CN209622354U - 一种涡流探伤机床及其测头切换对位工装 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种测头切换对位工装，包括：具有多种测头、用以对工件的表面进行涡流探伤的测头组件；与所述测头组件相连、用以驱动所述测头组件旋转以切换另一种用以对准工件表面的所述测头的切换电机；用以供所述测头组件沿水平方向运动的横向桁架；用以供所述测头组件沿垂直方向运动的垂向桁架。上述测头切换对位工装具有多种测头，测头切换快速便捷，解决了工件检测效率低下的问题。此外，本实用新型还公开了一种包括上述测头切换对位工装的涡流探伤机床。

Description

一种涡流探伤机床及其测头切换对位工装

技术领域

本实用新型涉及涡流探伤技术领域，特别是涉及一种测头切换对位工装。此外，本实用新型还涉及一种包括上述测头切换对位工装的涡流探伤机床。

背景技术

在对工件进行涡流探伤检测的过程中，由于每种工件都具有特殊的形状构造，因此，对每种工件的表面进行涡流探伤需要用到不同形式的探头。比如，在对工件外表面的平坦处进行检测时，需要用探测端呈平面形的平面测头；在对工件的内表面或者轴肩处进行检测时，需要用探测端呈弯折形的弯折测头；在对工件表面的转折处进行检测时，需要用探测端呈半圆形的半圆测头；只有针对不同类型的表面采用不同种类的测头才能够精准地测出工件的表面是否具有裂纹、暗缝等缺陷。

目前，涡流探伤机构仅针对某一种工件的表面类型设置一种测头，比如一种涡流探伤机构仅设置平面测头，以检测工件外表面上全部位于平坦处的测点，另一种涡流探伤机构仅设置半圆测头，以检测工件表面上全部位于转折处的测点，等等。若需要完整地检测工件的表面是否具有缺陷，通常需要经过三种分别设置有平面测头、弯折测头以及半圆测头的涡流探伤机构。如此一来，在每一个涡流探伤工位中设置至少三种涡流探伤机构会增加占用空间和制造成本，并且将工件依次装配于三种涡流探伤机构需要额外耗费时间，降低了工件检测的效率。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种测头切换对位工装，该测头切换对位工装具有多种测头，测头切换快速便捷，解决了工件检测效率低下的问题。本实用新型的另一目的是提供一种包括上述测头切换对位工装的涡流探伤机床。

为实现上述目的，本实用新型提供一种测头切换对位工装，包括：具有多种测头、用以对工件的表面进行涡流探伤的测头组件；与所述测头组件相连、用以驱动所述测头组件旋转以切换另一种用以对准工件表面的所述测头的切换电机；用以供所述测头组件沿水平方向运动的横向桁架；用以供所述测头组件沿垂直方向运动的垂向桁架。

优选地，所述测头组件包括：与所述切换电机相连的旋转支架；用以设于所述旋转支架的平面测头；用以设于所述旋转支架的弯折测头；用以设于所述旋转支架的半圆测头。

优选地，所述横向桁架包括：横向支撑板；用以沿水平方向设置的横向丝杠；固定于所述横向支撑板并与所述横向丝杠相连、用以驱动所述横向丝杠旋转的第一电机；与所述横向丝杠相连、用以沿所述横向丝杠运动的横向丝母座；其中，所述测头组件与所述横向丝母座相连。

优选地，所述横向桁架还包括：设于所述横向支撑板并沿平行于所述横向丝杠的方向延伸的横向轨道；与所述横向丝母座相连、用以沿所述横向轨道运动的横向滑板。

优选地，所述垂向桁架包括：垂向支撑板；用以沿垂直方向设置的垂向丝杠；固定于所述垂向支撑板并与所述垂向丝杠相连、用以驱动所述垂向丝杠旋转的第二电机；与所述垂向丝杠相连并与所述横向桁架相连、用以沿所述垂向丝杠运动的垂向丝母座。

优选地，所述垂向桁架还包括：设于所述垂向支撑板并沿平行于所述垂向丝杠的方向延伸的垂向轨道；与所述垂向丝母座相连、用以沿所述垂向轨道运动的垂向滑板；其中，所述垂向丝母座通过所述垂向滑板与所述横向桁架相连。

优选地，所述横向滑板和所述垂向滑板之间设有连接座。

优选地，还包括：用以对所述测头组件的多种所述测头进行供电和信号传输的测头线束；与所述测头组件相连、用以固定所述测头线束的一端并随所述测头组件转动的主动轮；设于所述横向桁架、用以支撑所述测头线束的从动轮；设于所述主动轮和所述从动轮之间、用以套装所述测头线束的弹性伸缩节。

相对于上述背景技术，本实用新型提供的测头切换对位工装通过转换电机切换测头组件上相应类型的测头、并使该测头对准待测工件的表面以提高工件检测的效率。具体来说，在检测完工件上的一种类型表面之后，并需要对另一种类型的表面进行检测时，转换电机驱动测头组件切换至相应的测头，使当前的测头对上述另一种类型的表面进行涡流探伤检测，而无需将待测工件转移至设有该测头的另一个涡流探伤机构对上述工件另一种类型的表面进行检测，进而省去了转移工件的时间，提高了工件检测的效率。

本实用新型还提供一种涡流探伤机床，包括机床支架，还包括设于所述机床支架、如上述任一项所述的测头切换对位工装。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本实用新型所提供的一种测头切换对位工装的轴测图；

图2为图1的后视图；

图3为本实用新型所提供的一种测头组件的结构示意图；

图4为图3中的平面测头检测工件的示意图；

图5为图3中的弯折测头检测工件的示意图；

图6为图3中的半圆测头检测工件的示意图；

其中，

1-测头组件、11-平面测头、12-弯折测头、13-半圆测头、14-旋转支架、141-第一支撑杆、142-第二支撑杆、143-第三支撑杆、2-切换电机、21-减速机、3-横向桁架、31-横向支撑板、311-横向轨道、32-横向丝杠、33-第一电机、34-第一支座、35-横向丝母座、36-横向滑板、4-垂向桁架、41-垂向支撑板、411-垂向轨道、42-垂向丝杠、43-第二电机、44-第二支座、45-垂向丝母座、46-垂向滑板、5-连接座、6-测头线束、7-主动轮、8-从动轮、9-弹性伸缩节。

具体实施方式

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、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

为了使本技术领域的技术人员更好地理解本实用新型方案，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。

请参考图1至图6，图1为本实用新型所提供的一种测头切换对位工装的轴测图；图2为图1的后视图；图3为本实用新型所提供的一种测头组件的结构示意图；图4为图3中的平面测头检测工件的示意图；图5为图3中的弯折测头检测工件的示意图；图6为图3中的半圆测头检测工件的示意图。

本实用新型所提供的一种测头切换对位工装，如图1和图2所示，该测头切换对位工装包括：具有多种测头、用以对工件的表面进行涡流探伤的测头组件1；与测头组件1相连、用以驱动测头组件1旋转以切换另一种用以对准工件表面的测头的切换电机2；用以供测头组件1沿水平方向运动的横向桁架3；用以供测头组件1沿垂直方向运动的垂向桁架4。具体来说，横向桁架3和垂向桁架4驱动测头组件1到达工件所在位置的附近，使测头对准工件表面上的测点，在用一种测头对工件上一种类型的表面进行涡流探伤检测之后，并需要对另一种类型的表面进行检测时，切换电机2驱动测头组件1旋转，使相应的另一种测头对准工件，并通过横向桁架3和垂向桁架4驱动上述另一种测头对准上述另一种类型的表面，并对该表面上的测点位置进行检测。通常由切换电机2输出的转速较快，而控制切换测头所需的转速应较小一些，因此，在切换电机2和测头组件1之间设置减速机21，以减小切换电机2所输出的转速，进而便于控制测头的切换。

可以看出，本测头切换对位工装能够对待测工件上多种类型的表面进行涡流探伤检测，仅通过切换电机2自动切换不同种类的测头，方便快捷，省去了将待测工件从设有一种测头的涡流探伤机床转移至设有另一种测头的涡流探伤机床的时间，提高了工件的检测效率；整个涡流探伤工位能够减少涡流探伤机床的设置，节省了空间和成本。其中，涡流探伤工位是指用于检测工件表面上全部测点的工作区域，它包括多种涡流探伤机床，若涡流探伤机床内设置越多种类的测头，则工件的检测效率越高，涡流探伤工位便可以设置更少的涡流探伤机床，以节省占地面积和用于制造涡流探伤机床的成本。

需要说明的是，上述测头组件1可以包括平面测头11、弯折测头12以及半圆测头13这三种测头中的至少两种。举例来说，若一个涡流探伤机床内设置一个包括平面测头11和弯折测头12的测头组件，则相比于现有技术，整个涡流探伤工位便能够节省出将工件从仅设有平面测头11的涡流探伤机床转移至仅设有弯折测头12的涡流探伤机床所用的时间，并使得涡流探伤工位仅设置上述具有平面测头11和弯折头12的涡流探伤机床和仅具有半圆测头13的涡流探伤机床这两种机床，相比于现有技术中设置三种涡流探伤机床，节省出一个涡流探伤机床所占用的空间和制造成本。当然，针对某些工件上的特殊表面，测头组件1还可以包括其他种类的测头。

作为优选，如图3所示，测头组件1包括上述使用频率较多的平面测头11、弯折测头12以及半圆测头13这三种测头，和与切换电机2相连的旋转支架14。具体来说，上述旋转支架14与减速机21相连，旋转支架14用以固定平面测头11、弯折测头12以及半圆测头13这三种测头的旋转支架14；其中，旋转支架14具体分为中心具有轴孔的转盘和设于转盘外边缘、分别用以固定平面测头11、弯折测头12以及半圆测头13这三种测头的第一支撑杆141、第二支撑杆142以及第三支撑杆143。进一步优选，平面测头11垂直于第一支撑杆141设置，弯折测头12垂直于第二支撑杆142设置，半圆测头13垂直于第三支撑杆143设置，通过第一支撑杆141、第二支撑杆142和第三支撑杆143能够提高平面测头11、弯折测头12以及半圆测头13能够检测的范围，也即解决了在一种测头伸向工件表面的过程中、另一种测头会与工件抵碰而使上述测头无法对准工件表面上的测点的问题。当然，平面测头11、弯折测头12以及半圆测头13也可以呈放射形设置。其中，平面测头11检测工件的示例如图4所示，弯折测头12检测工件的示例如图5所示，半圆测头13检测工件的示例如图6所示。

作为优选，上述平面测头11与半圆测头13逆向设置，半圆测头13与弯折测头12对向设置，为了避免半圆测头13影响弯折测头12对准工件的内表面或轴肩的测点处，第二支撑杆142和第三支撑杆143之间应留有较大的空间，其设置方式可以参照图3，图3为本实用新型所提供的一种测头组件1的结构示意图，当然也不限于上述的设置方式，只要能够保证任意一种测头在对准工件表面上的测点时不受其他两种测头的影响即可。

如图1和图2所示，上述横向桁架3包括：横向支撑板31；用以沿水平方向设置的横向丝杠32；固定于横向支撑板31并与横向丝杠32相连、用以驱动横向丝杠32旋转的第一电机33；与横向丝杠32相连、用以沿横向丝杠32运动的横向丝母座35；作为优选，测头组件1与横向丝母座35相连。具体来说，第一电机33通过第一支座34固定于横向支撑板31，第一电机33驱动横向丝杠32旋转，横向丝杠32与横向丝母座35通过螺纹配合，当横向丝杠32旋转时，在螺纹的作用下横向丝母座35将沿横向丝杠32运动，使测头组件1随横向丝母座35一起沿水平方向运动。

为了保证横向丝母座35沿横向丝杠32运动的平稳性，如图2所示，横向桁架3还包括：设于横向支撑板31并沿平行于横向丝杠32的方向延伸的横向轨道311；与横向丝母座35相连、用以沿横向轨道311运动的横向滑板36。具体来说，在第一电机33驱动横向丝杠32转动时，一方面，横向丝母座35会沿横向丝杠32运动，以实现测头组件1沿水平方向的运动以调整测头组件1的水平位置，另一方面，横向丝母座35在螺纹之间摩擦力的影响下会产生随横向丝杠32一起转动的趋势，而横向滑板36与横向丝母座35相连，横向滑板36在横向轨道311的作用下能够限制横向丝母座35旋转的运动趋势，并起到对横向丝母座35支撑的作用，进而使得横向丝母座35运动平稳。

如图1和图2所示，上述垂向桁架4包括：垂向支撑板41；用以沿垂直方向设置的垂向丝杠42；固定于垂向支撑板41并与垂向丝杠42相连、用以驱动垂向丝杠42旋转的第二电机43；与垂向丝杠42相连并与横向桁架3相连、用以沿垂向丝杠42运动的垂向丝母座45。具体来说，第二电机43通过第二支座44固定于垂向支撑板41，第二电机43驱动垂向丝杠42旋转，垂向丝杠42与垂向丝母座45通过螺纹配合，当垂向丝杠42旋转时，在螺纹的作用下垂向丝母座45将沿横向丝杠32运动，使横向桁架3随垂向丝母座45一起沿垂直方向运动，进而使测头组件1能够沿垂直方向运动。

需要说明的是，在横向桁架3和垂向桁架4的共同驱动下，使测头组件1到达工件的附近，并使测头对准工件上相应的测点。作为优选，上述垂向丝母座45与横向丝母座35上的横向滑块36相连，当横向丝母座35沿水平方向运动时，垂向桁架4随横向丝母座35一起沿水平方向移动。

为了保证垂向丝母座45沿垂向丝杠42运动的平稳性，如图1所示，垂向桁架4还包括：设于垂向支撑架并沿平行于垂向丝杠42的方向延伸的垂向轨道411；与垂向丝母座45相连、用以沿垂向轨道411运动的垂向滑板46；其中，垂向丝母座45通过垂向滑板46与横向桁架3相连。具体来说，在第二电机43驱动垂向丝杠42转动时，垂向丝母座45一方面会沿垂向丝杠42运动，以实现横向桁架3整体的升降运动，进而调控测头组件1的高度位置，另一方面会产生随垂向丝杠42一起转动的趋势，而垂向滑板46与垂向丝母座45相连，垂向滑板46在垂向轨道411的作用下能够限制垂向丝母座45的旋转运动趋势，并对垂向丝母座45起到支撑的作用，进而使得垂向丝母座45运动平稳。

需要说明的是，为了实现垂向丝母座45与横向滑板36相连，如图1和图2所示，上述横向滑板36和垂向滑板46之间设有连接座5，以通过横向滑板36、连接座5以及垂向滑板46来实现垂向丝母座45与横向滑板36的连接，也即通过连接座5将横向桁架3与垂向桁架4的连接起来，使横向桁架3能够驱动测头组件1和垂向桁架4沿水平方向运动，使垂向桁架4能够驱动测头组件1和横向桁架3沿垂直方向运动。

还需要说明的是，上述横向桁架3和垂向桁架4通过丝杠和丝母座配合的方式控制侧头组件1的移动仅是本方案其中的一个优选例，上述用以驱动测头组件1移动的横向桁架3和垂向桁架4还可以利用气缸或液压缸来实现。

可以想到的是，在涡流探伤检测时需要对测头组件1中的多种测头进行供电和信号传输，若线缆(即供电线缆和信号传输线缆)较短，则会限制横向桁架3或垂向桁架4的行程，可能会使测头组件1无法到达待测工件上的某些测点；若线缆(即供电线缆和信号传输线缆)过长，则线缆可能会下垂，并落在待测工件上，由于在检测过程中待测工件保持旋转状态，则可能会使线缆被卷走。因此，为了尽可能地减小线缆的下垂程度，供电线缆和信号传输线缆应设在横向桁架3上。

此外，在测头组件1切换测头时，线缆与测头组件1连接的那一端将随测头组件1一起转动，可以理解的是，此时的线缆受到拉力而运动，也即为了保持与测头的相对位置不变而受到测头组件1的拉力并随其旋转，这样会使线缆与测头组件1的连接不牢靠，并容易松脱。

出于对上述情况的考虑，如图1所示，本测头切换对位工装还包括：用以对测头组件1的多种测头进行供电和信号传输的测头线束6；与测头组件1相连、用以固定测头线束6的一端并随测头组件1转动的主动轮7；设于横向桁架3、用以支撑测头线束6的从动轮8；设于主动轮7和从动轮8之间、用以套装测头线束6的弹性伸缩节9。具体来说，测头线束6包括供电线缆和信号传输线缆，测头线束6通过从动轮8被分成两段，位于主动轮7和从动轮8之间的测头线束6被弹性伸缩节9所支撑，几乎不会发生下垂，而测头线束6的另一端虽然会下垂，但是下垂的部分不可能接触到正在旋转的待测工件，因此不会出现测头线束6被卷走的情况。此外，随着横向桁架3驱动测头组件1运动，弹性伸缩节9能够进行伸缩，以保证从动轮8至主动轮7这一段的测头线束6始终被弹性伸缩节9所支撑而不会出现下垂的部分。

将上述测头线束6的一端与主动轮7相对固定，使该固定处到测头线束6与测头组件1相连的连接处之间的部分被固定，主动轮7随测头组件1同步旋转(即旋转的角速度相同)，使在切换测头的过程中，测头线束6的连接处不受拉力并与测头组件1始终保持相对静止的状态，而测头线束6的其他部分则绕主动轮7运动，解决了测头线束6容易松脱的问题。测头线束6也会随主动轮7或横向桁架3的运动而沿弹性伸缩节9运动，上述从动轮8能够随测头线束6的运动而转动，以减小测头线束6的表面受到的摩擦力，避免测头线束6的表面发生破损。

需要说明的是，上述弹性伸缩节9优选为弹簧，当然，弹性伸缩节9也可以选用软管等既能够支撑测头线束6又能够实现伸缩的伸缩件。

本实用新型所提供的一种涡流探伤机床，包括机床支架；设于机床支架、如上所述的测头切换对位工装。机床支架以及涡流探伤机床的其他部分可以参照现有技术，本文不再展开。

需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二之类的关系术语仅仅用来将一个实体与另外几个实体区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

以上对本实用新型所提供的涡流探伤机床及其测头切换对位工装进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。

Claims (9)

1.一种测头切换对位工装，其特征在于，包括：

具有多种测头、用以对工件的表面进行涡流探伤的测头组件(1)；

与所述测头组件(1)相连、用以驱动所述测头组件(1)旋转以切换另一种用以对准工件表面的所述测头的切换电机(2)；

用以供所述测头组件(1)沿水平方向运动的横向桁架(3)；

用以供所述测头组件(1)沿垂直方向运动的垂向桁架(4)。

2.根据权利要求1所述的测头切换对位工装，其特征在于，所述测头组件(1)包括：

与所述切换电机(2)相连的旋转支架(14)；

用以设于所述旋转支架(14)的平面测头(11)；

用以设于所述旋转支架(14)的弯折测头(12)；

用以设于所述旋转支架(14)的半圆测头(13)。

3.根据权利要求1所述的测头切换对位工装，其特征在于，所述横向桁架(3)包括：

横向支撑板(31)；

用以沿水平方向设置的横向丝杠(32)；

固定于所述横向支撑板(31)并与所述横向丝杠(32)相连、用以驱动所述横向丝杠(32)旋转的第一电机(33)；

与所述横向丝杠(32)相连、用以沿所述横向丝杠(32)运动的横向丝母座(35)；

其中，所述测头组件(1)与所述横向丝母座(35)相连。

4.根据权利要求3所述的测头切换对位工装，其特征在于，所述横向桁架(3)还包括：

设于所述横向支撑板(31)并沿平行于所述横向丝杠(32)的方向延伸的横向轨道(311)；

与所述横向丝母座(35)相连、用以沿所述横向轨道(311)运动的横向滑板(36)。

5.根据权利要求4所述的测头切换对位工装，其特征在于，所述垂向桁架(4)包括：

垂向支撑板(41)；

用以沿垂直方向设置的垂向丝杠(42)；

固定于所述垂向支撑板(41)并与所述垂向丝杠(42)相连、用以驱动所述垂向丝杠(42)旋转的第二电机(43)；

与所述垂向丝杠(42)相连并与所述横向桁架(3)相连、用以沿所述垂向丝杠(42)运动的垂向丝母座(45)。

6.根据权利要求5所述的测头切换对位工装，其特征在于，所述垂向桁架(4)还包括：

设于所述垂向支撑板(41)并沿平行于所述垂向丝杠(42)的方向延伸的垂向轨道(411)；

与所述垂向丝母座(45)相连、用以沿所述垂向轨道(411)运动的垂向滑板(46)；

其中，所述垂向丝母座(45)通过所述垂向滑板(46)与所述横向桁架(3)相连。

7.根据权利要求6所述的测头切换对位工装，其特征在于，所述横向滑板(36)和所述垂向滑板(46)之间设有连接座(5)。

8.根据权利要求1至7任一项所述的测头切换对位工装，其特征在于，还包括：

用以对所述测头组件(1)的多种所述测头进行供电和信号传输的测头线束(6)；

与所述测头组件(1)相连、用以固定所述测头线束(6)的一端并随所述测头组件(1)转动的主动轮(7)；

设于所述横向桁架(3)、用以支撑所述测头线束(6)的从动轮(8)；

设于所述主动轮(7)和所述从动轮(8)之间、用以套装所述测头线束(6)的弹性伸缩节(9)。

9.一种涡流探伤机床，包括机床支架，其特征在于，还包括设于所述机床支架、如权利要求1至8任一项所述的测头切换对位工装。