-挡块，2-前滚道，3-涡流探伤装置，301-涡流旋转探头，4-超声波探伤装置，401-超声波旋转探头，402-外置循环水箱，5-后滚道，6-下料分选装置，601-良品收集槽，602-瑕疵品收集槽，603-滚轮安装平台，604-拨叉杆，605-连接板，606-缓冲带，607-挡板，7-滚轮，8-燃油不锈钢管，9-凹槽，10-上料轮，11-下料轮。
具体实施方式
以下结合说明书附图对本发明做进一步详细描述，并给出具体实施方式。
如图1所示，汽车燃油无缝钢管涡流超声无损检测装置，包括依次安装在机架上的上料台架、前滚道、涡流探伤装置、超声波探伤装置、后滚道、下料分选装置、用于控制上料、下料、钢管传输、分选、缺陷报警的控制系统，前滚道和后滚道均由间隔设置的滚轮组成，滚轮上设置有用于燃油不锈钢管通过的凹槽，下料分选装置上安装有喷标装置用于对不合格钢管进行标识，涡流探伤装置包括涡流旋转探头，涡流旋转探头由二只点式涡流探头围绕不锈钢管旋转，扫查全体积覆盖钢管区域，以检测不锈钢管中的自然缺陷，点式涡流探头由涡流旋转探头主机驱动旋转；超声波探伤装置包括超声波旋转探头及外置循环水箱，所述超声波旋转探头选用点聚焦探头，以提高检测的性躁比，所述超声波旋转探头由超声波旋转探头主机驱动旋转。该无损检测装置还包括上料压轮和下料压轮，所述上料压轮和下料压轮均包括底座平台、电机减速机、定心驱动辊、弹簧压紧机构以及传感器。
如图2-3所示，上料台架还包括对应设置的存料架，上料台架上设置有前滚道，上料台架上安装有多个取料组件，多个取料组件设置在相邻滚轮之间的上料台架上，取料组件包括取料杆、控制取料杆上下往复移动的气缸，气缸通过气缸安装板与上料台架固定连接；其中，取料杆的一端延伸到存料架边缘的下方，且取料杆的端部一体式设置有向上的弯部；取料杆呈倾斜状设置，取料杆靠近气缸的一端低，靠近存料架的一端高；取料杆靠近气缸的一端设置有阻挡板，阻挡板与取料杆之间形成勾状结构；存料架靠近取料杆一侧的边缘上均布设置有多个挡块，防止汽车燃油不锈钢管的掉落。
如图4所示，下料分选装置包括安装在机架两侧的良品收集槽和瑕疵品收集槽、控制面板，机架的两侧交叉焊接有滚轮安装平台、拨叉杆，滚轮安装平台与同侧的良品收集槽或瑕疵品收集槽之间焊接有连接板，连接板上固定设置有缓冲带，缓冲带沿着良品收集槽或瑕疵品收集槽的形状呈V形设置后其另一端固定到良品收集槽或瑕疵品收集槽的上边缘，同侧的滚轮安装平台呈间隔设置，同侧相邻的滚轮安装平台之间安装拨叉杆，拨叉杆呈倾斜状延伸到输送轨道中心线上，输送轨道中心线处的拨叉杆端部固定设置有竖直向上的挡板。拨叉杆由与控制面板导线连接的气缸控制，实现拨叉杆的抬起及降落，相邻拨叉杆的倾斜方向相反；拨叉杆延伸到输送轨道中心线的上表面与滚轮凹槽处于同一水平面上。
本发明装置部分部件及功能，上料台架：存放待检测不锈钢管，覆有尼龙板，以减轻振动噪声；前滚道：驱动不锈钢管直线前进，滚轮采用聚胺酯材料；涡流旋转探头主机：驱动涡流检测探头围绕不锈钢管旋转、前后压紧装置、升降机构；超声波旋转探头主机：驱动超声检测探头围绕不锈钢管旋转，前后压紧装置，升降机构；外置循环水装置：循环水经水箱过滤后进稳压水箱给旋转探头主机补水；后滚道：驱动不锈钢管直线前进，滚轮采用聚胺酯材料；下料分选装置：将不锈钢管从滚道送至料槽及用于分选不合格不锈钢管进入不合格料槽；喷标装置：对不合格不锈钢管进行标识；集料槽：存放合格和不合格品不锈钢管；操作控制台：整套设备的控制核心，其中 PLC 采用日本三菱 PLC，调速采用变频器调速；气动元件：动作执行机构；数字超声检测仪：采用 UTA-30604 四通道全数字式超声波检测仪；电脑涡流检测仪：采用 ECT-30602H 二通道电脑涡流检测仪。
涡流检测原理：涡流检测就是运用电磁感应原理，将高频正弦波电流激励探头线圈，当探头接近金属表面时，线圈周围的交变磁场在金属表面产生感应电流。对于平板金属，感应电流的流向是以线圈同心的圆形，形似旋涡，称为涡流。同时涡流也产生相同频率的磁场称涡流场，其方向与线圈磁场方向相反。涡流通道的损耗电阻，以及涡流产生的反磁通，又反射到探头线圈，改变了线圈的电流大小及相位，即改变了线圈的阻抗。因此，探头在金属表面移动，遇到缺陷（如未熔焊、暗缝、开口裂纹、气孔、夹渣和折替等）或材质、尺寸等变化时，使得涡流磁场对线圈的反作用不同，引起线圈阻抗变化，通过涡流检测仪器测量出这种变化量就能鉴别金属表面有无缺陷或其它物理性质变化。
涡流检测方案：涡流检测的目的是检测不锈钢管中夹杂凹坑、裂纹以及通孔类缺陷。本发明使用二通道探头用于全体积覆盖，如图5所示。由二只点式涡流探头围绕不锈钢管旋转，扫查全体积覆盖钢管区域。以检测不锈钢管中的自然缺陷。
超声检测原理：当超声波仪器通过探头将超声波经水耦合进入不锈钢管壁后沿着管壁周向传播，当钢管中有纵向裂纹会引起超声反射，超声波仪器接受到声反射信号后再经放大、信号处理后实时报警，实现缺陷的自动检测。
超声检测方案：超声检测的目的是检测内部缺陷和表面缺陷。由于自然缺陷的方向不是严格垂直于表面所以横波采用 2 个方向，顺时针和逆时针以确保检测。本发明使用横波结合的模式用于全体积覆盖和检测径向缺陷。通过增加横波顺时针和逆时针系统能够检测 100%内部，如图6所示，由于点聚焦探头将能量都集中在 1mm 左右的焦点附近，在焦点以外的地方能量急剧减少，当检测到缺陷时，回波灵敏度得到了极大地提高，同时还减少了因为波束扩散引起的杂波，所以点聚焦探头能极大的提高检测的性躁比。
具体地，钢管检测通过使用 4 个横波探头进行检测，探头被安装在旋转探头卡座上，通过旋转的方式来进行 100%检测。整个旋转头可以通过Φ102～40mm 的管材，通过前后导套和 2 组动力定心装置来保证棒材在通过检测区域的平直度和稳定性以达到最好的检测效果。在内部的大部分区域都有声束重叠覆盖，保证探头覆盖每个区域。探头被平均分布在整个旋转区域，每个探头都有独立的调节旋钮和自锁功能。
超声涡流检测最大特色—强大的软件包：超声涡流仪器采用网络和云计算技术，可对所检测的数据进行保存、上传甚至若干时间后使用的管子可追溯到当时检测的情况。
探伤数据保存和查询：在检测过程中可选 <全部保存,不合格保存,不保存>,对探伤记录进行保存；保存目录可以根据需求进行设定；
可在探伤结束后，对保存数据进行查询；在数据查询下，亦可通过双击报警位置进行波形的回看。
检测输出
声光报警器：声光报警器与超声、涡流仪器实时报警输出端相连，接通电源。当探头检测出钢棒缺陷后，在显示屏上显示出缺陷同时，仪器输出信号给声光报警器，控制报警器内的继电器闭合，形成通路。产生报警。
打标控制器：在检测过程中，如果要对缺陷位置进行打标，由于探头和打标机总是存在一定距离，因此报警后需要延时定时间在打标。此外当探头检测到某个缺陷后，如果该缺陷还未到达打标机，有可能再出现其他缺陷，因此打标延时单元还应具备记忆功能。该高精度打标模块延时时间从 0-604 秒连续可调，分辨率为 10 毫秒，最多可记忆 5102 个缺陷。仪器工作时，当检测到有报警缺陷时，仪器除了声音报警、屏幕显示报警和实时报警外，还输出报警信号到该打标控制单元。当设定好的延时时间到达后，控制启动打标机，在缺陷处打上标记。
标准试样与对比试样的制作：
试样的准备:用于制备对比试样的不锈钢管应与被检不锈钢管的公称尺寸相同、化学成分、表面状态、热处理状态相似，或具有相似的电磁特性。对比试样应平直，表面不沾有异物，且无影响校准的缺陷。对比试样用来对超声、涡流检测设备进行设定和校准。对比试样上人工缺陷的尺寸不应解释为检测设备可以探测到缺陷的最小尺寸。
样管的制作：根据检测灵敏度的技术要求制作人工缺陷。
Claims (8)
1.汽车燃油无缝钢管涡流超声无损检测装置，其特征在于包括依次安装在机架上的上料台架（1）、前滚道（2）、涡流探伤装置（3）、超声波探伤装置（4）、后滚道（5）、下料分选装置（6），还包括用于控制上料、下料、钢管传输、分选、缺陷报警的控制系统，所述涡流探伤装置（3）包括涡流旋转探头（301），所述涡流旋转探头（301）由二只点式涡流探头围绕不锈钢管旋转，扫查全体积覆盖钢管区域，以检测不锈钢管中的自然缺陷，所述点式涡流探头由涡流旋转探头主机驱动旋转；所述超声波探伤装置（4）包括超声波旋转探头（401）及外置循环水箱（402），所述超声波旋转探头（401）选用点聚焦探头，以提高检测的性躁比，所述超声波旋转探头（401）由超声波旋转探头主机驱动旋转。
2.如权利要求1所述的汽车燃油无缝钢管涡流超声无损检测装置，其特征在于所述上料台架（1）还包括对应设置的存料架（101），所述上料台架（1）上设置有前滚道（2），上料台架（1）上安装有多个取料组件（102），多个取料组件设置在相邻滚轮（7）之间的上料台架（1）上，取料组件（102）包括取料杆（103）、控制取料杆（103）上下往复移动的气缸（104），所述气缸（104）通过气缸安装板（105）与上料台架（1）固定连接。
3.如权利要求2所述的汽车燃油无缝钢管涡流超声无损检测装置，其特征在于所述取料杆（103）的一端延伸到存料架（101）边缘的下方，且取料杆（103）的端部一体式设置有向上的弯部；所述取料杆（103）呈倾斜状设置，取料杆（103）靠近气缸（104）的一端低，靠近存料架（101）的一端高。
4.如权利要求2所述的汽车燃油无缝钢管涡流超声无损检测装置，其特征在于所述取料杆（103）靠近气缸（104）的一端设置有阻挡板（106），所述阻挡板（106）与取料杆（103）之间形成勾状结构；所述存料架（101）靠近取料杆（103）一侧的边缘上均布设置有多个挡块（107），防止汽车燃油不锈钢管的掉落。
5.如权利要求1所述的汽车燃油无缝钢管涡流超声无损检测装置，其特征在于所述前滚道（2）和后滚道（5）均由间隔设置的滚轮（7）组成，所述滚轮（7）上设置有用于燃油不锈钢管（8）通过的凹槽（9），所述下料分选装置（6）上安装有喷标装置用于对不合格钢管进行标识。
6.如权利要求1所述的汽车燃油无缝钢管涡流超声无损检测装置，其特征在于所述下料分选装置（6）包括安装在机架两侧的良品收集槽（601）和瑕疵品收集槽（602）、控制面板，所述机架的两侧交叉焊接有滚轮安装平台（603）、拨叉杆（604），所述滚轮安装平台（603）与同侧的良品收集槽（601）或瑕疵品收集槽（602）之间焊接有连接板（605），所述连接板（605）上固定设置有缓冲带（606），所述缓冲带（606）沿着良品收集槽（601）或瑕疵品收集槽（602）的形状呈V形设置后其另一端固定到良品收集槽（601）或瑕疵品收集槽（602）的上边缘，同侧的滚轮安装平台（603）呈间隔设置，同侧相邻的滚轮安装平台（603）之间安装拨叉杆（604），拨叉杆（6044）呈倾斜状延伸到输送轨道中心线上，输送轨道中心线处的拨叉杆（6）端部固定设置有竖直向上的挡板（607）。
7.如权利要求1所述的汽车燃油无缝钢管涡流超声无损检测装置，其特征在于拨叉杆（604）由与控制面板导线连接的气缸控制，实现拨叉杆的抬起及降落，相邻拨叉杆（604）的倾斜方向相反；拨叉杆（604）延伸到输送轨道中心线的上表面与滚轮凹槽（9）处于同一水平面上。
8.如权利要求1所述的汽车燃油无缝钢管涡流超声无损检测装置，其特征在于该无损检测装置还包括上料压轮（10）和下料压轮（11），所述上料压轮（10）和下料压轮（11）均包括底座平台、电机减速机、定心驱动辊、弹簧压紧机构以及传感器。
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