CN112858324B - 一种涡轮叶片荧光着色烘干检测一体化生产线及检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及探伤技术领域，具体涉及一种涡轮叶片荧光着色烘干检测一体化生产线及检测方法。所述涡轮叶片荧光着色烘干检测一体化生产线包括用于放置涡轮的涡轮周转框以及按照荧光探伤的流程依次布置的设备，所述设备依次包括荧光浸泡槽、水槽浸泡槽、第一气泡水洗槽、第二气泡水洗槽、热水槽、烘干室和荧光检测台，所述涡轮周转框用于在各所述设备之间进行周转。本发明可以提高检测效率、保护人体健康。

Description

一种涡轮叶片荧光着色烘干检测一体化生产线及检测方法

技术领域

本发明涉及探伤技术领域，具体涉及一种涡轮叶片荧光着色烘干检测一体化生产线及检测方法。

背景技术

涡轮的精密铸造常采用失蜡浇注技术，具体是先制作与金属涡轮毛坯形状相同的涡轮蜡模，然后在涡轮蜡模的外表面涂上一层耐火的复合砂浆料，经干燥后涡轮蜡模表面形成一层耐火的砂浆壳体，壳体放到炉内烧结脱蜡，壳体内蜡料被烧掉，留下硬化的模壳作为浇注模具，将金属熔融后浇入模壳内冷却固化，去除砂浆壳体，即形成金属涡轮。

涡轮在精密铸造后，需要对涡轮上的叶片进行无损探伤检测，以检验涡轮叶片表面是否有微裂纹。典型的无损探伤检测方法为荧光着色检测。现有的涡轮荧光着色检测是操作人员手持涡轮，在暗室的UV紫外灯下采用人工目测涡轮的叶片部分进行检验，其检测效率较低、容易漏检且无法满足大批量涡轮生产检测的需要；另外采用人工检测的方法时，操作人员可能会接触到荧光物质，并经常暴露在UV紫外光下，会对人体健康产生一定的负面影响。

针对上述问题，有必要开发出一种检测效率高、对人体健康影响小的荧光着色检测技术。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出一种涡轮叶片荧光着色烘干检测一体化生产线及检测方法，旨在提高检测效率、保护人体健康。具体的技术方案如下：

一种涡轮叶片荧光着色烘干检测一体化生产线，包括用于放置涡轮的涡轮周转框以及按照荧光探伤的流程依次布置的设备，所述设备依次包括荧光浸泡槽、水槽浸泡槽、第一气泡水洗槽、第二气泡水洗槽、热水槽、烘干室和荧光检测台，所述涡轮周转框用于在各所述设备之间进行周转。

优选的，所述荧光浸泡槽内设置有沥干架，所述沥干架设置在升降器上，所述涡轮周转框设置在沥干架上。

优选的，所述荧光浸泡槽的上方设置有支架，所述支架上向下竖立设置有电动推杆，所述电动推杆的伸缩杆上连接有压缩空气吹洗组件。

本发明中，所述第一气泡水洗槽和第二气泡水洗槽内设置有微纳米气泡发生装置。

本发明中，所述烘干室为带有输送辊轴的移动通过式烘干室；所述涡轮周转框内设置有若干数量用于定位涡轮的格栅型定位孔。

本发明中，相邻两所述设备之间设置有用于将所述涡轮周转框在相邻两所述设备之间进行转运的机械手。

本发明中，所述荧光检测台上设置有一暗室，所述暗室内设置有UV紫外灯和荧光传感器，所述荧光传感器连接控制系统。

优选的，所述荧光检测台上竖立设置有一作为形成所述暗室的检测圈，所述荧光传感器设置在所述检测圈内的一侧并指向所述检测圈的中心轴线，在所述检测圈内靠所述荧光传感器的同一侧还设置有若干数量的所述UV紫外灯；位于所述烘干室和荧光检测台之间的所述机械手为特制机械手，所述特制机械手包括关节臂、设置在所述关节臂前端的暗室封盖、设置在所述暗室封盖前端面的步进电机、设置在所述步进电机的电机轴上的机械夹头；检测时，所述特制机械手抓取涡轮一端的轴头，然后将抓取的涡轮转移到所述检测圈内，并使得所述特制机械手上的暗室封盖盖住所述检测圈从而使得所述检测圈的内部形成暗室，然后开启UV紫外灯、荧光传感器，并由步进电机带动涡轮缓慢旋转进行荧光检测。

优选的，所述机械夹头为透明机械夹头，所述检测圈的上端面设置有接近开关，当所述特制机械手上的暗室封盖盖住所述检测圈时，所述接近开关动作，从而开启所述UV紫外灯、荧光传感器和步进电机。

通过将机械夹头设置为透明机械夹头，也可以实现涡轮轴头上的缺陷检测。

优选的，在所述检测圈上设置有至少两个荧光传感器，所述的两个荧光传感器中的其中一个荧光传感器设置在左右摆动机构上，所述的两个荧光传感器中的其中另一个荧光传感器设置在上下摆动机构上，从而在检测时所述荧光传感器能够接收不同角度发出的荧光，以提高检测的可靠性。

优选的，在检测时还进一步采取以下检测策略：对每一涡轮设定若干个检测周期，并在各检测周期中通过采用不同的涡轮旋转速度、不同的左右摆动机构的摆动速度和不同的上下摆动机构的摆动速度，来实现涡轮叶片的高可靠检测。

其中，所述涡轮的检测周期，可以涡轮每旋转一周或若干周作为一个检测周期，也可以涡轮每转过一个叶片作为一个检测周期。

其中，所述的速度可以是快速、慢速或速度为零。

本发明的荧光检测原理如下：如涡轮叶片上有微裂纹缺陷，则会在涡轮叶片的表面微裂纹处渗透有荧光材料，UV紫外灯发出波长375nm左右的UV光线照在涡轮叶片缺陷处的荧光材料上，荧光材料将UV灯转化为长波可见光，这个长波可见光被荧光传感器吸收和计算，从而实现了涡轮叶片表面微裂纹的检测。由于检测时涡轮缓慢旋转，所以能够实现涡轮上各叶片的检测。

本发明的一种涡轮叶片荧光着色烘干检测一体化生产线的检测方法，包括如下步骤：

(1)上料：在荧光浸泡槽旁的上料工位，将涡轮逐一装入涡轮周转框的格栅型定位孔内；

(2)荧光浸泡：机械手抓取涡轮周转框，将涡轮周转框放置到沥干架上；开启连接沥干架的升降器，使得周转框下移，并将装有涡轮的周转框浸泡在荧光浸泡槽的荧光液内；

(3)吹干：连接沥干架的升降器上升，沥干架从荧光液内向上移出，位于沥干架上方的压缩空气吹洗组件工作，将涡轮表面附着的荧光液吹掉；

(4)气泡水洗：机械手抓取涡轮周转框，将涡轮周转框依次转移到第一气泡水洗槽和第二气泡水洗槽进行涡轮的气泡水洗；

(5)热水洗：机械手抓取涡轮周转框，将涡轮周转框转移到热水槽内，进行涡轮的热水洗；

(6)烘干：机械手抓取涡轮周转框，将涡轮周转框转移到烘干室，进行烘干处理；

(7)荧光检测：特制机械手工作，将涡轮周转框内的涡轮抓取后送入到荧光检测台上的检测圈内部，特制机械手上的暗室封盖盖住检测圈，从而在检测圈内部形成暗室，暗室封盖盖住检测圈时接近开关动作，从而开启UV紫外灯、荧光传感器，并由步进电机带动涡轮缓慢旋转进行荧光检测；

(8)分拣：当经过检测标明涡轮的叶片无缺陷，则特制机械手将涡轮返还至原涡轮周转框内，然后抓取涡轮周转框内的下一个涡轮进行检测；如经过检测发现涡轮的叶片有缺陷时，特制机械手将涡轮转移至荧光检测台旁设置的废料框内；当涡轮周转框中所有的涡轮检测完成，也就同时完成了涡轮周转框内合格涡轮和不合格涡轮的分拣。

本发明的有益效果是：

第一，本发明的一种涡轮叶片荧光着色烘干检测一体化生产线及检测方法，设置有检测前的荧光液渗透和叶片表面清洗、烘干工序，集荧光着色烘干检测一体化，由此提高了检测效率。

第二，本发明的一种涡轮叶片荧光着色烘干检测一体化生产线及检测方法，采用特制机械手与检测圈相配合形成检测暗室，无需专门建立造价较高的大型暗室，且克服了传统检测方法中操作人员可能会接触到荧光物质并经常暴露在UV紫外光下的弊端，由此保护了人体健康。

第三，本发明的一种涡轮叶片荧光着色烘干检测一体化生产线及检测方法，特制机械手的前端部分集工件抓取功能、暗室形成功能、旋转检测功能和分拣功能于一体，且结构简单成本低。

第四，本发明的一种涡轮叶片荧光着色烘干检测一体化生产线及检测方法，检测时通过步进电机带动涡轮缓慢旋转，从而实现了涡轮上各叶片的荧光检测，可以避免传统人工检测出现的漏检现象。

附图说明

图1是本发明的一种涡轮叶片荧光着色烘干检测一体化生产线的设备布局示意图；

图2是在图1的荧光检测台上设置特制机械手和检测圈的结构示意图。

图中：1、压缩空气吹洗组件，2、电动推杆，3、伸缩杆，4、支架，5、荧光检测台，6、检测圈，7、荧光传感器，8、UV紫外灯，9、关节臂，10、暗室封盖，11、步进电机，12、机械夹头，13、涡轮，14、接近开关，15、特制机械手，16、左右摆动机构，17、上下摆动机构。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

实施例1：

如图1至2所示为本发明的一种涡轮叶片荧光着色烘干检测一体化生产线的实施例，包括用于放置涡轮13的涡轮周转框以及按照荧光探伤的流程依次布置的设备，所述设备依次包括荧光浸泡槽、水槽浸泡槽、第一气泡水洗槽、第二气泡水洗槽、热水槽、烘干室和荧光检测台5，所述涡轮周转框用于在各所述设备之间进行周转。

优选的，所述荧光浸泡槽内设置有沥干架，所述沥干架设置在升降器上，所述涡轮周转框设置在沥干架上。

优选的，所述荧光浸泡槽的上方设置有支架4，所述支架4上向下竖立设置有电动推杆2，所述电动推杆2的伸缩杆3上连接有压缩空气吹洗组件1。

本实施例中，所述第一气泡水洗槽和第二气泡水洗槽内设置有微纳米气泡发生装置。

本实施例中，所述烘干室为带有输送辊轴的移动通过式烘干室；所述涡轮周转框内设置有若干数量用于定位涡轮的格栅型定位孔。

本实施例中，相邻两所述设备之间设置有用于将所述涡轮周转框在相邻两所述设备之间进行转运的机械手。

本实施例中，所述荧光检测台5上设置有一暗室，所述暗室内设置有UV紫外灯8和荧光传感器7，所述荧光传感器7连接控制系统。

优选的，所述荧光检测台5上竖立设置有一作为形成所述暗室的检测圈6，所述荧光传感器7设置在所述检测圈6内的一侧并指向所述检测圈6的中心轴线，在所述检测圈6内靠所述荧光传感器7的同一侧还设置有若干数量的所述UV紫外灯8；位于所述烘干室和荧光检测台5之间的所述机械手为特制机械手15，所述特制机械手15包括关节臂9、设置在所述关节臂9前端的暗室封盖10、设置在所述暗室封盖10前端面的步进电机11、设置在所述步进电机11的电机轴上的机械夹头12；检测时，所述特制机械手15抓取涡轮13一端的轴头，然后将抓取的涡轮13转移到所述检测圈6内，并使得所述特制机械手15上的暗室封盖10盖住所述检测圈6从而使得所述检测圈6的内部形成暗室，然后开启UV紫外灯8、荧光传感器7，并由步进电机11带动涡轮13缓慢旋转进行荧光检测。

优选的，所述机械夹头12为透明机械夹头，所述检测圈6的上端面设置有接近开关14，当所述特制机械手15上的暗室封盖10盖住所述检测圈6时，所述接近开关14动作，从而开启所述UV紫外灯8、荧光传感器7和步进电机11。

通过将机械夹头12设置为透明机械夹头，也可以实现涡轮轴头上的缺陷检测。

优选的，在所述检测圈6上设置有至少两个荧光传感器7，所述的两个荧光传感器7中的其中一个荧光传感器7设置在左右摆动机构16上，所述的两个荧光传感器7中的其中另一个荧光传感器7设置在上下摆动机构17上，从而在检测时所述荧光传感器7能够接收不同角度发出的荧光，以提高检测的可靠性。

优选的，在检测时还进一步采取以下检测策略：对每一涡轮13设定若干个检测周期，并在各检测周期中通过采用不同的涡轮旋转速度、不同的左右摆动机构的摆动速度和不同的上下摆动机构的摆动速度，来实现涡轮叶片的高可靠检测。

其中，所述涡轮13的检测周期，可以涡轮13每旋转一周或若干周作为一个检测周期，也可以涡轮13每转过一个叶片作为一个检测周期。

其中，所述速度可以是快速、慢速或速度为零。

本实施例的荧光检测原理如下：如涡轮叶片上有微裂纹缺陷，则会在涡轮叶片的表面微裂纹处渗透有荧光材料，UV紫外灯发出波长375nm左右的UV光线照在涡轮叶片缺陷处的荧光材料上，荧光材料将UV灯转化为长波可见光，这个长波可见光被荧光传感器吸收和计算，从而实现了涡轮叶片表面微裂纹的检测。由于检测时涡轮缓慢旋转，所以能够实现涡轮上各叶片的检测。

实施例2：

一种采用实施例1的涡轮叶片荧光着色烘干检测一体化生产线的检测方法，包括如下步骤：

(1)上料：在荧光浸泡槽旁的上料工位，将涡轮13逐一装入涡轮周转框的格栅型定位孔内；

(2)荧光浸泡：机械手抓取涡轮周转框，将涡轮周转框放置到沥干架上；开启连接沥干架的升降器，使得周转框下移，并将装有涡轮的周转框浸泡在荧光浸泡槽的荧光液内；

(3)吹干：连接沥干架的升降器上升，沥干架从荧光液内向上移出，位于沥干架上方的压缩空气吹洗组件1工作，将涡轮13表面附着的荧光液吹掉；

(4)气泡水洗：机械手抓取涡轮周转框，将涡轮周转框依次转移到第一气泡水洗槽和第二气泡水洗槽进行涡轮的气泡水洗；

(5)热水洗：机械手抓取涡轮周转框，将涡轮周转框转移到热水槽内，进行涡轮的热水洗；

(6)烘干：机械手抓取涡轮周转框，将涡轮周转框转移到烘干室，进行烘干处理；

(7)荧光检测：特制机械手15工作，将涡轮周转框内的涡轮13抓取后送入到荧光检测台5上的检测圈6内部，特制机械手15上的暗室封盖10盖住检测圈6，从而在检测圈6内部形成暗室，暗室封盖10盖住检测圈时接近开关14动作，从而开启UV紫外灯8、荧光传感器7，并由步进电机11带动涡轮13缓慢旋转进行荧光检测；

(8)分拣：当经过检测标明涡轮13的叶片无缺陷，则特制机械手15将涡轮13返还至原涡轮周转框内，然后抓取涡轮周转框内的下一个涡轮进行检测；如经过检测发现涡轮13的叶片有缺陷时，特制机械手15将涡轮转移至荧光检测台5旁设置的废料框内；当涡轮周转框中所有的涡轮13检测完成，也就同时完成了涡轮周转框内合格涡轮和不合格涡轮的分拣。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种涡轮叶片荧光着色烘干检测一体化生产线，其特征在于，包括用于放置涡轮的涡轮周转框以及按照荧光探伤的流程依次布置的设备，所述设备依次包括荧光浸泡槽、水槽浸泡槽、第一气泡水洗槽、第二气泡水洗槽、热水槽、烘干室和荧光检测台，所述涡轮周转框用于在各所述设备之间进行周转；

相邻两所述设备之间设置有用于将所述涡轮周转框在相邻两所述设备之间进行转运的机械手；所述荧光检测台上设置有一暗室，所述暗室内设置有UV紫外灯和荧光传感器，所述荧光传感器连接控制系统；所述荧光检测台上竖立设置有一作为形成所述暗室的检测圈，所述荧光传感器设置在所述检测圈内的一侧并指向所述检测圈的中心轴线，在所述检测圈内靠所述荧光传感器的同一侧还设置有若干数量的所述UV紫外灯；位于所述烘干室和荧光检测台之间的所述机械手为特制机械手，所述特制机械手包括关节臂、设置在所述关节臂前端的暗室封盖、设置在所述暗室封盖前端面的步进电机、设置在所述步进电机的电机轴上的机械夹头；检测时，所述特制机械手抓取涡轮一端的轴头，然后将抓取的涡轮转移到所述检测圈内，并使得所述特制机械手上的暗室封盖盖住所述检测圈从而使得所述检测圈的内部形成暗室，然后开启UV紫外灯、荧光传感器，并由步进电机带动涡轮缓慢旋转进行荧光检测。

2.根据权利要求1所述的一种涡轮叶片荧光着色烘干检测一体化生产线，其特征在于，所述荧光浸泡槽内设置有沥干架，所述沥干架设置在升降器上，所述涡轮周转框设置在沥干架上。

3.根据权利要求2所述的一种涡轮叶片荧光着色烘干检测一体化生产线，其特征在于，所述荧光浸泡槽的上方设置有支架，所述支架上向下竖立设置有电动推杆，所述电动推杆的伸缩杆上连接有压缩空气吹洗组件。

4.根据权利要求1所述的一种涡轮叶片荧光着色烘干检测一体化生产线，其特征在于，所述第一气泡水洗槽和第二气泡水洗槽内设置有微纳米气泡发生装置。

5.根据权利要求1所述的一种涡轮叶片荧光着色烘干检测一体化生产线，其特征在于，所述烘干室为带有输送辊轴的移动通过式烘干室；所述涡轮周转框内设置有若干数量用于定位涡轮的格栅型定位孔。

6.根据权利要求1所述的一种涡轮叶片荧光着色烘干检测一体化生产线，其特征在于，所述机械夹头为透明机械夹头，所述检测圈的上端面设置有接近开关，当所述特制机械手上的暗室封盖盖住所述检测圈时，所述接近开关动作，从而开启所述UV紫外灯、荧光传感器和步进电机。

7.一种采用权利要求1至6中任一项所述的涡轮叶片荧光着色烘干检测一体化生产线的检测方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）上料：在荧光浸泡槽旁的上料工位，将涡轮逐一装入涡轮周转框的格栅型定位孔内；

（2）荧光浸泡：机械手抓取涡轮周转框，将涡轮周转框放置到沥干架上；开启连接沥干架的升降器，使得周转框下移，并将装有涡轮的周转框浸泡在荧光浸泡槽的荧光液内；

（3）吹干：连接沥干架的升降器上升，沥干架从荧光液内向上移出，位于沥干架上方的压缩空气吹洗组件工作，将涡轮表面附着的荧光液吹掉；

（4）气泡水洗：机械手抓取涡轮周转框，将涡轮周转框依次转移到第一气泡水洗槽和第二气泡水洗槽进行涡轮的气泡水洗；

（5）热水洗：机械手抓取涡轮周转框，将涡轮周转框转移到热水槽内，进行涡轮的热水洗；

（6）烘干：机械手抓取涡轮周转框，将涡轮周转框转移到烘干室，进行烘干处理；

（7）荧光检测：特制机械手工作，将涡轮周转框内的涡轮抓取后送入到荧光检测台上的检测圈内部，特制机械手上的暗室封盖盖住检测圈，从而在检测圈内部形成暗室，暗室封盖盖住检测圈时接近开关动作，从而开启UV紫外灯、荧光传感器，并由步进电机带动涡轮缓慢旋转进行荧光检测；

（8）分拣：当经过检测标明涡轮的叶片无缺陷，则特制机械手将涡轮返还至原涡轮周转框内，然后抓取涡轮周转框内的下一个涡轮进行检测；如经过检测发现涡轮的叶片有缺陷时，特制机械手将涡轮转移至荧光检测台旁设置的废料框内；当涡轮周转框中所有的涡轮检测完成，也就同时完成了涡轮周转框内合格涡轮和不合格涡轮的分拣。

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