CN112305066A - 一种用于涡流检测的独立双轴弹压式探头自动定位装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于涡流检测的独立双轴弹压式探头自动定位装置，通过控制滑台向筒体表壁靠近时万向球组顶部切面平行传感器探头所在平面和筒体表面，且无缝隙的贴合于筒体表壁，以此稳定传感器探头贴合筒体表壁；在检测过程中，筒体绕自身中轴进行旋转从而引起万向球的滚动，而筒体旋转时会产生回转误差，回转误差又会对万向球组产生推力，通过位于万向球组后的两个弹簧轴相互独立的拉伸或压缩，以此消除回转误差带来的推力，保证传感器探头与筒体表壁不发生相对位移，稳定传感器探头和筒体之间的提离一致性，这样在两个弹簧轴配合万向球组保持传感器探头与筒体表壁稳定贴合后，传感器探头开始进行采集数据。

Description

一种用于涡流检测的独立双轴弹压式探头自动定位装置
技术领域
本发明属于无损检测技术领域，更为具体地讲，涉及一种用于涡流检测的独立双轴弹压式探头自动定位装置。
背景技术
薄壁筒体构件主要应用于炮弹药筒的制作，而炮弹药筒的质量会直接影响火炮系统的战斗性能。薄壁筒体构件一般采用旋压成型技术制成，旋压属于局部连续性的加工，容易在加工过程出现一定的损坏，造成筒体生成后缺陷裂纹。出现在战斗或军演中，火炮发射会造成骤变压力，若药筒存在缺陷裂纹，可能会引起膛炸或者不退膛，导致设备损坏，引起安全问题。所以对薄壁筒体构件的无损检测对于提高火炮系统的稳定性和可靠性有重要的意义。
对于检验筒体缺陷的无损检测方法，现在一般采用阵列涡流无损探伤技术。涡流检测是建立在电磁感应原理基础之上的一种无损检测方法。当导体接近通有交流电的线圈，由线圈建立起的交变磁场就会与导体发生电磁感应作用，这时，在导体中就有感应电流存在，即产生涡流。由于导体自身各种因素(如电导率、磁导率、形状、尺寸和缺陷等)的变化，会导致感应电流的变化，利用这种现象而判知导体性质、状态即涡流检测。当导体表面或近表面出现裂纹时，将影响到涡流场的强度和分布涡流的变化又引起了检测线圈感应电压和阻抗的变化，监测这一变化，就可以间接地知道导体内裂纹缺陷的存在及当量。
在涡流检测中，提离效应对检测结果的影响较大。提离效应是指应用放置式线圈时,线圈与工件之间的距离变化引起线圈阻抗变化的现象。该提离效应对于涡流检测的不同应用场合,可能是干扰因素需要抑制,可能是有用信息需要提取。特别是当采用基于阵列涡流的筒体内外壁自动检测系统中，一般由可旋转卡盘固定筒体某一端，阵列涡流检测探头贴合筒体表壁后，卡盘带动筒体旋转，探头相对筒体运动以进行扫描检测，当筒体轴向长度过长时，旋转检测中因机械主轴加工及卡盘抓取精度误差导致的筒体径向摆动与筒体实际轴线相对理论轴线的角度偏差的摆动所产生的回转误差引起阵列涡流探头各区域扫描提离一致性变化干扰，会影响对筒体表壁缺陷的检测和识别。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种用于涡流检测的独立双轴弹压式探头自动定位装置，用于辅助自动化检测系统对筒体涡流的自动检测，且能有效抑制检测过程中的提离效应。
为实现上述发明目的，本发明一种用于涡流检测的独立双轴弹压式探头自动定位装置，其特征在于，包括：“二”字型的上半部分和“1”字型的下半部分的“亍”字型结构；
所述“1”字型的下半部分又包括安装座、伺服电机和减速机和伞齿轮和同步轮，主要用于固定和控制整个装置；
其中，安装座为一竖直机械结构，用于将该装置安装在自动化检测系统中；安装座内置有伺服电机和减速机，安装座的顶部与“二”字型的上半部分连接处装有伞齿轮和同步轮；
所述“二”字型的上半部分又分为上下两个子部分，其中，上子部分又包括外侧固定板、万向球组、弹簧轴和直线轴承；下子部分又包括滑台、丝杆和直线导轨；
丝杆放置于直线导轨中，再将滑台安装在直线导轨之上，从而构成整个下子部分；整个上子部分安装于滑台上，其中，外侧固定板用于固定传感器探头，万向球组装在传感器探头两侧，在外侧固定板的后端使用两个弹簧轴连接，弹簧轴的直线轴承正好固定在滑台上；
当装置对筒体开始涡流检测时，通过安装座内置的伺服电机和减速机同时驱动伞齿轮转动，进而带动同步轮转动，同步轮驱动直线导轨进行直线运动，从而控制滑台向筒体表壁靠近，在伺服电机和减速机的继续驱动下，增加万向球组对筒体表壁的压力，使弹簧轴处于压缩状态，从而使万向球组顶部切面平行传感器探头所在平面和筒体表面，且无缝隙的贴合于筒体表壁，以此稳定传感器探头贴合筒体表壁；在检测过程中，筒体绕自身中轴进行旋转从而引起万向球的滚动，然而由于筒体的机械加工误差，以及外部自动检测系统的精度误差会使筒体旋转时产生回转误差，回转误差又会对万向球组产生推力，通过位于万向球组后的两个弹簧轴相互独立的拉伸或压缩，以此消除回转误差带来的推力，保证传感器探头与筒体表壁不发生相对位移，稳定传感器探头和筒体之间的提离一致性，这样在两个弹簧轴配合万向球组保持传感器探头与筒体表壁稳定贴合后，传感器探头开始进行采集数据。
本发明的发明目的是这样实现的：
本发明一种用于涡流检测的独立双轴弹压式探头自动定位装置，通过安装座内置的伺服电机和减速机同时驱动伞齿轮转动，进而带动同步轮转动，同步轮驱动直线导轨进行直线运动，从而控制滑台向筒体表壁靠近，在伺服电机和减速机的继续驱动下，增加万向球组对筒体表壁的压力，使弹簧轴处于压缩状态，从而使万向球组顶部切面平行传感器探头所在平面和筒体表面，且无缝隙的贴合于筒体表壁，以此稳定传感器探头贴合筒体表壁；在检测过程中，筒体绕自身中轴进行旋转从而引起万向球的滚动，而筒体旋转时会产生回转误差，回转误差又会对万向球组产生推力，通过位于万向球组后的两个弹簧轴相互独立的拉伸或压缩，以此消除回转误差带来的推力，保证传感器探头与筒体表壁不发生相对位移，稳定传感器探头和筒体之间的提离一致性，这样在两个弹簧轴配合万向球组保持传感器探头与筒体表壁稳定贴合后，传感器探头开始进行采集数据。
同时，本发明一种用于涡流检测的独立双轴弹压式探头自动定位装置还具有以下有益效果：
(1)、本发明设置传感器探头的顶部切面需略低于万向球组顶部切面，这样可避免传感器探头和筒体之间的摩擦，加快检测安全性和速率；
(2)、与当前普遍的涡流检测系统相比，本发明通过两个弹簧轴配合万向球组的使用，可保持传感器探头与筒体表壁的稳定贴合，即传感器探头与筒体表壁不发生相对位移，从而达到抑制提离干扰信号的产生的效果。
附图说明
图1是本发明一种用于涡流检测的独立双轴弹压式探头自动定位装置架构图；
图2是检测过程中装置运行时筒体的位置示意图；
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式进行描述，以便本领域的技术人员更好地理解本发明。需要特别提醒注意的是，在以下的描述中，当已知功能和设计的详细描述也许会淡化本发明的主要内容时，这些描述在这里将被忽略。
实施例
图1是本发明一种用于涡流检测的独立双轴弹压式探头自动定位装置架构图。
在本实施例中，如图1所示，本发明一种用于涡流检测的独立双轴弹压式探头自动定位装置，包括：“二”字型的上半部分和“1”字型的下半部分的“亍”字型结构；
如图1所示，“1”字型的下半部分又包括安装座7、伺服电机和减速机8和伞齿轮9.1及同步轮9.2，主要用于固定和控制整个装置；
其中，安装座7为一竖直机械结构，用于将该装置安装在自动化检测系统中；安装座7内置有伺服电机及减速机8，安装座7的顶部与“二”字型的上半部分连接处装有伞齿轮9.1和同步轮9.2；
如图1所示，“二”字型的上半部分又分为上下两个子部分，其中，上子部分又包括外侧固定板5、万向球组1、弹簧轴2和直线轴承3；下子部分又包括滑台6、丝杆10和直线导轨11；
丝杆10放置于直线导轨11中，再将滑台6安装在直线导轨11之上，从而构成整个下子部分；整个上子部分安装于滑台6上，其中，外侧固定板5中间留一开口，用于传感器探头的安装，传感器探头的连接线穿过该开口，将探头通过粘合剂或者粘合带无缝隙的贴在外侧固定板上；万向球组1装在传感器探头两侧，传感器探头的顶部切面需略低于万向球组顶部切面，这样可避免传感器探头和筒体之间的摩擦，加快检测安全性和速率；在外侧固定板5的后端使用两个弹簧轴2连接，弹簧轴2的直线轴承3正好固定在滑台6上；
当装置对筒体开始涡流检测时，通过安装座7内置的伺服电机及减速机8同时驱动伞齿轮9.1转动，进而带动同步轮9.2转动，同步轮9.2驱动直线导轨11进行直线运动，从而控制滑台6向筒体表壁靠近，在伺服电机及减速机8的继续驱动下，增加万向球组1对筒体表壁的压力，使弹簧轴2处于压缩状态，从而使万向球组1顶部切面平行传感器探头所在平面和筒体表面，且无缝隙的贴合于筒体表壁，以此稳定传感器探头贴合筒体表壁；
自动化检测系统对筒体进行旋转检测过程中，筒体绕自身中轴进行旋转从而引起万向球的滚动，然而由于自动化检测系统机械主轴加工及卡盘抓取精度误差、筒体的机械加工误差，以及外部自动检测系统的精度误差会使筒体旋转时产生回转误差，会导致筒体径向跳动，筒体实际轴线相对理论轴线角度偏差摆动，此时会产生回转误差，回转误差又会对万向球组产生推力，通过位于万向球组后的两个弹簧轴2相互独立的拉伸或压缩，以此消除回转误差带来的推力，保证传感器探头与筒体表壁不发生相对位移，稳定传感器探头和筒体之间的提离一致性，这样在两个弹簧轴2配合万向球组保持传感器探头与筒体表壁稳定贴合后，传感器探头开始进行采集数据，通过两个弹簧轴配合万向球组可保持传感器探头与筒体表壁的稳定贴合使用也达到抑制提离干扰信号的产生的效果。
在本实施例中，如图2所示，其中，图2中的(a)是正常检测状态下被测筒体与装置的状态，传感器探头与筒体表壁的相对距离为h；图2中的(b)是由于自动化检测系统机械主轴加工及卡盘抓取精度误差、筒体的机械加工误差，以及外部自动检测系统的精度误差会使筒体旋转时产生回转误差，这样会引起装置中两个弹簧轴的拉伸和压缩，但传感器探头与筒体表壁不发生相对位移，其相对距离任然为h，因此通过两个弹簧轴配合万向球组可保持传感器探头与筒体表壁的稳定贴合使用也达到抑制提离干扰信号的产生的效果。
尽管上面对本发明说明性的具体实施方式进行了描述，以便于本技术领域的技术人员理解本发明，但应该清楚，本发明不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。

Claims (2)

1.一种用于涡流检测的独立双轴弹压式探头自动定位装置，其特征在于，
包括：“二”字型的上半部分和“1”字型的下半部分的“亍”字型结构；
所述“1”字型的下半部分又包括安装座、伺服电机及减速机、伞齿轮和同步轮，主要用于固定和控制整个装置；
其中，安装座为一竖直机械结构，用于将该装置安装在自动化检测系统中；安装座内置有伺服电机和减速机，安装座的顶部与“二”字型的上半部分连接处装有伞齿轮和同步轮；
所述所述“二”字型的上半部分又分为上下两个子部分，其中，上子部分又包括外侧固定板、万向球组、弹簧轴和直线轴承；下子部分又包括滑台、丝杆和直线导轨；
丝杆放置于直线导轨中，再将滑台安装在直线导轨之上，从而构成整个下子部分；整个上子部分安装于滑台上，其中，外侧固定板用于固定传感器探头，万向球组装在传感器探头两侧，在外侧固定板的后端使用两个弹簧轴连接，弹簧轴的直线轴承正好固定在滑台上；
当装置对筒体开始涡流检测时，通过安装座内置的伺服电机和减速机同时驱动伞齿轮转动，进而带动同步轮转动，同步轮驱动直线导轨进行直线运动，从而控制滑台向筒体表壁靠近，在伺服电机和减速机的继续驱动下，增加万向球组对筒体表壁的压力，使弹簧轴处于压缩状态，从而使万向球组顶部切面平行传感器探头所在平面和筒体表面，且无缝隙的贴合于筒体表壁，以此稳定传感器探头贴合筒体表壁；在检测过程中，筒体绕自身中轴进行旋转从而引起万向球的滚动，而筒体旋转时会产生回转误差，回转误差又会对万向球组产生推力，通过位于万向球组后的两个弹簧轴相互独立的拉伸或压缩，以此消除回转误差带来的推力，保证传感器探头与筒体表壁不发生相对位移，这样在两个弹簧轴配合万向球组保持传感器探头与筒体表壁稳定贴合后，传感器探头开始进行采集数据。
2.根据权利要求1所述的一种用于涡流检测的独立双轴弹压式探头自动定位装置，其特征在于，包括：所述传感器探头的顶部切面需略低于万向球组顶部切面。
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