CN203490199U

CN203490199U - 一种超声波检测设备

Info

Publication number: CN203490199U
Application number: CN201320651673.4U
Authority: CN
Inventors: 柴玉琨; 李书良; 唐月明; 王学权; 任俊波; 刘健; 张科; 王哲; 李宁; 任黎平; 许贵平; 贺剑峰
Original assignee: Nuclear Power Institute of China
Current assignee: Nuclear Power Institute of China
Priority date: 2013-10-22
Filing date: 2013-10-22
Publication date: 2014-03-19
Anticipated expiration: 2023-10-22

Abstract

本实用新型公开了一种超声波检测设备，包括：超声波探头；驱动超声波探头在X轴、Y轴、Z轴、A轴和B轴上移动的驱动装置。本实用新型的优点在于，将超声波探头与五轴驱动装置结合，使超声波探头能够在对准每个测量点的同时，能够调整超声波探头的姿态，从而让超声波探头发射的声束与被测物体表面的法线重合，实用于多斜率曲面工件的探伤。

Description

一种超声波检测设备

技术领域

本实用新型涉及超声波探伤领域，具体涉及一种用于超声波探伤的设备。

背景技术

多斜率曲面工件在机械加工和制造领域中较为常见，例如核反应堆中的第一壁壁板多斜率屏蔽模块。

多斜率曲面工件加工较为困难，加工过程中，容易出现内部缺陷。为了保证最终成品的质量，需要对加工好的多斜率曲面工件进行探伤。

超声波探伤是一种较为成熟的探伤方法，超声波探伤利用超声能透入金属材料的深处，并由一截面进入另一截面时，在界面边缘发生反射的特点来检查零件缺陷。

要得到准确的超声波探伤结果，需要保证入射声束与被测物体表面的法线重合。对于多斜率曲面工件，其表面状况较为复杂，如何控制超声波探头的姿态，使其发射的声束始终与被测物体表面的法线重合，是当前难以解决的问题。

现有的超声波检测设备无法实现在连续运动中，使超声波探头发射的声束始终与被测物体表面的法线重合。

实用新型内容

本实用新型的目的即在于克服现有超声波检测设备无法实现在连续运动中，使超声波探头发射的声束始终与被测物体表面的法线重合的不足，提供一种超声波检测设备。

本实用新型的目的通过以下技术方案实现：

一种超声波检测设备，包括：超声波探头；驱动超声波探头在X轴、Y轴、Z轴、A轴和B轴上移动的驱动装置。

本实用新型在于将超声波探头与五轴驱动装置结合，使超声波探头能够在对准每个测量点的同时，能够调整超声波探头的姿态，从而让超声波探头发射的声束与被测物体表面的法线重合，实用于多斜率曲面工件的探伤。

具体的，驱动装置首先驱动超声波探头在X轴和Y轴上运动，使超声波探头移动至测量点的位置；然后，驱动装置再带动超声波探头在Z轴、A轴和B轴方向上运动，在此过程中，超声波探头连接的超声波探伤仪不断检测被测物体的表面反射波幅，当表面反射波幅最大时，即超声波探头发射的声束与被测物体表面的法线重合。

进一步的，所述驱动装置包括：X轴运动模块；设置于X轴运动模块上的Y轴运动模块；设置于Y轴运动模块上的Z轴运动模块；设置于Z轴运动模块底部的B轴运动模块；与B轴运动模块连接的A轴运动模块；所述超声波探头设置于A轴运动模块上。

进一步的，所述X轴运动模块包括滚珠丝杠X、丝杠螺母X、壳体X、支撑轴承X和伺服电机X；

滚珠丝杠X通过支撑轴承X固定于壳体X中，丝杠螺母X与滚珠丝杠X连接，滚珠丝杠X与伺服电机X连接。

进一步的，所述Y轴运动模块包括滚珠丝杠Y、丝杠螺母Y、壳体Y、支撑轴承Y和伺服电机Y；

滚珠丝杠Y通过支撑轴承Y固定于壳体Y中，丝杠螺母Y与滚珠丝杠Y连接，滚珠丝杠Y与伺服电机Y连接，壳体Y与所述X轴运动模块连接。

进一步的，所述Z轴运动模块包括滚珠丝杠Z、丝杠螺母Z、壳体Z、支撑轴承Z和伺服电机Z；

滚珠丝杠Z通过支撑轴承Z固定于壳体Z中，丝杠螺母Z与滚珠丝杠Z连接，滚珠丝杠Z与伺服电机Z连接，壳体Z与所述Y轴运动模块连接。

进一步的，还包括设置于所述驱动装置下方的水槽。

设置水槽，使本实用新型能够采用水作用耦合剂。利用水作为耦合剂，水能够与被测物体充分接触，接能量高，盲区小，对提高检测精度有较大帮助。

进一步的，所述超声波探头为水浸点聚焦探头。

综上所述，本实用新型的优点和有益效果在于：

1．将超声波探头与五轴驱动装置结合，使超声波探头能够在对准每个测量点的同时，能够调整超声波探头的姿态，从而让超声波探头发射的声束与被测物体表面的法线重合，实用于多斜率曲面工件的探伤；

2．设置水槽，使本实用新型能够采用水作用耦合剂，能减小检测盲区，提高检测精度。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型的实施例，下面将对描述本实用新型实施例中所需要用到的附图作简单的说明。显而易见的，下面描述中的附图仅仅是本实用新型中记载的一些实施例，对于本领域的技术人员来讲，在不付出创造性劳动的情况下，还可以根据下面的附图，得到其它附图。

图1为本实用新型的主视图；

图2为本实用新型的左视图；

图3为本实用新型的俯视图；

图4为驱动装置的原理图；

图5为本实用新型的工作原理图；

其中，附图标记对应的零部件名称如下：

1-超声波探头，2-驱动装置，3-水槽，21- X轴运动模块，22- Y轴运动模块，23- Z轴运动模块，24- A轴运动模块，25- B轴运动模块，4-超声波探头实际位置，5-超声波探头对准位置，6-多斜率曲面工件。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本实用新型，下面将结合本实用新型实施例中的附图对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。显而易见的，下面所述的实施例仅仅是本实用新型实施例中的一部分，而不是全部。基于本实用新型记载的实施例，本领域技术人员在不付出创造性劳动的情况下得到的其它所有实施例，均在本实用新型保护的范围内。

实施例1：

在本实施例中，驱动装置可以采用如下现有的装置实现：

五轴联动机床，将超声波探头夹持在五轴联动机床的卡盘上，从而实现超声波探头在X轴、Y轴、Z轴、A轴和B轴上的运动；

五自由度机械臂，将超声波探头安装在五自由度机械臂上，从而实现超声波探头在X轴、Y轴、Z轴、A轴和B轴上的运动。

本实施例主要提供一种超声波探头与具有五自由度的驱动装置相结合的设备，以实现让超声波探头发射的声束与被测物体表面的法线重合的功能。本实施例并不意味着本实用新型中的驱动装置只能采用五轴联动机床或五自由度机械臂。

如图5所示，本实施例在工作时，超声波探头与超声波探伤仪连接。驱动装置首先驱动超声波探头在X轴和Y轴上运动，使超声波探头移动至测量点的位置，此时超声波探头的位置处于超声波探头实际位置4；然后，驱动装置再带动超声波探头在Z轴、A轴和B轴方向上运动，在此过程中，超声波探头连接的超声波探伤仪不断检测多斜率曲面工件6的表面反射波幅，当表面反射波幅最大时，即超声波探头发射的声束与多斜率曲面工件6表面的法线重合，此时超声波探头的位置处于超声波探头对准位置5。

实施例2：

本实施例在实施例1的基础上，对驱动装置进行详细说明。

由于五轴联动机床和五自由度机械臂的结构复杂，成本较高，且五轴联动机床和五自由度机械臂无法很好的适应超声波探伤的工作环境。因此，在本实施例中，提供一种结构较为简单，成本较低，且适用于多斜率曲面工件等表面尺寸较大的工件探伤的驱动装置。

如图1~图4所示，所述驱动装置2包括：X轴运动模块21；设置于X轴运动模块21上的Y轴运动模块22；设置于Y轴运动模块22上的Z轴运动模块23；设置于Z轴运动模块23底部的B轴运动模块25；与B轴运动模块25连接的A轴运动模块24；所述超声波探头1设置于A轴运动模块24上。

X轴运动模块21驱动超声波探头1在X轴方向上运动；

Y轴运动模块22驱动超声波探头1在Y轴方向上运动；

Z轴运动模块23驱动超声波探头1垂直运动；

A轴运动模块24驱动超声波探头1在A轴方向上运动，即绕X轴转动；

B轴运动模块25驱动超声波探头1在B轴方向上运动，即绕Y轴转动。

实施例3：

如图1~图4所示，本实施例在实施例2的基础上，对驱动装置2进行详细说明。

所述X轴运动模块包括滚珠丝杠X、丝杠螺母X、壳体X、支撑轴承X和伺服电机X；滚珠丝杠X通过支撑轴承X固定于壳体X中，丝杠螺母X与滚珠丝杠X连接，滚珠丝杠X与伺服电机X连接。

所述Y轴运动模块包括滚珠丝杠Y、丝杠螺母Y、壳体Y、支撑轴承Y和伺服电机Y；滚珠丝杠Y通过支撑轴承Y固定于壳体Y中，丝杠螺母Y与滚珠丝杠Y连接，滚珠丝杠Y与伺服电机Y连接，壳体Y与丝杠螺母X连接。

所述Z轴运动模块包括滚珠丝杠Z、丝杠螺母Z、壳体Z、支撑轴承Z和伺服电机Z；滚珠丝杠Z通过支撑轴承Z固定于壳体Z中，丝杠螺母Z与滚珠丝杠Z连接，滚珠丝杠Z与伺服电机Z连接，壳体Z与丝杠螺母Y连接。

伺服电机X驱动滚珠丝杠X转动，丝杠螺母X在滚珠丝杠X上作直线运动，从而带动Y轴运动模块在X轴上作直线运动。

伺服电机Y驱动滚珠丝杠Y转动，丝杠螺母Y在滚珠丝杠Y上作直线运动，从而带动Z轴运动模块在Y轴上作直线运动。

伺服电机Z驱动滚珠丝杠Z转动，丝杠螺母Z在滚珠丝杠Z上作直线运动，从而带动A轴运动模块和B轴运动模块在Z轴上作直线运动。

B轴运动模块为锥齿轮驱动结构，采用伺服电机驱动锥齿轮组，从而带动与B轴运动模块连接的A轴运动模块绕Y轴转动。

A轴运动模块为锥齿轮驱动结构，采用伺服电机驱动锥齿轮组，从而带动与A轴运动模块连接的超声波探头绕X轴转动。

实施例4：

如图1所示，本实施例在上述任意一种实施例的基础上，还包括设置于所述驱动装置下方的水槽3。

实施例5：

本实施例在实施例4的基础上，所述超声波探头为水浸点聚焦探头。

如上所述，便可较好的实现本实用新型。

Claims

1.一种超声波检测设备，其特征在于，包括：

超声波探头；

驱动超声波探头在X轴、Y轴、Z轴、A轴和B轴上移动的驱动装置。

2.根据权利要求1所述的一种超声波检测设备，其特征在于，所述驱动装置包括：

X轴运动模块；

设置于X轴运动模块上的Y轴运动模块；

设置于Y轴运动模块上的Z轴运动模块；

设置于Z轴运动模块底部的B轴运动模块；

与B轴运动模块连接的A轴运动模块；

所述超声波探头设置于A轴运动模块上。

3.根据权利要求2所述的一种超声波检测设备，其特征在于：

所述X轴运动模块包括滚珠丝杠X、丝杠螺母X、壳体X、支撑轴承X和伺服电机X；

4.根据权利要求2所述的一种超声波检测设备，其特征在于：

所述Y轴运动模块包括滚珠丝杠Y、丝杠螺母Y、壳体Y、支撑轴承Y和伺服电机Y；

5.根据权利要求2所述的一种超声波检测设备，其特征在于：

所述Z轴运动模块包括滚珠丝杠Z、丝杠螺母Z、壳体Z、支撑轴承Z和伺服电机Z；

6.根据权利要求2~5中任意一项所述的一种超声波检测设备，其特征在于：还包括设置于所述驱动装置下方的水槽。

7.根据权利要求6所述的一种超声波检测设备，其特征在于：所述超声波探头为水浸点聚焦探头。