CN220305227U - 一种管道外壁面焊缝机械臂智能检测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种管道外壁面焊缝机械臂智能检测系统，涉及管道焊缝检测技术领域，包括：用于放置待检管道，并带动待检管道进行转动的滚动架；位于待检管道外侧，并对待检管道外壁面的环形焊缝进行检测，且其检测端具有多自由度的焊缝检测装置；位于待检管道端部，对焊缝检测装置检测的待检管道上的焊缝检测点进行定位的定位装置。本实用新型提供的道外壁面环形焊缝检测系统，滚动架带动待检管道进行转动，焊缝检测装置位于待检管道外侧，对转动的焊缝进行检测，通过不断转动待检管道，焊缝检测装置依次进行检测，以完成对整个外壁面环形焊缝的检测，确保焊接产品安全可靠的运行。

Description

一种管道外壁面焊缝机械臂智能检测系统

技术领域

本实用新型涉及管道焊缝检测技术领域，更具体地说涉及一种管道外壁面焊缝机械臂智能检测系统。

背景技术

焊缝是利用焊接热源的高温，将焊条和接缝处的金属熔化连接而成的缝，焊缝金属冷却后，即将两个焊件连接成整体。管道焊缝多为环形焊缝，其将两端连接的管道通过焊接连接成一体以不断延长管道。除了对焊接技术和焊接工艺的要求以外，焊接质量检测也是焊接结构质量管理的重要一环，通过对焊接质量进行检测，以确保焊接产品安全可靠的运行。现常见的焊接质量检测方式包括超声检测和磁粉探伤等。

现有技术中，公开号为CN211978894U的专利，公开了一种管道环焊缝无损检测装置，其包括焊缝检测设备，还包括支撑架，所述支撑架上转动连接有用于穿设管道的套管，所述焊缝检测设备设置在所述支撑架的一侧，且所述焊缝检测设备的检测端朝向管道外侧壁，所述套管内周向设置若干用于夹持管道的夹持部件，所述套管的外管壁固定套设齿轮一，所述支撑架上固定有旋转电机，所述旋转电机的输出端同轴心固定有齿轮二，且所述齿轮一和所述齿轮二相啮合。本实用新型具有代替人力自动转动管道进行管道环焊缝检测，提高管道环焊缝检测效率的效果。

上述专利提供的检测装置，焊缝检测设备只有当待检管道的焊缝转至底端时， 焊缝检测设备才能对焊缝进行检测，在检测时焊缝检测设备不能自行调整检测位置，检测效率低。同时，其没有对管道的转动进行定位的装置，无法得知管道转动到何处，是对管道上环形焊缝的哪个坐标位置进行检测，因而无法得知准确的检测位置。

实用新型内容

为了克服上述现有技术中存在的缺陷，本实用新型的目的是提供一种管道外壁面焊缝机械臂智能检测系统，以解决上述检测效率低、无法得知准确的检测位置等问题。

为了实现以上目的，本实用新型采用的技术方案：

一种管道外壁面焊缝机械臂智能检测系统，包括：

用于放置待检管道，并带动待检管道进行转动的滚动架；

位于待检管道外侧，并对待检管道外壁面的环形焊缝进行检测，且其检测端具有多自由度的焊缝检测装置；

位于待检管道端部，对焊缝检测装置检测的待检管道上的焊缝检测点进行定位的定位装置。

进一步的是，所述滚动架包括底端的底座和底座上的两个滚动轮，两个滚动轮之间的区域形成待检管道放置区域。

进一步的是，所述滚动架在沿待检管道的长度方向设置有两个，待检管道的环形焊缝和焊缝检测装置均位于两个滚动架之间。

进一步的是，所述焊缝检测装置包括移动平台、机械臂和检测机构；所述机械臂安装在所述移动平台上，所述检测机构安装在所述机械臂的执行端。

进一步的是，所述移动平台包括工装车底盘、麦克纳姆轮和液压支脚；所述麦克纳姆轮和液压支脚均设置有若干，且均安装在所述工装车底盘上。

进一步的是，所述机械臂为六自由度机械臂，且设置有两个。

进一步的是，所述机械臂的执行端还安装有柔性伸缩模块，所述柔性伸缩模块与所述检测机构连接。

进一步的是，所述检测机构为超声检测机构。

进一步的是，所述检测机构为磁粉探伤检测机构。

进一步的是，所述定位装置包括位于待检管道端部的码盘定位机构和零点校准机构。

本实用新型的有益效果：

本实用新型提供的管道外壁面焊缝机械臂智能检测系统，滚动架带动待检管道进行转动，焊缝检测装置位于待检管道外侧，对转动的焊缝进行检测，通过不断转动待检管道，焊缝检测装置依次进行检测，以完成对整个外壁面环形焊缝的检测，确保焊接产品安全可靠的运行。

本实用新型提供的管道外壁面焊缝机械臂智能检测系统，焊缝检测装置的检测端设置有多自由度，检测端可自行进行移动、转动，自行调整最佳的检测位置，对外壁面环形焊缝进行检测，以提高检测效率和准确度；定位装置对焊缝检测装置检测的待检管道上的焊缝检测点进行定位，以准确得知检测的位置信息。

附图说明

图1为本实用新型的示意图；

图2为本实用新型焊缝检测装置的检测机构为超声检测时的示意图；

图3为本实用新型焊缝检测装置的检测机构为磁粉探伤时的示意图；

图4为本实用新型检测机构为超声检测时的示意图；

图5为本实用新型检测机构为磁粉探伤时的示意图；

附图标记：

1、滚动架；11、底座；12、滚动轮；2、焊缝检测装置；21、移动平台；211、工装车底盘；212、麦克纳姆轮；213、液压支脚；22、机械臂；23、检测机构；24、柔性伸缩模块；3、定位装置；4、待检管道。

具体实施方式

以下将结合实施例和附图对本实用新型的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整的描述，以充分地理解本实用新型的目的、特征和效果。

实施例1

一种管道外壁面焊缝机械臂智能检测系统，如图1-5所示，包括：

用于放置待检管道4，并带动待检管道4进行转动的滚动架1；

位于待检管道4外侧，并对待检管道4外壁面的环形焊缝进行检测，且其检测端具有多自由度的焊缝检测装置2；

位于待检管道4端部，对焊缝检测装置2检测的待检管道4上的焊缝检测点进行定位的定位装置3。

还包括控制装置，控制装置分别与滚动架1、焊缝检测装置2和定位装置3连接，控制检测系统的运行。

本实施例中，滚动架1用于带动待检管道4进行转动，焊缝检测装置2用于对待检管道4外壁面的焊缝进行检测；定位装置3用于对焊缝检测装置检测的待检管道4上的焊缝检测点进行定位；控制装置用于控制检测系统的运行，其可选用工控机+PLC的方式，对检测系统进行控制。

实施例2

本实施例在实施例1的基础上作进一步的改进，如图1所示，滚动架1包括底端的底座11和底座11上的两个滚动轮12，两个滚动轮12之间的区域形成待检管道放置区域。

本实施例中，滚动架1在沿待检管道4的长度方向设置有两个，待检管道4放置在两个待检管道放置区域上，通过滚动轮12带动待检管道4进行转动。滚动轮12可连接有动力机构，如电机，带动滚动轮12滚动，进而带动待检管道4进行转动。待检管道4的环形焊缝和焊缝检测装置2均位于两个滚动架1之间，方便焊缝检测装置2对待检管道4的环形焊缝进行检测。

实施例3

本实施例在实施例2的基础上作进一步的改进，如图2和3所示，焊缝检测装置2包括移动平台21、机械臂22和检测机构23；机械臂22安装在移动平台21上，检测机构23安装在机械臂22的执行端。通过移动平台21的移动功能，带动焊缝检测装置2移动，将其移动到需要检测的位置。机械臂22具有多自由度，可带动其执行端的检测机构23调整检测位置，对外壁面环形焊缝进行检测，以提高检测效率和准确度。

移动平台21包括工装车底盘211、麦克纳姆轮212和液压支脚213；麦克纳姆轮212和液压支脚213均设置有四个，且均安装在工装车底盘211上。工装车底盘211为焊缝检测装置2的支撑平台，其内设置有动力机构带动麦克纳姆轮212运动，对焊缝检测装置2进行移动。采用麦克纳姆轮212进行移动，可以更灵活方便的实现全方位移动功能。液压支脚213用于在工装车底盘211移动到位后伸出，将麦克纳姆轮212抬起，利用液压支脚213支撑工装车底盘211，以提供较稳定的工装车底盘211，供机械臂22精准地进行运动，带动其上的检测机构23对焊缝进行检测。

机械臂22为六自由度机械臂，其可在沿x、y、z三个直角坐标轴方向移动，并可绕这三个坐标轴转动，运动灵活。机械臂22设置有两个，也即检测机构23也设置有两个，通过两个检测机构23协调配合，以提高检测效率。

机械臂22的执行端还安装有柔性伸缩模块24，柔性伸缩模块24与检测机构23连接。柔性伸缩模块24可为弹性材料制成的柔性伸缩结构，如弹簧等。柔性伸缩模块24具备浮动弹性自由度，使检测机构23与检测壁面柔性接触，并产生适合的压紧力，通过该柔性化设计保证检测机构23不与待检管道4上的凸起产生硬性碰撞，损坏检测机构23。

实施例4

本实施例在实施例3的基础上作进一步的改进，如图2和4所示，检测机构23为超声检测机构，利用超声技术对管道外壁面的环形焊缝进行检测，超声检测机构可为现有常规的超声探头。

实施例5

本实施例在实施例3的基础上作进一步的改进，如图3和5所示，检测机构23为磁粉探伤检测机构，利用磁粉探伤技术对管道外壁面的环形焊缝进行检测，磁粉探伤检测机构可为现有常规的磁悬液喷管、磁探头等结构。

实施例6

本实施例在实施例3的基础上作进一步的改进，如图1所示，定位装置3包括位于待检管道4端部的码盘定位机构和零点校准机构。

本实施例中，焊缝检测装置2检测的待检管道4上的焊缝检测点的坐标位置需要在周向上准确定位。在待检管道4端部设置码盘定位机构（图中未画），实时反馈检测的周向运动情况及所含坐标信息。

在焊缝检测装置2的检测过程中，待检管道4连续旋转。若仅根据定位计步码盘直径与转子检测面直径的估值关系进行检测位置记录，会产生明显的累计误差。若不对转子旋转进行周期性零点记录校正，所还原的扫查信息将出现失真。

因此另设置零点校准机构，在转子上合适位置进行标记，使用视觉或霍尔传感设备在转子每旋转一周时通过感知标记对检测结果的记录坐标系进行零点校准，以辅助计步码盘对检测结果的周向坐标完成精确记录。

为了更好的理解本实用新型，下面对本实用新型的工作原理作一次完整的描述：

在使用时，如图1所示，图1中待检管道4中间的曲线表示环形焊缝。将待检管道4放置在两个滚动架1的待检管道放置区域上，并安装定位装置3。再利用麦克纳姆轮212将焊缝检测装置2移动到待检管道4外壁面环形焊缝下方。焊缝检测装置2移动到位后，将液压支脚213伸出，抬起麦克纳姆轮212。

在检测时，滚动架1带动待检管道4进行转动，机械臂22带动检测机构23运动，将检测机构23运动到待检管道4的环形焊缝处，对焊缝进行检测。通过不断转动待检管道4，检测机构23依次进行检测，以完成对整个外壁面环形焊缝的检测。

以上对本实用新型的实施方式进行了具体说明，但本实用新型并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型精神的前提下还可作出种种等同变型或替换，这些等同或替换均包含在本实用新型权利要求所限定的范围内。

Claims (10)

1.一种管道外壁面焊缝机械臂智能检测系统，其特征在于，包括：

用于放置待检管道（4），并带动待检管道（4）进行转动的滚动架（1）；

位于待检管道（4）外侧，并对待检管道（4）外壁面的环形焊缝进行检测，且其检测端具有多自由度的焊缝检测装置（2）；

位于待检管道（4）端部，对焊缝检测装置（2）检测的待检管道（4）上的焊缝检测点进行定位的定位装置（3）。

2.如权利要求1所述的检测系统，其特征在于，所述滚动架（1）包括底端的底座（11）和底座（11）上的两个滚动轮（12），两个滚动轮（12）之间的区域形成待检管道放置区域。

3.如权利要求2所述的检测系统，其特征在于，所述滚动架（1）在沿待检管道（4）的长度方向设置有两个，待检管道（4）的环形焊缝和焊缝检测装置（2）均位于两个滚动架（1）之间。

4.如权利要求1所述的检测系统，其特征在于，所述焊缝检测装置（2）包括移动平台（21）、机械臂（22）和检测机构（23）；所述机械臂（22）安装在所述移动平台（21）上，所述检测机构（23）安装在所述机械臂（22）的执行端。

5.如权利要求4所述的检测系统，其特征在于，所述移动平台（21）包括工装车底盘（211）、麦克纳姆轮（212）和液压支脚（213）；所述麦克纳姆轮（212）和液压支脚（213）均设置有若干，且均安装在所述工装车底盘（211）上。

6.如权利要求4所述的检测系统，其特征在于，所述机械臂（22）为六自由度机械臂，且设置有两个。

7.如权利要求4所述的检测系统，其特征在于，所述机械臂（22）的执行端还安装有柔性伸缩模块（24），所述柔性伸缩模块（24）与所述检测机构（23）连接。

8.如权利要求4所述的检测系统，其特征在于，所述检测机构（23）为超声检测机构。

9.如权利要求4所述的检测系统，其特征在于，所述检测机构（23）为磁粉探伤检测机构。

10.如权利要求1所述的检测系统，其特征在于，所述定位装置（3）包括位于待检管道（4）端部的码盘定位机构和零点校准机构。