CN114062494A - 一种大长径比锥形构件摩擦焊接头自动检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种大长径比锥形构件摩擦焊接头自动检测方法，包括a、锥形构件放置；b、进行水浸超声检测及c、合格件的筛选；该方法采用自动检测系统进行检测，自动检测系统包括设备水槽、导轨组件（10）、仿形定位工装（20）、第一推动杆（30）、夹持装卸工装（40）及水浸超声C扫描设备；仿形定位工装（20）包括工装本体（21）、第二推动杆（22）、滑套（23）、连接杆（24）、第一卡爪（25）、第二卡爪（26）及压缩弹簧（260）。该方法能够有效确保大长径比锥形构件在超声C扫描水槽导轨上的平整度和同轴度，从而确保检测的精确度；同时，该方法能够实现快速自动装卸，节约劳动生产力、检测效率高，能够实现大批量检测。

Description

一种大长径比锥形构件摩擦焊接头自动检测方法

技术领域

本发明涉及智能检测技术领域，具体涉及一种大长径比锥形构件摩擦焊接头自动检测方法。

背景技术

惯性摩擦焊是一种用于异种金属、难焊金属等材料的轴/轴类、盘/轴类、管/管类、轴/管类等构件的优质连接方法，其广泛应用于工业生产的各个领域。但是，惯性摩擦焊接过程中其接头易出现未焊合、弥散夹杂物等具有二维或平面特征的弱连接缺陷，此类缺陷通常表现为在局部焊接界面之间有紧密的机械接触或嵌合、界面间原子间距小、但未达到冶金结合，同时，此类缺陷的检测与评价比较困难。

水浸超声C扫描具有焊接缺陷检出能力强、准确率高、检测速度快等优点，是现有技术中针对摩擦焊接头弱连接缺陷的有效检测方法。基于现有技术中水浸超声C扫描的工艺特点，针对大长径比管类和轴类构件超声检测通常采用导轨导转的卧式放置方式。由于水浸超声检测工艺对探头与工件水距等参数要求较高，从而导致其对待检测的大长径比管类和轴类构件在旋转过程中的同轴度和平行度具有较高要求；然而，现有工艺中一些大长径比管类和轴类构件形状复杂，如锥形结构件，其经卧式放置后、待检测工件同轴度和焊缝表面平行度均难以保证（由于转动过程中锥形端自身的重力影响），造成检测过程中出现检出率低、漏检、检测精度低的问题，同时，大长径比构件重量通常在40kg以上、长度尺寸在700mm以上，采用人工装卸操作，极大的浪费劳动生产力、检测效率低下，且容易出现安全事故。

发明内容

针对以上现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种大长径比锥形构件摩擦焊接头自动检测方法，该方法能够有效确保大长径比锥形构件在超声C扫描水槽导轨上的平整度和同轴度，从而确保检测的精确度；同时，该方法能够实现快速自动装卸，节约劳动生产力、检测效率高，能够实现大批量检测。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种大长径比锥形构件摩擦焊接头自动检测方法，用于由锥形端与圆柱端组成的大长径比锥形构件摩擦焊接头，其特征在于：采用自动检测系统进行检测，所述自动检测系统包括设备水槽、导轨组件、仿形定位工装、第一推动杆、夹持装卸工装以及水浸超声C扫描设备；所述导轨组件设置在所述设备水槽底部，包括驱动转轴与转动滚轮，所述转动滚轮均匀套接在所述驱动转轴外壁；

所述仿形定位工装设置在所述导轨组件的一端，包括工装本体、第二推动杆、滑套、连接杆、第一卡爪、第二卡爪以及压缩弹簧；所述工装本体为一端设置开口的套筒结构、其侧壁与所述设备水槽底部侧壁固定连接，所述转动滚轮与卡入所述工装本体底部且与所述工装本体底部转动连接；所述工装本体远离其开口的一端滑动连接一第二推动杆且所述第二推动杆中轴线与所述工装本体中轴线共线，所述第二推动杆一端贯穿所述工装本体、另一端外壁套接一滑套，所述滑套内壁与所述第二推动杆外壁滑动连接、滑套外壁与所述工装本体内壁滑动连接；所述工装本体内侧侧壁且饶其中轴线均匀设置若干锥面槽，所述锥面槽斜面由靠近工装本体开口一端向远离其开口的一端倾斜，所述第一卡爪对应所述锥面槽设置且第一卡爪一端与所述锥面槽槽底滑动连接、另一端贯穿所述工装本体内壁；所述滑套靠近所述工装本体开口的一端端面且对应所述锥面槽均匀设置若干连接杆，所述连接杆远离所述滑套的一端与所述第一卡爪滑动连接，所述第一卡爪靠近所述连接杆的一端端面设置径向滑动槽；所述工装本体位于其开口一端的内壁且饶其中轴线均匀设置若干弹簧槽，所述弹簧槽底部固定设置一压缩弹簧，所述压缩弹簧远离所述弹簧槽底部的一端固定连接一第二卡爪，所述第二卡爪远离所述压缩弹簧的一端贯穿所述工装本体内壁且与工装本体内壁滑动连接；

所述第一推动杆设置在所述导轨组件远离所述仿形定位工装的一端；所述夹持装卸工装与所述水浸超声C扫描设备均设置在所述设备水槽上侧；所述设备水槽左右两侧分别设置合格区与不合格区；

所述自动检测方法具体为：

a、锥形构件放置：首先，通过夹持装卸工装夹持待检测工件的圆柱端并将其放置在设备水槽的导轨组件上、确保工件的锥形端朝向仿形定位工装，保持夹持状态，并启动第一推动杆、使其推动工件向靠近仿形定位工装的一侧运动；当锥形端进入仿形定位工装后、即锥形端外壁与第二卡爪接触实现预定位后，解除夹持装卸工装的夹持状态，继续启动第一推动杆、使其继续推动工件向靠近仿形定位工装的一侧运动，到达指定位置后，停止第一推动杆，启动滑套向靠近工件的一端滑动，滑套通过连接杆推动第一卡爪在锥面槽上滑动，进而将轴向力转换为径向力，形成第一卡爪对锥形端的固定夹持；

b、进行水浸超声检测：调整水浸超声C扫描设备探头的位置、使探头与工件的待检焊缝对应，并设置无损检测参数及焊合率参数，启动水浸超声C扫描设备，并同时启动驱动转轴、使其通过转动滚轮带动工件转动，进而实现对待检焊缝的无损检测；

c、合格件的筛选：当检测得到的焊合率≥焊合率参数时，夹持装卸工装将测试后的工件放入合格区；当检测得到的焊合率＜焊合率参数时，夹持装卸工装将测试后的工件放入不合格区；

具体的取件过程为：停止水浸超声C扫描设备及驱动转轴，启动滑套向远离所述工件的一端运动，从而使得第一卡爪松开工件；然后启动第二推动杆向靠近工装本体开口的一端运动、进而推动工件脱离仿形定位工装；再启动夹持装卸工装对工件进行夹持，从而将工件取出设备水槽。

作进一步优化，所述工件的外形尺寸具体为：工件的最大外径为φ30～170mm，长度为500～1000mm。

作进一步优化，所述工装本体长度为100～400mm，且工装本体底部至少与一个转动滚轮转动连接。

优选的，所述第一推动杆、第二推动杆均采用气动、液压或电动任一中方式驱动，且大长径比锥形构件在导轨组件上滑动过程中，所述圆柱端外壁至少与两个所述转动滚轮接触。

作进一步优化，为确保同轴度与平整度，所述第一推动杆、第二推动杆与所述工装本体的中轴线共线，所述工装本体与所述圆柱端同轴设置（可在检测前通过调整工装本体与导轨组件的相对位置实现）。

作进一步优化，为保证第一卡爪与第二卡爪对工件的稳固夹持，所述第一卡爪与第二卡爪夹持端均设置为圆弧状且与工件的锥形端外壁形状对应。

作进一步优化，为避免第一卡爪与第二卡爪夹持锥形端时、对工件形成旋转阻力，所述第一卡爪与第二卡爪的夹持端面均匀设置滚珠，从而在保证稳固夹持的同时保证转动流畅。

优选的，所述锥面槽的数量为6～10个，对应第一卡爪与连接杆的数量为6～10个；所述第二卡爪的数量为6～12个。

作进一步优化，所述夹持装卸工装通过工业机器人控制其运动，包括机器人连接轴、长臂中空支架、弹簧减震支架以及仿形电磁铁夹持部；所述机器人连接轴一端与所述工业机器人固定连接、另一端固定连接长臂中空支架；所述长臂中空支架远离所述机器人连接轴的一端固定连接弹簧减震支架，所述弹簧减震支架远离所述长臂中空支架的一端与所述仿形电磁铁夹持部固定连接；所述仿形电磁铁夹持部远离所述弹簧减震支架的一端设计为与所述圆柱端对应的弧面结构。

由于水浸超声C扫描检测过程中，待检测构件放置在设备水槽的导轨组件上，采用长臂中空支架一是节省成本、减轻夹持装卸工装的重量，二是避免工业机器人直接与水接触造成工业机器人的短路损坏，同时也避免大重量、大体积的机械臂进入设备水槽限制设备水槽空间。通过弹簧减震支架的设置，有效实现对工件的定位同时避免整个夹持装卸工装在装卸待检测工件的过程中碰撞导轨、造成导轨变形或损坏。采用仿形电磁铁夹持部作用夹持端，可保证强力吸取大重量大尺寸的待检测工件、夹持稳固、不会出现工件脱离，同时避免使用气缸、液压缸等装置，从而保障结构紧凑、适用于空间狭小的水浸超声C扫描检测的设备水槽。

优选的，所述长臂中空支架采用铝合金或不锈钢中的任意一种材料制得。

作进一步优化，所述长臂中空支架的臂长为150～500mm；所述弹簧减震支架的位移范围为0～75mm、载荷范围为50～500kg；所述仿形电磁铁夹持部的吸力为50～500kg。

作进一步优化，所述工业机器人的装卸节拍为30～100s/件。

作进一步优化，所述无损检测参数具体为：聚焦探头的频率为5～25MHz，探头与工件的水距为20～60mm；采样频率为100～500MHz、检测门槛为1%～10%、扫查长度为10～100mm；X轴、Y轴的扫查灵敏度为0.1～0.9，扫查速度为50～250mmm/s，R轴扫查灵敏度为0.1～0.9，扫查速度为30～60°/s；从而保证焊缝100%的扫描，并通过工业计算机分析焊接缺陷的面积、形状后，计算焊接接头的焊合率。

作进一步优化，所述焊合率参数为80～99%。

本发明具有如下技术效果：

本申请采用仿形定位工装的设置能够有效确保大长径比锥形构件在水浸超声C扫描的导轨上的平整度和同轴度，通过第二卡爪、弹簧槽以及压缩弹簧的配合，对工件在导轨上平移过程实现预定位及支撑，避免工件在移动过程中出现较大偏差，通过滑套、连接杆及第一卡爪的配合实现对移动到位的工件进行精确定位与夹持，从而保证工件与导轨的同轴度与平整度，待检测工件焊缝两端±50mm区域的同轴度φ0.2～φ0.6mm、平行度±0.05~0.3mm；通过第一卡爪与第二卡爪的仿形结构设置以及滚珠的设置，对工件进行紧固夹持的基础上保证工件能够跟随导轨组件进行有效旋转，从而确保检测过程的顺利进行，确保焊接缺陷的精确、平稳检测。同时，本申请通过夹持装卸工装，能够实现大长径比锥形构件的快速精确装卸，装卸效率较人工操作提高1倍以上。

本申请能实现大长径比锥形构件的全自动检测，也能按设置的焊合率实现检测工件的自动分拣，整个过程无人操作、有效节省劳动生产力，同时，安全风险小、检测效率高，工件检测效率较人工提高80%以上，有效解决大长径比锥形构件摩擦焊接头难以批量检测的难题。

附图说明

图1为大长径比锥形构件的结构示意图。

图2为本发明实施例中导轨组件、仿形定位工装及第一推动杆的安装结构示意图。

图3为图2的A向局部放大图。

图4为图3的D-D向剖视图。

图5为图2的B向局部放大图。

图6为图2的C-C向剖视图。

图7为本发明实施例中夹持装卸工装的结构示意图。

其中，10、导轨组件；11、驱动转轴；12、转动滚轮；20、仿形定位工装；21、工装本体；211、锥面槽；212、弹簧槽；22、第二推动杆；23、滑套；24、连接杆；25、第一卡爪；251、径向滑动槽；252、滚珠；26、第二卡爪；260、压缩弹簧；30、第一推动杆；40、夹持装卸工装；41、机器人连接轴；42、长臂中空支架；43、弹簧减震支架；44、仿形电磁铁夹持部；50、工件；51、圆柱端；52、锥形端；53、待检焊缝。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

实施例：

如图1～7所示，一种大长径比锥形构件摩擦焊接头自动检测方法，用于由锥形端52与圆柱端51组成的大长径比锥形构件摩擦焊接头，其特征在于：采用自动检测系统进行检测，整个自动检测系统采用工业计算机控制，自动检测系统包括设备水槽、导轨组件10、仿形定位工装20、第一推动杆30、夹持装卸工装40以及水浸超声C扫描设备；导轨组件10设置在设备水槽底部，包括驱动转轴11与转动滚轮12，转动滚轮12均匀套接在驱动转轴11外壁；

仿形定位工装20设置在导轨组件10的一端，包括工装本体21、第二推动杆22、滑套23、连接杆24、第一卡爪25、第二卡爪26以及压缩弹簧260；工装本体21为一端设置开口的套筒结构（如图2所示，其右端设置开口、左端为封闭结构）、其侧壁与设备水槽底部侧壁固定连接，转动滚轮12与卡入工装本体21底部且与工装本体21底部转动连接；工装本体21远离其开口的一端滑动连接一第二推动杆22（即如图2所示的左端封闭结构）且第二推动杆22中轴线与工装本体21中轴线共线，第二推动杆22一端贯穿工装本体21（即如图2所示的左端封闭结构）、另一端外壁套接一滑套23，滑套23内壁与第二推动杆22外壁滑动连接、滑套23外壁与工装本体21内壁滑动连接；工装本体21内侧侧壁且饶其中轴线均匀设置若干锥面槽211，锥面槽211斜面由靠近工装本体21开口一端向远离其开口的一端倾斜（如图2所示，锥面槽211的斜面由左端向右端倾斜），第一卡爪25对应锥面槽211设置且第一卡爪25一端与锥面槽211槽底滑动连接、另一端贯穿工装本体21内壁；滑套23靠近工装本体21开口的一端端面（即图2所示右侧一端端面）且对应锥面槽211均匀设置若干连接杆24，连接杆24远离滑套23的一端与第一卡爪25滑动连接，第一卡爪25靠近连接杆24的一端端面设置径向滑动槽251、连接杆24能在径向滑动槽251内自由滑动；工装本体21位于其开口一端的内壁且饶其中轴线均匀设置若干弹簧槽212，弹簧槽212底部固定设置一压缩弹簧260，压缩弹簧260远离弹簧槽212底部的一端固定连接一第二卡爪26，第二卡爪26远离压缩弹簧260的一端贯穿工装本体21内壁且与工装本体21内壁滑动连接；工装本体21长度为100～400mm，且工装本体21底部至少与一个转动滚轮12转动连接。

第一推动杆30、第二推动杆22均采用气动、液压或电动任一中方式驱动，且大长径比锥形构件在导轨组件10上滑动过程中，圆柱端51外壁至少与两个转动滚轮12接触（通过根据工件50圆柱端51的长度进行转动滚轮12的间距实现）。为确保同轴度与平整度，第一推动杆30、第二推动杆22与工装本体21的中轴线共线，工装本体21与圆柱端51同轴设置（可在检测前通过调整工装本体21与导轨组件10的相对位置实现）。

为保证第一卡爪25与第二卡爪26对工件50的稳固夹持，第一卡爪25与第二卡爪26夹持端均设置为圆弧状且与工件50的锥形端52外壁形状对应。为避免第一卡爪25与第二卡爪26夹持锥形端52时、对工件50形成旋转阻力，第一卡爪25与第二卡爪26的夹持端面均匀设置滚珠252，从而在保证稳固夹持的同时保证转动流畅。

锥面槽211的数量为6～10个、优选8个（如图6所示），对应第一卡爪25与连接杆24的数量为6～10个、优选8个；第二卡爪26的数量为6～12个、优选9个。

第一推动杆30设置在导轨组件10远离仿形定位工装20的一端；夹持装卸工装40与水浸超声C扫描设备均设置在设备水槽上侧；设备水槽左右两侧分别设置合格区与不合格区；

夹持装卸工装40通过工业机器人控制其运动，包括机器人连接轴41、长臂中空支架42、弹簧减震支架43以及仿形电磁铁夹持部44；机器人连接轴41一端与工业机器人固定连接、另一端固定连接长臂中空支架42；长臂中空支架42远离机器人连接轴41的一端固定连接弹簧减震支架43，弹簧减震支架43远离长臂中空支架42的一端与仿形电磁铁夹持部44固定连接；仿形电磁铁夹持部44远离弹簧减震支架43的一端设计为与圆柱端51对应的弧面结构。长臂中空支架42采用铝合金或不锈钢中的任意一种材料制得。

长臂中空支架42的臂长为150～500mm；弹簧减震支架43的位移范围为0～75mm、载荷范围为50～500kg；仿形电磁铁夹持部44的吸力为50～500kg。工业机器人的装卸节拍为30～100s/件。

工件50的外形尺寸具体为：工件50的最大外径为φ30～170mm，长度为500～1000mm。

自动检测方法具体为：

a、锥形构件放置：首先，通过夹持装卸工装40夹持待检测工件50的圆柱端51并将其放置在设备水槽的导轨组件10上、确保工件的锥形端52朝向仿形定位工装20，即通过对仿形电磁铁夹持部44通电进而实现仿形电磁铁夹持部44对工件的吸取，同时确保仿形电磁铁夹持部44吸取工件50的中心位置（即控制在工件50的质心位置、左右偏差不超过±100mm，可通过设置传感器实现，为本领域的常规技术、本申请不做过多论述），保持夹持状态，并启动第一推动杆30、使其推动工件50向靠近仿形定位工装20的一侧运动（即图2所示左端，此时夹持装卸工装40与第一推动杆30移动进行图2所示的向左端移动）；当锥形端52进入仿形定位工装20后、即锥形端52外壁与第二卡爪26接触实现预定位后，解除夹持装卸工装40的夹持状态（此时第二卡爪26对工件50形成有效支撑、压缩弹簧260压缩，仿形电磁铁夹持部44断电），继续启动第一推动杆30、使其继续推动工件50向靠近仿形定位工装20的一侧运动（此时第二卡爪26向远离工装本体21中轴线的一端滑动、压缩弹簧260继续压缩），到达指定位置后（可通过设置传感器实现位置限定，为本领域的常规技术、本申请不做过多论述），停止第一推动杆30，启动滑套23向靠近工件的一端滑动，滑套23通过连接杆24推动第一卡爪25在锥面槽211上滑动（连接杆24在径向滑动槽251内滑动），进而将轴向力转换为径向力，形成第一卡爪25对锥形端52的固定夹持（第一卡爪25为逐步向锥形端52外壁靠近，因此其夹持过程中会调整锥形端52的中轴线使其与工装本体21的中轴线共线，从而既保证工件50的同轴度与平整度、又对工件50的锥形端52形成夹持作用）；

b、进行水浸超声检测：调整水浸超声C扫描设备探头的位置、使探头与工件50的待检焊缝53对应，并设置无损检测参数及焊合率参数，启动水浸超声C扫描设备，并同时启动驱动转轴11、使其通过转动滚轮12带动工件50转动（工件 50转动过程中，仿形电磁铁夹持部44与工件50表面接触但不通电，从而避免工件50转动过程中出现径向跳动），进而实现对待检焊缝53的无损检测；

无损检测参数具体为：聚焦探头的频率为5～25MHz，探头与工件的水距为20～60mm；采样频率为100～500MHz、检测门槛为1%～10%、扫查长度为10～100mm；X轴、Y轴的扫查灵敏度为0.1～0.9，扫查速度为50～250mmm/s，R轴扫查灵敏度为0.1～0.9，扫查速度为30～60°/s；从而保证焊缝100%的扫描，并通过工业计算机分析焊接缺陷的面积、形状后，计算焊接接头的焊合率；焊合率参数为80～99%。

c、合格件的筛选：当检测得到的焊合率≥焊合率参数时，夹持装卸工装将40测试后的工件放入合格区；当检测得到的焊合率＜焊合率参数时，夹持装卸工装40将测试后的工件放入不合格区；

具体的取件过程为：停止水浸超声C扫描设备及驱动转轴11，启动滑套23向远离工件50的一端运动，从而使得第一卡爪25松开工件50；然后启动第二推动杆22向靠近工装本体21开口的一端运动（此时第一推动杆2与夹持装卸工装40跟随第二推动杆22同向运动）、进而推动工件50脱离仿形定位工装20；再启动夹持装卸工装40对工件50进行夹持（即对仿形电磁铁夹持部44通电），从而通过工业机器人与机器人连接轴41、长臂中空支架42将工件50取出设备水槽，完成检测与筛分。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (9)

1.一种大长径比锥形构件摩擦焊接头自动检测方法，用于由锥形端（52）与圆柱端（51）组成的大长径比锥形构件摩擦焊接头，其特征在于：采用自动检测系统进行检测，所述自动检测系统包括设备水槽、导轨组件（10）、仿形定位工装（20）、第一推动杆（30）、夹持装卸工装（40）以及水浸超声C扫描设备；所述导轨组件（10）设置在所述设备水槽底部，包括驱动转轴（11）与转动滚轮（12），所述转动滚轮（12）均匀套接在所述驱动转轴（11）外壁；

所述仿形定位工装（20）设置在所述导轨组件（10）的一端，包括工装本体（21）、第二推动杆（22）、滑套（23）、连接杆（24）、第一卡爪（25）、第二卡爪（26）以及压缩弹簧（260）；所述工装本体（21）为一端设置开口的套筒结构、其侧壁与所述设备水槽底部侧壁固定连接，所述转动滚轮（12）与卡入所述工装本体（21）底部且与所述工装本体（21）底部转动连接；所述工装本体（21）远离其开口的一端滑动连接一第二推动杆（22）且所述第二推动杆（22）中轴线与所述工装本体（21）中轴线共线，所述第二推动杆（22）一端贯穿所述工装本体（21）、另一端外壁套接一滑套（23），所述滑套（23）内壁与所述第二推动杆（22）外壁滑动连接、滑套（23）外壁与所述工装本体（21）内壁滑动连接；所述工装本体（21）内侧侧壁且饶其中轴线均匀设置若干锥面槽（211），所述锥面槽（211）斜面由靠近工装本体（21）开口一端向远离其开口的一端倾斜，所述第一卡爪（25）对应所述锥面槽（211）设置且第一卡爪（25）一端与所述锥面槽（211）槽底滑动连接、另一端贯穿所述工装本体（21）内壁；所述滑套（23）靠近所述工装本体（21）开口的一端端面且对应所述锥面槽（211）均匀设置若干连接杆（24），所述连接杆（24）远离所述滑套（23）的一端与所述第一卡爪（25）滑动连接，所述第一卡爪（25）靠近所述连接杆（24）的一端端面设置径向滑动槽（251）；所述工装本体（21）位于其开口一端的内壁且饶其中轴线均匀设置若干弹簧槽（212），所述弹簧槽（212）底部固定设置一压缩弹簧（260），所述压缩弹簧（260）远离所述弹簧槽（212）底部的一端固定连接一第二卡爪（26），所述第二卡爪（26）远离所述压缩弹簧（260）的一端贯穿所述工装本体（21）内壁且与工装本体（21）内壁滑动连接；

所述第一推动杆（30）设置在所述导轨组件（10）远离所述仿形定位工装（20）的一端；所述夹持装卸工装（40）与所述水浸超声C扫描设备均设置在所述设备水槽上侧；所述设备水槽左右两侧分别设置合格区与不合格区；

所述自动检测方法具体为：

a、锥形构件放置：首先，通过夹持装卸工装（40）夹持待检测工件（50）的圆柱端（51）并将其放置在设备水槽的导轨组件（10）上、确保工件的锥形端（52）朝向仿形定位工装（20），保持夹持状态，并启动第一推动杆（30）、使其推动工件（50）向靠近仿形定位工装（20）的一侧运动；当锥形端（52）进入仿形定位工装（20）后、即锥形端（52）外壁与第二卡爪（26）接触实现预定位后，解除夹持装卸工装（40）的夹持状态，继续启动第一推动杆（30）、使其继续推动工件（50）向靠近仿形定位工装（20）的一侧运动，到达指定位置后，停止第一推动杆（30），启动滑套（23）向靠近工件（50）的一端滑动，滑套（23）通过连接杆（24）推动第一卡爪（25）在锥面槽（211）上滑动，进而将轴向力转换为径向力，形成第一卡爪（25）对锥形端（52）的固定夹持；

b、进行水浸超声检测：调整水浸超声C扫描设备探头的位置、使探头与工件的待检焊缝（53）对应，并设置无损检测参数及焊合率参数，启动水浸超声C扫描设备，并同时启动驱动转轴（11）、使其通过转动滚轮（12）带动工件（50）转动，进而实现对待检焊缝（53）的无损检测；

c、合格件的筛选：当检测得到的焊合率≥焊合率参数时，夹持装卸工装（40）将测试后的工件（50）放入合格区；当检测得到的焊合率＜焊合率参数时，夹持装卸工装（40）将测试后的工件（50）放入不合格区；

具体的取件过程为：停止水浸超声C扫描设备及驱动转轴（11），启动滑套（23）向远离所述工件（50）的一端运动，从而使得第一卡爪（25）松开工件；然后启动第二推动杆（22）向靠近工装本体（21）开口的一端运动、进而推动工件（50）脱离仿形定位工装（20）；再启动夹持装卸工装（40）对工件（50）进行夹持，从而将工件（50）取出设备水槽。

2.根据权利要求1所述的一种大长径比锥形构件摩擦焊接头自动检测方法，其特征在于：所述工件（50）的外形尺寸具体为：工件（50）的最大外径为φ30～170mm，长度为500～1000mm。

3.根据权利要求1或2任一项所述的一种大长径比锥形构件摩擦焊接头自动检测方法，其特征在于：所述第一推动杆（30）、第二推动杆（22）与所述工装本体（21）的中轴线共线，所述工装本体（21）与所述圆柱端（51）同轴设置。

4.根据权利要求1～3任一项所述的一种大长径比锥形构件摩擦焊接头自动检测方法，其特征在于：所述第一卡爪（25）与第二卡爪（26）的夹持端面均匀设置滚珠（252）。

5.根据权利要求1所述的一种大长径比锥形构件摩擦焊接头自动检测方法，其特征在于：所述夹持装卸工装（40）通过工业机器人控制其运动，包括机器人连接轴（41）、长臂中空支架（42）、弹簧减震支架（43）以及仿形电磁铁夹持部（44）；所述机器人连接轴（41）一端与所述工业机器人固定连接、另一端固定连接长臂中空支架（42）；所述长臂中空支架（42）远离所述机器人连接轴（41）的一端固定连接弹簧减震支架（43），所述弹簧减震支架（43）远离所述长臂中空支架（42）的一端与所述仿形电磁铁夹持部（44）固定连接；所述仿形电磁铁夹持部（44）远离所述弹簧减震支架（43）的一端设计为与所述圆柱端（51）对应的弧面结构。

6.根据权利要求1所述的一种大长径比锥形构件摩擦焊接头自动检测方法，其特征在于：所述长臂中空支架（42）的臂长为150～500mm；所述弹簧减震支架（43）的位移范围为0～75mm、载荷范围为50～500kg；所述仿形电磁铁夹持部（44）的吸力为50～500kg。

7.根据权利要求1所述的一种大长径比锥形构件摩擦焊接头自动检测方法，其特征在于：所述工业机器人的装卸节拍可为30～100s/件。

8.根据权利要求1所述的一种大长径比锥形构件摩擦焊接头自动检测方法，其特征在于：所述无损检测参数具体为：聚焦探头的频率为5～25MHz，探头与工件的水距为20～60mm；采样频率为100～500MHz、检测门槛为1%～10%、扫查长度为10～100mm；X轴、Y轴的扫查灵敏度为0.1～0.9，扫查速度为50～250mmm/s，R轴扫查灵敏度为0.1～0.9，扫查速度为30～60°/s。

9.根据权利要求1所述的一种大长径比锥形构件摩擦焊接头自动检测方法，其特征在于：所述焊合率参数可为80～99%。

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