CN217359727U - 一种气瓶的多功能在线检测工作站 - Google Patents

Abstract

本实用新型揭示了一种气瓶的多功能在线检测工作站，基于物流线框架组装构建，该物流线框架在两个以上工位承托装载气瓶并驱动气瓶轴向自转，通过机械臂抓取气瓶切换工位。该工作站包括检测操作柜及两个检测主体，其中第一检测主体具有接合于一侧龙骨支架上相分离且可控行走的瓶身磁探组件及其两端的瓶口封头磁探组件，第二检测主体具有接合于工作小车的探伤组件、打磨组件、硬度检测组件和硬度成像组件，且除打磨组件外的各组件的检测信号总线接入检测操作柜。应用该检测工作站，在沿用基于工作小车的检测一体机的基础上，通过对物流线框架的改造和磁探组件的集成，实现了对气瓶的多功能在线检测，提升质检效率及节省作业空间的幅度。

Description

一种气瓶的多功能在线检测工作站

技术领域

本实用新型涉及一种金属制品质检设备，尤其涉及一种针对φ400mm~φ700mm及以上大口径钢制品在有限空间场景内实现多项指标在线检测的一体机，属于机电应用领域。

背景技术

随着材料工程和工业化的发展，越来越多的气体被得以能源化开发应用。尤其日渐追求环保效益的新能源动力供应，为了延长单位体积下储存气体释放能量的可持续性，需要采用高倍压缩的存储方式实施充气。基于该需求，对气瓶、埋地钢管等相关钢质品的性能要求也越来越严格，在相应的领域都有各自严格的检测规范。

为了追求更高品质的成品率，大口径钢制品的生产制造工艺得以被细节性优化。从金属原料的提纯、配比、熔炼、成型钢锭、穿孔、轧制、热扩到多次冷拔的各个工艺环节，都被广泛记载于现有公开的各种技术资料和专利文献之中。虽然无论工艺优化、改进能提高成品的性能优良率，但依旧无法避免因生产环境或其它因素造成的气瓶壁厚分布失衡、存在暗伤裂纹等隐患。如不经过严格规范的性能品质检测，投入工业应用后无法满足额定的充气压力强度。而额定充气压力是以理想性能或十分接近理想性能的气瓶实验或理论推导得出的，当钢质气瓶存在暗伤且被强制充气达到额定强度后，其内储存的气体面向气瓶内腔壁面的压强是均匀分布的，除暗伤所在点外的内腔壁面自然有效抵抗膨胀变形的压力，但暗伤所在的内腔壁面的抗膨胀变形能力则低于周边内腔壁面的平均水平，易造成压力聚焦而可能引发瓶身爆破。

现有对于金属承压的大口径钢制气瓶及钢管要求进行无损检测与硬度检测以判定制品是否合格，而磁探及超声波检测是常用的无损检测方法之一，但赖以实现无损探伤的设备组件却迥然不同；而无损及硬度两方面的检测方法均涉及采用手动或自动的实现方式，但两方面检测通常单独开展，分场地、分设检测设备开展，设备占用场地较大，采购成本高，投入人力也比较多。而且对于质量动辄成吨计的气瓶成品，在不同检测设备间的流转也是需要消耗较高能耗的。

发明内容

本实用新型的目的旨在提出一种气瓶的多功能在线检测工作站，解决将多指标检测集成的问题。

本实用新型实现上述目的的技术解决方案是，一种气瓶的多功能在线检测工作站，基于自带抓取式机械臂的物流线框架及其中的工作小车组装构建，其特征在于包括：

检测操作柜，与气瓶运转、气瓶瓶口磁粉检测、超声波探伤、硬度检测的各动力子系统总线相连，并与各动力子系统交互驱动信号和检测结果信号；

物流线框架，在两个以上工位承托装载气瓶并具有驱动气瓶轴向自转的第一动力子系统，通过机械臂抓取气瓶切换工位；

工作小车，主体基于物流线框架装接并集成有驱动自身沿气瓶长度方向线性移动的第二动力子系统；主体顶部成型有悬臂，且所述悬臂受驱于自身所集成的第三动力子系统升降、高度可调；

第一检测主体，具有接合于一侧龙骨支架上相分离且可控行走的瓶身磁探组件及其两端的瓶口封头磁探组件，且全部磁探组件的检测信号总线接入检测操作柜；

第二检测主体，具有接合于悬臂的载板及载板上并排装接的探伤组件、打磨组件、硬度检测组件和硬度成像组件，且除打磨组件外的各组件的检测信号总线接入检测操作柜。

上述气瓶的多功能在线检测工作站，进一步地，所述检测操作柜设有基于工控PC集成相连的操作台和两个以上的显示屏，其中一个显示屏接收工控PC的信号显示对机械臂及各动力子系统输出的控制状态；另一个显示屏接收并显示磁探、超声波探伤及硬度检测相关的结果。

上述气瓶的多功能在线检测工作站，进一步地，所述物流线框架在一侧工位的龙骨支架上分布设有带自转托轮、用于承托装载气瓶的升降架；且对应设有承载各磁探组件沿气瓶长度方向行走的地轨及第四动力子系统，各磁探组件的内腔完全套接所述龙骨支架及升降架。

上述气瓶的多功能在线检测工作站，进一步地，所述物流线框架在一侧工位的龙骨支架表面沿气瓶长度方向设有两排均匀分布的托轮，且其中一排托轮中穿接设有与第一动力子系统相连接的传动轴。

上述第二检测主体中，所述探伤组件包括探伤伺服电机及其端部相接的探伤探头、测厚探头，其中探伤探头通过水管外接水箱，所述水箱集成装接于物流线框架之中并通过阀门对接给排水管件。所述打磨组件包括打磨气缸及其端部一体相接的打磨头，且打磨组件在打磨头旁设有吹扫喷头。所述硬度检测组件包括硬度检测伺服电机及其端部相接的压力传感器；所述硬度成像组件包括硬度成像伺服电机及其端部相接的压痕图像采集器。

应用本实用新型的工作站方案，具备实质性特点和进步性：该方案在沿用基于工作小车的检测一体机的基础上，通过对物流线框架的改造和磁探组件的集成，实现了对气瓶的多功能在线检测，提升质检效率及节省作业空间的幅度。

附图说明

图1是本实用新型气瓶的多功能在线检测工作站优选实施例的总装结构示意图。

具体实施方式

以下便结合实施例附图，对本实用新型的具体实施方式作进一步的详述，以使本实用新型技术方案更易于理解、掌握，从而对本实用新型的保护范围做出更为清晰的界定。

本实用新型设计者针对现有技术在大型钢制密闭容器及相似制品气密性及耐压强度在线检测的诸多不足，创新提出了一种气瓶的多功能在线检测工作站，广泛适用于钢制品生产应用领域。该在线检测工作站能实现金属承压大口径钢质气瓶及钢管等类似制品的在线自动检测，将现有需要在不同空间下、由不同作业人员并利用各类体积差异较大设备实施的多道工序融合为一，从空间、能耗、时间、人力成本全方面效益显著。

如图1所示从技术概述来看，该气瓶的多功能在线检测工作站，基于自带抓取式机械臂的物流线框架1及其中的工作小车2组装构建而成。当然，其中物流线框架1成型由两个以上的工位，各工位基于龙骨支架承托装载气瓶9并具有驱动气瓶9轴向自转的第一动力子系统，输出转速3-30r/分钟。当检测作业开始后，可通过机械臂（与龙门吊装相类似、未图示）抓取气瓶切换工位。而工作小车2则主体基于物流线框架1装接并集成有驱动自身沿气瓶9长度方向线性移动的第二动力子系统行走行程13-15m，最大速度可到10m/分钟；主体顶部成型有悬臂，且悬臂受驱于自身所集成的第三动力子系统可受控升降、高度可调，调节行程不小于500mm。当然，该工作站还包括可设于独立空间内的检测操作柜3，其与气瓶运转、气瓶瓶口磁粉检测、超声波探伤、硬度检测的各动力子系统总线相连，并与各动力子系统交互驱动信号和检测结果信号，以便检测作业人员操作实施运行。而赖以实现多功能在线监测，该工作站基于上述载体及可移动设备，设有分别位于两个工位的检测主体。具体地，第一检测主体4具有接合于一侧龙骨支架上相分离且可控行走的瓶身磁探组件41及其两端的瓶口封头磁探组件42、43，且全部磁探组件的检测信号总线接入检测操作柜3；另外第二检测主体具有接合于悬臂的载板及载板上并排装接的探伤组件5、打磨组件6、硬度检测组件7和硬度成像组件8，且除打磨组件外的各组件的检测信号总线接入检测操作柜3。

需要说明的是，以上通过工作小车一体集成超声波探伤检测及硬度检测为已有的基础方案。然而，本工作站进一步优化并拓展多功能检测功能。

从更进一步细化特征来看，该检测操作柜3设有基于工控PC集成相连的操作台和两个以上的显示屏，其中至少一个显示屏接收工控PC的信号显示对机械臂及各动力子系统输出的控制状态；而另外多个显示屏则接收并对应显示磁探、超声波探伤及硬度检测相关的结果。检测人员通过操作台输入各动力子系统及各检测组件的驱动信号，可以实现从磁探、超声波探伤到硬度检测的多功能、全方位检测。

从图1所示还可见，上述物流线框架1在一侧工位的龙骨支架11上分布设有带自转托轮、用于承托装载气瓶的升降架111；且对应设有承载各磁探组件沿气瓶长度方向行走的地轨及第四动力子系统，各磁探组件的内腔完全套接龙骨支架及升降架。结合图示实施例，上述一个瓶口封头磁探组件43可预设固定，而另两个磁探组件可受控滑动远离，以便于机械臂吊取待测气瓶落位于升降架。当待测气瓶一端与瓶口封头磁探组件43完成定位后，即可驱动另一个瓶口封头磁探组件42和瓶身磁探组件41滑动、与待测气瓶的待检点位相对应。另一方面，上述物流线框架1在一侧工位的龙骨支架12表面沿气瓶长度方向设有两排均匀分布的托轮121，且其中一排托轮中穿接设有与第一动力子系统相连接的传动轴。该排托轮作为主动轮（另一排即为从动轮），以使承载其上的气瓶得以转动，且转速可调，以满足各项检测所需。

再者，上述第二检测主体中，探伤组件5包括探伤伺服电机及其端部相接的探伤探头、测厚探头，其中探伤探头通过水管外接水箱，而水箱集成装接于物流线框架之中并通过阀门对接给排水管件。打磨组件6包括打磨气缸及其端部一体相接的打磨头，且打磨组件在打磨头旁设有吹扫喷头。7硬度检测组件包括硬度检测伺服电机及其端部相接的压力传感器。而硬度成像组件8则包括硬度成像伺服电机及其端部相接的压痕图像采集器。该一体机检测部分的技术特征已详述于在先申请（申请号：2021108687854），故省略详述。

综上关于本实用新型在线超声波探伤与硬度一体机方案介绍及实施例详述可见，本方案具备实质性特点和进步性：该工作站方案在沿用基于工作小车的检测一体机的基础上，通过对物流线框架的改造和磁探组件的集成，实现了对气瓶的多功能在线检测，提升质检效率及节省作业空间的幅度。

除上述实施例外，本实用新型还可以有其它实施方式，并不限于现有尺寸及对应产品规格形状和用途等，广泛适用于需要进行超声波探伤和硬度检测的各类产品，故凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本实用新型所要求保护的范围之内。

Claims (7)

1.一种气瓶的多功能在线检测工作站，基于自带抓取式机械臂的物流线框架及其中的工作小车组装构建，其特征在于包括：

检测操作柜，与气瓶运转、气瓶瓶口磁粉检测、超声波探伤、硬度检测的各动力子系统总线相连，并与各动力子系统交互驱动信号和检测结果信号；

物流线框架，在两个以上工位承托装载气瓶并具有驱动气瓶轴向自转的第一动力子系统，通过机械臂抓取气瓶切换工位；

工作小车，主体基于物流线框架装接并集成有驱动自身沿气瓶长度方向线性移动的第二动力子系统；主体顶部成型有悬臂，且所述悬臂受驱于自身所集成的第三动力子系统升降、高度可调；

第一检测主体，具有接合于一侧龙骨支架上相分离且可控行走的瓶身磁探组件及其两端的瓶口封头磁探组件，且全部磁探组件的检测信号总线接入检测操作柜；

第二检测主体，具有接合于悬臂的载板及载板上并排装接的探伤组件、打磨组件、硬度检测组件和硬度成像组件，且除打磨组件外的各组件的检测信号总线接入检测操作柜。

2.根据权利要求1所述气瓶的多功能在线检测工作站，其特征在于：所述检测操作柜设有基于工控PC集成相连的操作台和两个以上的显示屏，其中一个显示屏接收工控PC的信号显示对机械臂及各动力子系统输出的控制状态；另一个显示屏接收并显示磁探、超声波探伤及硬度检测相关的结果。

3.根据权利要求1所述气瓶的多功能在线检测工作站，其特征在于：所述物流线框架在一侧工位的龙骨支架上分布设有带自转托轮、用于承托装载气瓶的升降架；且对应设有承载各磁探组件沿气瓶长度方向行走的地轨及第四动力子系统，各磁探组件的内腔完全套接所述龙骨支架及升降架。

4.根据权利要求1所述气瓶的多功能在线检测工作站，其特征在于：所述物流线框架在一侧工位的龙骨支架表面沿气瓶长度方向设有两排均匀分布的托轮，且其中一排托轮中穿接设有与第一动力子系统相连接的传动轴。

5.根据权利要求1所述气瓶的多功能在线检测工作站，其特征在于：第二检测主体中，所述探伤组件包括探伤伺服电机及其端部相接的探伤探头、测厚探头，其中探伤探头通过水管外接水箱，所述水箱集成装接于物流线框架之中并通过阀门对接给排水管件。

6.根据权利要求1所述气瓶的多功能在线检测工作站，其特征在于：第二检测主体中，所述打磨组件包括打磨气缸及其端部一体相接的打磨头，且打磨组件在打磨头旁设有吹扫喷头。

7.根据权利要求1所述气瓶的多功能在线检测工作站，其特征在于：第二检测主体中，所述硬度检测组件包括硬度检测伺服电机及其端部相接的压力传感器；所述硬度成像组件包括硬度成像伺服电机及其端部相接的压痕图像采集器。

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