CN201429588Y - 大型工件焊缝自动超声扫查器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种大型工件焊缝自动超声扫查器，包括支架和安装在所述支架下方的磁轮，所述支架上设有用于感应磁条轨迹的磁条跟踪器。本实用新型具有导向功能和自动跟踪功能，还可通过设置高精度摄像头对工作过程进行摄像监控，通过本实用新型能够提高工件的缺陷检出率，还能够为工作人员提供可靠的缺陷记录，主要应用于大型工件焊缝的自动检测。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种大型工件焊缝自动超声扫查器，主要用于大型工件焊缝的检测。
背景技术
焊接结构是巨大工业财富的组成部分，按照美国的估算，因焊接接头失效引起的经济损失高达国民生产总值的5％。因此，如何保证焊工件的运行安全就成为一个极富有挑战性的课题。无损检测是发现焊接缺陷的主要手段，目前，我国采用无损检测的工业部门有机械制造、石油化工压力容器与管道、冶金企业与造船工业、核能领域与采油平台以及铁路交通部门等。在人工手动无损检测过程中通常会存在工件尺寸大(工件直径1.5米到60米)、高空作业、工件环境恶劣、检测周期长、劳动强度大、人为因素对检测结果影响大等问题，给检测工作的进行带来不同程度的困难，同时也很难对检测过程和检测结果做精确记录。
实用新型内容
为了解决现有技术的上述缺陷，本实用新型提供了一种大型工件焊缝自动超声扫查器，通过本实用新型能够对大型工件的焊缝实现自动检测并对工作过程进行摄像监控。
本实用新型采用的技术方案：一种大型工件焊缝自动超声扫查器，包括支架和安装在所述支架下方的磁轮，所述支架上设有用于感应磁条轨迹的磁条跟踪器。
所述磁条跟踪器上设有能够感应磁条轨迹转向变化的磁条靴，所述磁条靴通过可在水平面内自由转动角度的连杆与所述磁条跟踪器连接，所述磁条跟踪器内设有用于感应所述连杆角度的感应电路。
所述支架上还设有高精度摄像头以及与所述高精度摄像头配套的激光指示器。
所述激光指示器为其照射出的激光束在工件上呈现的影像为直线形的激光指示器。
所述磁条跟踪器、激光指示器和高精度摄像头分别通过各自的连接架安装在所述支架上，所述各连接架为可以调节角度和/或高度的活动连接架结构。
所述磁条跟踪器、激光指示器和高精度摄像头通过有线或无线的方式与终端控制器连接。
所述大型工件焊缝自动超声扫查器，还设有用于根据所述终端控制器的控制信号控制运行方向的导向控制装置。
所述磁轮为左右两组，每组包括前后两个磁轮，所述各组磁轮分别通过各自的磁轮架连接在所述支架的左右两侧。
所述大型工件焊缝自动超声扫查器，还设有用于将所述磁轮与工件脱离的脱离装置，所述脱离装置包括凸轮和与所述凸轮配合的从动件，所述凸轮通过转轴连接在所述磁轮架上，所述从动件配合所述凸轮的位置弹性滑动连接在所述磁轮架上，位于所述凸轮的下方，所述凸轮上设有用于控制所述凸轮沿所述转轴旋转的控制杆。
所述支架上还安装有记录所述大型工件焊缝自动超声扫查器行走位移的记录仪、用于记录所述大型工件焊缝自动超声扫查器转向角度的记录仪以及扫查Y轴，所述扫查Y轴通过转接板与支架连接，所述转接板下端连接有多通道探头加载支架，所述转接板与所述扫查Y轴的连接方式采用所述扫查Y轴与水平面的角度可调的连接方式，所述扫查Y轴上设有固定超声波探头的探头基座。
本实用新型的有益效果：本实用新型具有焊缝自动跟踪和摄像监控功能，并能够同时携带多只超声波探头，抗干扰能力强，通过本实用新型能够实现对大型工件焊缝的全自动检测，并能够提高工件缺陷的检出率，为工作人员提供可靠的缺陷记录，同时本实用新型还具有功能强大、适应性广、装卸方便和结实耐用等优点。
附图说明
图1为本实用新型的俯视图。
具体实施方式
参见图1，本实用新型提供了一种大型工件焊缝自动超声扫查器，包括支架1和2和安装在所述支架下方的磁轮8，所述磁轮通常为左右两组，每组包括前后两个磁轮，所述各组磁轮分别通过各自的磁轮架连接在所述支架的左右两侧，起到支撑所述支架和带动所述支架在工件上运动的作用，所述支架上还设有用于驱动所述磁轮行走的驱动马达3。
所述支架上设有通过连接架安装在其上的用于感应磁条轨迹的磁条跟踪器9，为方便所述磁条跟踪器适应在不同的工作环境空间工作，所述连接架采用角度和/或高度可以调节的活动连接结构，所述磁条跟踪器上设有能够感应磁条轨迹转向变化的磁条靴10，所述磁条靴通过可在水平面内自由转动角度的连杆与所述磁条跟踪器连接，所述磁条跟踪器内设有用于感应所述连杆角度的感应电路。所述大型工件焊缝自动超声扫查器上还设有用于根据终端控制器的控制信号控制运行方向的导向控制装置，所述导向控制装置可以通过有线或无线的方式与所述终端控制器连接。
在所述大型工件焊缝自动超声扫查器工作之前，工作人员将磁条预先铺设在工件上，所述磁条也可以采用铁条代替，起动所述大型工件焊缝自动超声扫查器，所述磁条跟踪器采集所述磁条或铁条的位置信息，所述磁条靴通过设置在其内部的角度变化器采集所述磁条或铁条的曲线变化信息，当所述磁条或铁条的方向改变时，所述磁条靴可以通过所述连杆自行随着所述磁条或铁条转动角度，所述磁条跟踪器通过所述感应电路感应并记录所述连杆的转动角度变化，即间接地接收所述磁条靴感应的所述磁条的轨迹转向信息，所述磁条跟踪器通过有线或无线的方式将所述磁条跟踪器和磁条靴采集到的信息传递给所述终端控制器或传递给所述导向控制装置，再通过所述导向控制装置传递给所述终端控制器，工作人员经所述终端控制器分析所述磁条跟踪器和磁条靴采集的信号后，制定控制信号，将生成控制信号传递给所述导向控制装置，所述导向控制装置根据控制信号控制所述支架上的驱动马达驱动所述磁轮沿工件表面做线性运动、曲线运动及自定义轨迹运动或按照指定的半径转弯及原地旋转。
所述支架上设有用于在工件上的焊缝处照明并指示所述大型工件焊缝自动超声扫查器行走路径与焊缝偏移的激光指示器11和用于采集所述激光指示器照射在工件上的激光线与工件上的焊缝处视频信号的高精度摄像头12，所述激光指示器和高精度摄像头通过各自的连接架安装在所述支架上，为方便所述激光指示器和高精度摄像头适应不同的工作环境空间，所述连接架采用可以调节角度和/或高度的活动连接结构，为方便所述激光指示器照射出的激光束与工件上的焊缝对比，所述激光指示器可以采用其照射出的激光束在工件上呈现的影像为直线形的激光指示器(使所述激光指示器照射出的激光束为逐渐向两侧扩散的平面，其在工件上呈现的影像即为直线)，所述激光指示器和所述高精度摄像头可以通过有线或无线的方式与所述终端控制器连接或间接地通过所述导向控制装置与所述终端控制器连接，工作人员通过所述终端控制器控制所述激光指示器和高精度摄像头工作，所述高精度摄像头将采集的视频信号传递给所述终端控制器，并在所述终端控制器的显示屏上显示，方便工作人员的观察及控制修正。
所述大型工件焊缝自动超声扫查器还可以采用通过所述高精度摄像头采集到的视频信号自动生成控制信号调整所述大型工件焊缝自动超声扫查器行走路线的全自动方式，无需工作人员介入，采用此种方式时，所述高精度摄像头配有智能软件，安装在所述终端控制器上，所述高精度摄像头将采集到的视频信号传递给所述终端控制器，通过智能软件的分析，为所述大型工件焊缝自动超声扫查器提供正确的行走路线，并自动生成控制信号控制所述大型工件焊缝自动超声扫查器沿该路线行走。
为方便从工件上取下所述大型工件焊缝自动超声扫查器，所述磁轮架上还设有用于将所述磁轮与工件脱离的脱离装置7，所述脱离装置包括凸轮和与所述凸轮配合的从动件，所述凸轮通过转轴连接在所述磁轮架上，所述从动件配合所述凸轮的位置弹性滑动连接在所述磁轮架上，位于所述凸轮的下方，所述凸轮上设有用于控制所述凸轮沿所述转轴旋转的控制杆，为方便操作通常将所述控制杆延伸至所述磁轮架的外侧或内侧方便工作人员手动操作的位置。由于所述磁轮吸附在工件上的力较大，在扫查工作完成需要取下所述大型工件焊缝自动超声扫查器时，通过所述脱离装置可以方便快捷的把所述大型工件焊缝自动超声扫查器从工件上取下，旋转所述控制杆，带动所述凸轮旋转，触动与之配合的所述从动件滑动并支撑在工件表面，继续转动所述控制杆，使所述从动件继续朝向工件表面方向延伸，以支撑所述磁轮脱离工件，所述磁轮与工件表面脱离后，将所述控制杆复位，所述从动件随之弹性复位。所述脱离装置还可以采用杠杆式结构的传动装置，通过杠杆带动从动件滑动支撑工件表面，使所述磁轮与工件表面脱离。
为使工作人员能够根据工作的实际情况随时停止所述大型工件焊缝自动超声扫查器工作，可以在所述导向控制装置上设置急停按钮15，通过所述急停按钮能够切断来自所述终端控制器的控制信号，快速停止运动中的所述大型工件焊缝自动超声扫查器。
同时，为了方便工作人员对所述大型工件焊缝自动超声扫查器的控制，还可以引入手控器，所述手控器可以通过无线传输的方式与所述终端控制器进行控制信号传输，从而达到工作人员离开所述终端控制器也能够控制所述大型工件焊缝自动超声扫查器工作的目的。
所述支架上还安装有扫查Y轴13，所述扫查Y轴与所述支架通过转接板16连接，所述转接板下端连接有多通道探头加载支架，所述转接板与所述扫查Y轴的连接方式采用所述扫查Y轴与水平面的角度可调的连接方式，可以在所述转接板与所述扫查Y轴之间设置旋转件，所述旋转件固定连接在所述转接板上，所述扫查Y轴转动连接在所述旋转件上，通过所述扫查Y轴在所述旋转件上的转动可以调节所述扫查Y轴与水平面的角度，还可以在所述转接板上设置若干通孔，所述扫查Y轴通过两个螺丝穿过所述通孔并通过螺母固定在所述转接板上，当需要调节所述扫查Y轴与所述水平面的角度时，将所述两个螺丝穿过适宜的通孔并通过所述螺母固定即可，还可以在所述转接板上固定连接旋转轴，所述扫查Y轴转动连接在所述旋转轴上，并可通过设置在所述转接板上的固定螺丝固定所述扫查Y轴相对于水平面的转动位置，或采用其它适宜调节所述扫查Y轴相对于水平面的转动角度的连接方式。通过对所述扫查Y轴相对于水平面的角度的调节，可以使所述大型工件焊缝自动超声扫查器在工件的某一平面上运动时，对工件的另一平面上的焊缝进行扫查。
所述扫查Y轴上设有固定超声波探头的探头基座14，所述扫查Y轴上还安装有用于驱动所述探头基座做一维线性运动的驱动马达，初始化状态时所述探头基座位于所述扫查Y轴的中心，以避免操作错误导致所述超声波探头与工件相撞或终端卡死，所述探头基座与所述超声波探头的连接方式可以采用在所述探头基座上设置卡簧的连接方式，当将所述超声波探头插入所述探头基座时，所述卡簧卡住所述超声波探头使其固定，当需要取下超声波探头时，转动或推动卡簧，即可将所述超声波探头取下，还可以采用其他适宜的机械式快速连接方式。
所述支架上还设有用于记录所述大型工件焊缝自动超声扫查器行走位移的记录仪和用于记录所述大型工件焊缝自动超声扫查器转向角度的记录仪，所述记录所述大型工件焊缝自动超声扫查器行走位移的记录仪通常设置在所述磁轮架上，所述记录所述大型工件焊缝自动超声扫查器转向角度的记录仪通常设置在所述驱动马达上，所述扫查Y轴上还设有用于记录所述超声波探头行走位移的记录仪。通过各记录仪可以精确记录相关数据，以便工作人员查询。
系统通电自检后，通过所述终端控制器发送控制信息到所述导向控制装置，所述导向控制装置控制所述大型工件焊缝自动超声扫查器按照控制信息做一维或二维运动，所述终端控制器还可以通过智能软件利用所述自动跟踪器和磁条靴采集的磁条信息生成自动跟踪控制信息，自动调整所述大型工件焊缝自动超声扫查器的运动路线完成控制过程，整个控制过程无需人员干涉，操作人员还可以通过所述终端控制器上的显示屏观察所述高精度摄像头采集到的视频信息，并对所述大型工件焊缝自动超声扫查器的工作过程做适应性调整。通过过程干预控制或自动跟踪可以提高所述大型工件焊缝自动超声扫查器的控制效果，从而达到工件焊缝的准确检测和高精度缺陷定位的目的。
Claims (10)
1、一种大型工件焊缝自动超声扫查器，包括支架和安装在所述支架下方的磁轮，其特征在于所述支架上设有用于感应磁条轨迹的磁条跟踪器。
2、如权利要求1所述的大型工件焊缝自动超声扫查器，其特征在于所述磁条跟踪器上设有能够感应磁条轨迹转向变化的磁条靴，所述磁条靴通过可在水平面内自由转动角度的连杆与所述磁条跟踪器连接，所述磁条跟踪器内设有用于感应所述连杆角度的感应电路。
3、如权利要求2所述的大型工件焊缝自动超声扫查器，其特征在于所述支架上还设有高精度摄像头以及与所述高精度摄像头配套的激光指示器。
4、如权利要求3所述的大型工件焊缝自动超声扫查器，其特征在于所述激光指示器为其照射出的激光束在工件上呈现的影像为直线形的激光指示器。
5、如权利要求4所述的大型工件焊缝自动超声扫查器，其特征在于所述磁条跟踪器、激光指示器和高精度摄像头分别通过各自的连接架安装在所述支架上，所述各连接架为可以调节角度和/或高度的活动连接架结构。
6、如权利要求3、4或5所述的大型工件焊缝自动超声扫查器，其特征在于所述磁条跟踪器、激光指示器和高精度摄像头通过有线或无线的方式与终端控制器连接。
7、如权利要求6所述的大型工件焊缝自动超声扫查器，其特征在于还设有用于根据所述终端控制器的控制信号控制运行方向的导向控制装置。
8、如权利要求7所述的大型工件焊缝自动超声扫查器，其特征在于所述磁轮为左右两组，每组包括前后两个磁轮，所述各组磁轮分别通过各自的磁轮架连接在所述支架的左右两侧。
9、如权利要求8所述的大型工件焊缝自动超声扫查器，其特征在于还设有用于将所述磁轮与工件脱离的脱离装置，所述脱离装置包括凸轮和与所述凸轮配合的从动件，所述凸轮通过转轴连接在所述磁轮架上，所述从动件配合所述凸轮的位置弹性滑动连接在所述磁轮架上，位于所述凸轮的下方，所述凸轮上设有用于控制所述凸轮沿所述转轴旋转的控制杆。
10、如权利要求9所述的大型工件焊缝自动超声扫查器，其特征在于所述支架上还安装有记录所述大型工件焊缝自动超声扫查器行走位移的记录仪、用于记录所述大型工件焊缝自动超声扫查器转向角度的记录仪以及扫查Y轴，所述扫查Y轴通过转接板与支架连接，所述转接板下端连接有多通道探头加载支架，所述转接板与所述扫查Y轴的连接方式采用所述扫查Y轴与水平面的角度可调的连接方式，所述扫查Y轴上设有固定超声波探头的探头基座。
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