MXPA03007308A - Sistema de inspeccion de electrodo. - Google Patents

Abstract

Se proporciona un sistema (10) para la inspeccion ultrasonica de articulos de carbono cilindricos, tales como los electrodos del tipo utilizado en los hornos de arco electrico para fundir acero. Se proporciona una estacion (18) de inspeccion para recibir el electrodo (12) en una posicion longitudinal fija y para girar el electrodo alrededor del eje longitudinal del electrodo. Se proporcionan robots maestro y esclavo (20, 22), y cada uno de ellos lleva un par de transductores (60 62) instalados para embragar el electrodo en posiciones circunferencialmente espaciadas alrededor del electrodo. Cada par de transductores se lleva en un yugo (50). La estacion de inspeccion gira el electrodo mientras los robosts maestro y esclavo llevan cada uno su par de transductores asociados conjuntamente aproximadamente la mitad del largo del electrodo.

Description

SISTEMA DE INSPECCIÓN DE ELECTRODO CAMPO TECNICO La presente invención se refiere en general a sistemas de inspección automáticos para artículos de carbono cilindricos, especialmente electrodos de grafito.

ANTECEDENTES DE LA INVENCION La tecnología actual en la fabricación de acero a partir de materiales de acero en fragmentos reciclado es altamente dependiente del uso de hornos de arco eléctrico, en donde los fragmentos de acero y otro material se funden a través de un arco eléctrico de alta energía. Un componente crítico utilizado en un horno de arco eléctrico es una columna de electrodos de carbono grandes. Estos electrodos de carbono en general tienen forma cilindrica con conexiones de pasador y caja roscados integrales en ambos extremos. Los electrodos de carbono cilindricos típicamente tienen diámetros en la escala de 38.1 a 76.2 cm, y típicamente tienen longitudes que varían hasta de aproximadamente 3.048 metros. Los electrodos de carbono se utilizan durante el procedimiento para fabricar acero en un horno de arco eléctrico. Esencialmente, el extremo del electrodo se quema durante el procedimiento para fabricar acero. Los electrodos son colocados en el horno como una columna roscada de electrodos, y a medida que el electrodo más inferior se quema, la columna de electrodos se hace avanzar y periódicamente se agrega un nuevo segmento de electrodo al extremo superior de la columna. Además del quemado esperado en el extremo inferior del electrodo, debido a las condiciones ambientales extremas dentro del horno para fabricar acero, los electrodos algunas veces presentan una velocidad de consumo muy rápida y no deseada debido a las no conformidades físicas en el electrodo. Los ejemplos son grietas y similares, las cuales pueden ocasionar que se separen trozos del electrodo, incrementando así la velocidad de uso del electrodo y reduciendo la vida del electrodo y su efectividad. Por lo tanto, existe la necesidad de una técnica de control de calidad para proporcionar la prueba no destructiva de electrodos para identificar defectos internos, los cuales de otra manera no se pueden observar. Dichos sistemas pueden ser utilizados como un monitor en el procedimiento de fabricación para mejorar los varios parámetros del procedimiento, dando como resultado así un producto de trabajo mejorado a medida que un lote de electrodos de carbono se fabrica. Dichos sistemas de inspección también puede ser utilizado para detectar y eliminar un producto no satisfactorio antes de entregarlo al cliente, quien lo utilizará en un horno de arco eléctrico. Además, el sistema se puede utilizar para correlacionar estructuras de electrodo internas con parámetros del procedimiento de fabricación y rendimiento del producto para identificar parámetros de procedimiento superiores. Se ha utilizado un predecesor de la presente invención, el cual es un sistema mucho más rudimentario para probar el tipo justamente descrito. El sistema predecesor proporcionaba un soporte para recibir el electrodo de carbono que iba ha ser probado. El electrodo de carbono se movía sobre el soporte a través del movimiento en una dirección transversal perpendicular a la longitud del electrodo de carbono. Después se colocó un par individual de transductores de rodillo sobre los lados opuestos del electrodo a través del uso de dos mecanismos de colocación de transductor separados. Durante la operación de prueba, los transductores de rodillo cada uno se movían simultáneamente a lo largo de toda la longitud del electrodo ha ser probado. Los transductores a rodillo generaron una Imagen de exploración topográfica axial del electrodo. Los transductores de * rodillo después se desacoplaron y se removieron del electrodo de carbono, el cual fue recogido del soporte y otra vez movido en una dirección transversa! a la longitud del electrodo para removerlo del soporte de prueba. Aunque el sistema predecesor fue operable, para realizar el tipo general de inspección que es el tema del sistema de la presente invención, no fue capaz de operar a una capacidad suficiente para proporcionar el volumen de prueba deseada. Por consiguiente, existe la necesidad de un sistema de prueba mejorado del tipo generalmente descrito que proporcione sistemas mejorados para manejar los electrodos con el fin de permitir la prueba de un alto volumen de electrodos de carbono, tal como los que podrían ser fabricados por una planta de fabricación de electrodos moderna.

DESCRIPCION DE LA INVENCION La presente invención proporciona un sistema mejorado para la inspección de electrodos de carbono generalmente cilindricos. La invención también se puede utilizar para manejar e inspeccionar otros artículos de carbono cilindricos, grandes. En un aspecto de la invención, se proporciona un sistema de inspección robótico mejorado para la colocación de los transductores de inspección alrededor del electrodo de carbono que va ha ser probado. El sistema de inspección robótico incluye un yugo que tiene primera y segunda ramificaciones espaciadas. Un ensamble de brazo robótico tiene el yugo unido al mismo. El ensamble de brazo de puede mover entre una posición de operación, en donde el yugo es recibido alrededor del electrodo, y una posición de retiro, en donde el yugo es removido del electrodo. Un par de transductores de rodillo está unido a las primera y segunda ramificaciones del yugo, respectivamente, y están instalados para interactuar operativamente con el electrodo en las posiciones circunferencialmente separadas alrededor del electrodo cuando el ensamble de brazo robótico está en la posición de operación.

En otro aspecto de la invención, el sistema ya descrito incluye un segundo ensamble de brazo robótico que lleva un segundo yugo y un segundo par de transductores. Los primero y segundo ensambles de brazo robóticos son maestro y esclavo, respectivamente, y están construidos para moverse en sincronización entre sí. Cuando los primero y segundo ensambles de brazos robóticos están en su posición de operación con los primero y segundo yugos recibidos alrededor del electrodo, los primero y segundo yugos están separados a través de una distancia igual a aproximadamente la mitad de la longitud del electrodo que va a ser inspeccionado, de manera que cada yugo puede atravesar simultáneamente a través de la mitad de la longitud que va a ser inspeccionada. En otro aspecto de la invención, el sistema de inspección incluye una estación giratoria para recibir el electrodo en una posición longitudinal fija y para hacer girar el electrodo alrededor del eje longitudinal del electrodo mientras el electrodo está en la posición longitudinal fija. Un robot maestro incluyendo un primer par de transductores está instalado para embragar el electrodo en posiciones circunferencialmente espaciadas alrededor del electrodo. Un robot esclavo se construye para moverse en sincronización con el robot maestro, incluyendo un segundo par de transductores instalados para embragar el electrodo en una posición longitudinalmente separada del primer par de transductores, de manera que los primero y segundo pares de transductores simultáneamente pueden explorar las primera y segunda porciones, respectivamente, de la longitud del electrodo. En otro aspecto de la invención, el sistema de inspección ya descrito incluyendo la estación giratoria, incluye un sistema transportador que tiene una trayectoria de electrodo en línea con el eje longitudinal del electrodo en la estación giratoria. Además, la estación giratoria de preferencia incluye un elevador para colocar el electrodo sobre un grupo de rodillos o rotacionales accionados, y para subir el electrodo desde los rodillos rotacionales accionados. De esta manera, los electrodos de carbono cilindricos de mueven en una trayectoria lineal y la estación de inspección está alineada con y es parte de esa trayectoria lineal de la operación de fabricación. En otro aspecto más de la presente invención, se proporciona un método para inspeccionar electrodos de carbono cilindricos para defectos físicos internos. El método incluye los pasos de: a) colocar primero y segundo pares de transductores en primera y segunda posiciones longitudinalmente espaciadas a lo largo de una longitud del electrodo, y los transductores de cada par estando separados uno del otro alrededor de una circunferencia del electrodo; b) hacer girar el electrodo alrededor longitudinal; y c) durante el paso (b), proporcionar el movimiento longitudinal relativo entre el electrodo y los primero y segundo pares de transductores, de manera que los primero y segundo pares de transductores simultáneamente exploran las primera y segunda porciones de la longitud del electrodo. Por lo tanto, es un objeto general de la presente invención proporcionar sistemas mejorados para la inspección de artículos de carbono cilindricos, incluyendo, pero no limitándose a, electrodos. Otro objeto de la presente invención es proporcionar un sistema que puede inspeccionar artículos de carbono a una velocidad incrementada utilizando múltiples grupos de transductores, los cuales simultáneamente exploran múltiples porciones de un tramo del artículo, reduciendo así el tiempo de exploración según comparado con aquel que podría ser requerido para explorar el artículo con un solo par de transductores. Otro objeto de la presente invención es la provisión de un sistema de inspección, en donde los artículos de carbono se mueven en una trayectoria lineal paralelos a un eje longitudinal del artículo, a medida que los artículos se mueven a través de una estación de inspección. Otros objetos, aspectos y ventajas de la presente invención serán fácilmente evidentes para aquellos expertos en la técnica después de leer la siguiente descripción tomada junto con los dibujos anexos. La Figura 1 es una vista en planta esquemática de un sistema de inspección de electrodo de acuerdo con la presente invención. La Figura 1 muestra una serie de electrodos en una línea de fabricación, moviéndose en una trayectoria axial de izquierda a derecha a través de una estación de inspección. En la estación de inspección, se muestran un robot maestro y uno esclavo sobre los lados opuestos del electrodo para embragar el electrodo con dos pares de transductores de inspección. Las Figuras 2-9 son una serie secuencias de vistas en perspectiva esquemáticas del sistema de la Figura 1, mostrando un electrodo de carbono individual a medida que se mueve hacia la estación de inspección y a medida que después es inspeccionado, y subsecuentemente se mueve fuera de la estación de inspección. La Figura 2 muestra una estación de inspección vacía con ambos de los ensambles de robot totalmente retirados de la estación de inspección, y con un electrodo de carbono cilindrico ubicado corriente arriba de la estación de inspección y alrededor para moverse a lo largo del sistema transportador hacia la estación de inspección. En la Figura 3, el electrodo de carbono se ha movido hacia la estación de inspección. Los elevadores de la estación de inspección siguen en la posición elevada. Los robots tienen sus yugos basculeados con sus pares correspondientes de transductores hacia una posición por arriba del electrodo. En la Figura 4, los elevadores han bajado al electrodo sobre los rodillos de accionamiento de soporte y los yugos llevados por los robots se han pivoteado hacia abajo para colocar sus pares en transductores de rodillo en una posición inicial en donde podría comenzar la exploración. Los yugos están separados a una distancia igual a aproximadamente la mitad de la longitud del electrodo que va a ser explorado. La Figura 5 ilustra la posición de los robots y los transductores de rodillo al final de una exploración. Cada par de transductores ha explorado aproximadamente una mitad de la longitud del electrodo a medida que se mueven entre su posición de la Figura 4 a su posición de la Figura 5. En la Figura 6, la exploración ha sido completada y los yugos llevados por los robots han sido pivoteados hacia una posición ascendente fuera del embrague con el electrodo. En la Figura 7, los robots siguen basculeando sus yugos lejos de la estación de inspección. En la Figura 8, los elevadores han elevado al electrodo hacia una posición en línea con el transportador de descarga, y el electrodo se comienza a mover fuera de la estación de inspección sobre el transportador de descarga. En la Figura 9, el electrodo se ha movido completamente fuera de la estación de inspección y se está moviendo hacia abajo del transportador de descarga corriente abajo de la estación de inspección. Los robots han basculeado sus ensambles de yugo a un más allá de la estación de inspección. Los robots continuarán basculeándose hacia la posición totalmente removida como aquella de la Figura 2, y otro electrodo se moverá hacia la estación de inspección, comenzando así el procedimiento de nuevo como se muestra en la Figura 2.

La Figura 10 es una vista en sección transversal del aro externo y miembro de acoplamiento de hule del transductor de rodillo. La Figura 11 es una vista en sección transversal esquemática del transductor de rodillo, a 90° hacia la vista de la Figura 10, mostrando el transductor piezoeléctrico en un baño de aceite.

MEJOR MODO PARA REALIZAR LA INVENCION Haciendo referencia ahora a los dibujos, y en particular a la Figura 1, el aparato o sistema para la inspección de un electrodo de carbono cilindrico se muestra y generalmente está designado con el número 10. En la Figura 1, se muestra una serie de electrodos de carbono cilindricos 12A, 12B y 12C. El sistema 10 incluye una estación de inspección 18. El primer electrodo de carbono 12A está corriente arriba de la estación de inspección 18. El segundo electrodo de carbono 12B está colocado en su lugar en la estación de inspección 18. El tercer electrodo de carbono 12C ya se ha movido a través de la estación de inspección 18 y ahora está corriente abajo de la estación de inspección. Un robot maestro 20 y un robot esclavo 22 están ubicados sobre los lados opuestos de la estación de inspección 18. Los robots 20 y 22, por ejemplo, pueden ser robots Fanuc Modelo S-430Í disponibles de Fanuc Robotics North America of Rochester, Michigan. Estos robots proporcionan 6 ejes de movimiento. El modelo s-430i es un robot de alcance de 299.72 cm con una capacidad de carga de 124.8 kilogramos. Los detalles de la construcción del sistema 10, incluyendo la estación de inspección 18 y los robots maestros y esclavo 20 y 22 se muestran mejora en perspectiva de las Figuras 2-9. En la Figura 1, los sufijos A, B y C meramente se utilizan para facilitar la referencia a los tres electrodos cilindricos mostrados en serie. En el resto de las Figura 2-9, solamente se ilustra un solo electrodo con el fin de simplificar la ilustración, el electrodos implemente está identificado con el número 12. Cada electrodo 12 tiene una longitud 14 y un eje longitudinal 16 paralelo a la longitud 14. En la Figura 1, los electrodos 12A, B y C están trazados esquemáticamente, y no se ha hecho ningún intento para ilustrar sus extremos de pasador y caja. En las Figura 2-9, cada electrodo se muestra con mayor detalle, incluyendo un extremo de pasador. También se entenderá por aquellos expertos en la técnica que los electrodos algunas veces son fabricados con dos extremos de caja y con un conector de pasador separado, el cual será colocado entre y conecta electrodos adyacentes cuando los mismos son ensamblados en una tira de electrodos en un horno de arco eléctrico. En las Figuras 2-9, esquemáticamente se representa un sistema transportador 24 a través de una pluralidad de soportes con forma de V. El sistema transportador 24 incluye una porción corriente abajo 26, una porción de estación de inspección 28, y una porción corriente arriba 30. Cada miembro 24 con forma de V es esquemáticamente representativo de un par de rodillos con forma de V dentro de los cuales se puede soportar uno de los segmentos de electrodos cilindricos 12. Los electrodos 12 pueden ser movidos a lo largo de la longitud del sistema transportador 24 en una dirección paralela al eje longitudinal 16 de los segmentos de electrodos 12 a través de cualquier sistema de energía de transportador convencional. Por ejemplo, uno o más de los miembros de rodillo 24 con forma de V pueden ser rodillos de soporte accionados, los cuales selectivamente hacen avanzar los electrodos a lo largo de la trayectoria del sistema transportador. Se puede utilizar también cualquier otro sistema transportador convencional. Por ejemplo, se puede utilizar una banda transportadora. La porción de estación de inspección 28 del sistema transportador 24 también incluye un elevador 32. Cada una de las porciones de soporte 28 con forma de V puede ser bajada desde la posición mostrada en las Figuras 2 y 3 hacia la posición mostrada en la Figura 4, en donde el electrodo 12 ha sido puesto en descanso sobre los dos pares separados de rodillos rotacionales accionados 34A y 34B, los cuales se describirán más adelante y serán utilizados para hacer girar el electrodo 12 alrededor de su eje longitudinal 16 durante el procedimiento de inspección. La estación de inspección 18 generalmente puede ser descrita como una estación de inspección 18 para recibir el electrodo 12 en una posición longitudinal fija, tal como aquella ilustrada en las Figuras 3-7, y para hacer girar el electrodo 12 alrededor de su eje longitudinal 16, mientras el electrodo 12 está en la posición longitudinal fija. Los rodillos rotacionales accionados 34 incluyen primero y segundo pares 34A y 34B longitudinalmente separados. En por lo menos uno de los pares de rodillos 34A o 34B está unida una corredera de colocación motorizada 35 que se puede mover longitudinalmente con relación al otro con el fin de adaptar diferentes longitudes de electrodos 12. El elevador 32 proporciona un sistema para colocar electrodo 12 sobre los rodillos rotacionales accionados 34A y 34B y para elevar el rodillo 12 desde los rodillos rotacionales accionados 34A y 34B. Como se observó, la estación de inspección 18 incluye una estación intermediaria 28 del transportador 24 de rodillo con forma de V. Esta sección transportadora 28 es accionada e incluye un rodillo de tope retraíble 29 con un interruptor de percepción de electrodo. El electrodo 12 entra a la estación de inspección 18 desde la porción corriente arriba 30 del transportador 24. El par anterior 34B de los rodillos rotacionales de preferencia estará ligeramente inclinado para forzar al electrodo hacia un tope positivo en el extremo anterior de la estación de inspección. Los rodillos de impulsión de transportador colocan al electrodo contra el rodillo de tope 29, el cual está en su posición elevada en la Figura 2, y después el electrodo 12 es bajado aproximadamente 30.48 cm por los elevadores 32 sobre los rodillos rotacionales 34A y 34B. Después de que se completa la prueba, los rodillos 28 con forma de V se elevarán para recoger al electrodo 12 de los rodillos rotacionales 34A y 34B, y colocarán al electrodo 12 en la elevación de la porción de salida 26 del transportador 24. El rodillo de tope 29 se retrae, y el electrodo 12 se mueve hacia la porción de salida 26 del transportador 24. Cada uno de los robots maestro y esclavo 20 y 22 está construido en una forma similar. La siguiente descripción se proporciona para el robot esclavo 22, el cual está en el primer plano de las Figuras 2-9 y está mucho más fácilmente descrito. El robot esclavo 22 tiene una base 36. Una plataforma giratoria 38 está montada sobre la base 36 y gira alrededor de un eje vertical. Un sistema de accionamiento 39 es llevado sobre la plataforma giratoria 38 y acciona al robot 22. Un ensamble de brazo robótico 40 incluye una conexión de espaldón pivotal 42 a la plataforma giratoria 38. El ensamble de brazo 40 incluye un brazo principal 44 y un antebrazo 46 unido en una conexión de codo pivotal 48. El miembro de antebrazo 46 lleva un mecanismo de muñón 48. Como mejor se ve en la Figura 8, un yugo 50 está unido al mecanismo de muñón 48 del ensamble de brazo robótico 40. El yugo incluye primera y segunda ramificaciones separadas 52 y 54 sobre los lados opuestos de la conexión al mecanismo de muñón 48. Los cilindros neumáticos 56 y 58 están unidos a los extremos externos de las primera y segunda ramificaciones 52 y 54, respectivamente. Los cilindro neumáticos 56 y 58 a su vez soportan un par de transductores 60 y 62. Los transductores 60 y 62 son transductores de rodillos, los detalles de los cuales se ilustran además en la Figura 10. Cada par de transductores 60 y 62 con su yugo 50 respectivo y cilindros neumáticos 56 y 58 está instalado para interactuar operativamente con el electrodo 12 en posiciones circunferencialmente separadas alrededor del electro 12 cuando el ensamble de brazo robótico 40 se mueve hacia su posición de operación, tal como se ilustra en las Figuras 4 y 5. Los cilindros neumáticos 56 y 58, los cuales también son denominados como brazos extensibles, permiten que sus transductores respectivos sean extendidos hacia y retraídos del electrodo 12 según sea necesario durante la colocación o remoción de los transductores del embrague con el electrodo 12. Preferiblemente, como se ilustra en las Figuras 4 y 5, los transductores 60 y 62 están instalados para embragar al electrodo 12 sobre sus lados diametralmente opuestos. Cuando los rodillos transductores 60 y 62 están embragados con el electrodo 12, como se muestra en las Figuras 4 y 5, cada transductor de rodillo puede girar alrededor de un eje generalmente paralelo a la longitud 14 del electrodo 12 y paralelo al eje longitudinal 16 del electrodo 12. Como se ve al comparar el movimiento entre las posiciones de las Figuras 3 y 4, el yugo 50 está pivotalmente unido al ensamble de brazo robótico 40 y está construido de manera que el yugo 50 se pivotea hacia abajo sobre el electrodo 12 cuando el ensamble de brazo robótico se mueve hacia su posición de operación de la Figura 4. También como se puede ver en la Figura 4, cuando los ensambles de brazo robóticos 40 de los robots maestro y esclavo 20 y 22 son recibidos alrededor del electrodo 12, los yugos 50 de los robots maestro y esclavo 20 y 22 están separados por una distancia igual a aproximadamente la mitad de la longitud de una porción del electrodo 12, el cual va a ser inspeccionado. De esta manera, después de que los dos pares de transductores de rodillo son embragados con el electrodo 12 como se en la Figura 4, el electrodo 12 se hará girar alrededor de su eje longitudinal a través de los rodillos rotacionales accionados 34A y 34B, mientras que los robots 20 y 22 mueven sus yugos 50 y transductores de rodillo asociados a lo largo de aproximadamente la mitad de la longitud del electrodo 12, simultáneamente. De esta manera, el tiempo para explorar un electrodo 12 se reduce a la mitad según comparado con el tiempo que podría ser requerido si solamente se utilizara un robot individual. Se apreciará que la porción de la longitud 14 del electrodo 12, el cual va a ser inspeccionado será substancialmente toda la longitud 14, pero no puede ser exactamente toda la longitud 14. La estación de inspección 18 además incluye un codificador 66 que tiene una cabeza codificadora 67 dispuesta para embragar axialmente el extremo trasero del electrodo 12 que percibe una posición circunferencial del electrodo 12. De esta manera, los datos reunidos por la operación de exploración pueden ser correlacionados con un marcador físico identificando una posición particular alrededor de la circunferencia del un electrodo 12 dado. El codificador 66 está construido para poder ser ajustable en elevación con relación a la estación de inspección 18 para adaptar diferentes diámetros de electrodos 12. El ensamble codificador 66 se utiliza para proporcionar una recolección de posición circunferencial de electrodo durante la prueba. Este ensamble 66 está montado sobre un brazo de pivote para permitir el basculeo del codificador 66 a partir de una posición de retiro como se muestra en la Figura 2 hacia la posición de prueba, como se muestra en la Figura 5. Se proporciona una corredera motorizada para permitir el control por computadora de la elevación de la cabeza codificadora 67 del ensamble codificador 66, de manera que se centra sobre el extremo del electrodo 12. El software controlará el ajuste automático del ensamble codificador 66. El codificador 66 también incluye un mecanismo de cilindro de aire de accionamiento doble 80 para cargar y retraer la cabeza codificadora 67 contra el extremo del electrodo. Los transductores 60 y 62 son transductores de rodillo que embragan la circunferencia exterior del electrodo 12 y giran alrededor de su propio eje a medida que el electrodo 12 se hace girar por los rodillos rotacionales accionados 34. Los transductores 60 y 62 son transductores ultrasónicos, uno de los cuales transmitirá una onda de sonido hacia el electrodo 12 y el otro de los cuales recibirá la onda de sonido después de que ha pasado a través del electrodo 12. En general los transductores 60 y 62 proporcionan un sistema para medir la velocidad del sonido a través del electrodo 12. Cada par de transductores 60 y 62 proporciona señales que cuando se procesan por el software apropiado, proporcionan representaciones visuales de la estructura transversal del electrodo 12 en la misma forma en la cual una máquina de exploración CAT es utilizada para tomar imágenes transversales del cuerpo humano. Los datos reunidos de los transductores 60 y 62 también pueden ser utilizados para crear representaciones visuales de la superficie externa del electrodo 12. Esta varias representaciones visuales se basan en mediciones de velocidades sónicas a través del material de carbono formando el electrodo 12, proporcionan representaciones altamente exactas de varios defectos físicos, tales como grietas contenidas dentro del electrodo y sobre su superficie, y también muestran diferentes densidades de material a través de la sección transversal y a lo largo de la longitud del electrodo. En la Figura 10, uno de los rodillos transductores 60 se muestra una vista en sección transversal. Los primero y segundo aros de acero inoxidable separados en 68 y 70 soportan un anillo de hule interno 72, sobre el cual está montado un inserto de llegada de hule reemplazable 74. Los insertos de llegada de hule 74 tienen un espesor de 0.47 a 0.635 cm, dando como resultado una comprensión consistente del elastómero central. Esta característica proporciona una profundidad fija sobre el ensamble de aro de acero inoxidable dando como resultado tanto longevidad como consistencia de funcionamiento. Los dos aros de acero inoxidable externos 68 y 70 reducen el costo de volver a formar la superficie proporcionando un marco de colado estable, incrementando el número de veces que el rodillo puede ser renovado en la superficie. Los detalles internos del transductor del rodillo 60 se ilustran esquemáticamente en la Figura 11. Esos detalles internos incluyen un transductor piezoeléctrico 100, el cual está fijo con relación a los aros externos 68 y 70. El transductor 100 está en un baño de aceite 102, el cual conduce a ondas de sonido entre el transductor 100 y el inserto 74 que embraga al electrodo 12. Los arietes neumáticos 56 y 58 se utilizan para cargar las ruedas de transductor 60 y 62 contra el electrodo 12 con presión de aire constante, y para retraer las ruedas de transductor 60 y 62 lejos del electrodo 12 al final de una exploración. Se proporciona un regulador de presión de aire manual para ajustar en forma separada cada ensamble de rueda de transductor. Como se muestra esquemáticamente en la Figura 1, las señales electrónicas reunidas por el lado de recepción de cada par de transductores 60 y 62 son dirigidas hacia un sistema de instrumentación de adquisición de datos 90. El sistema de adquisición de datos 90 incluye un pulsador/receptor de alto voltaje modelo 5058PR Panametric para cada par de transductor, disponible de Panametrics, Inc., of Waltham, M A. El sistema también incluye un pre-amplifícador de una ganancia de 20 dB de ruido bajo montado cerca del transductor lateral recibido de cada par. Se proporciona un acoplador de energía para cada par de transductores, y su ministra voltaje y recibe señales RF del pre-amplificador asociado. Un detector de falla modelo 910 de doble canal Panametric recibe las señales de los dos acopladores de energía. Las señales del sistema de adquisición de datos 90 son dirigidas hacia un sistema de computadora 92, el cual es una computadora personal compatible IBM individual, que se utiliza tanto para el control de los mecanismos del aparato 10 como para análisis de datos. El sistema de computadora preferiblemente incluye un procesador 500 plus MHz Pentium operando en un sistema operativo Windows NT 4.0. El sistema de computadora incluye todo el software requerido para la prueba ultrasónica de electrodos 12 e integra software para controlar las siguientes funciones del sistema 10: (1) control de encendido/apagado de alimentación del transportador giratorio; (2) controles para subir/bajar de detención de electrodos del transportador giratorio; (3) control para elevar/bajar el elevador del transportador giratorio; (4) una estación de inspección de entrada/salida de pivote de codificador de transportador giratorio; (5) control para elevar/bajar de compensación de diámetro de electrodo de codificador giratorio; (6) control de cilindro de aire para extender/retraer del codificador giratorio; (7) control de la posición de rodillo de soporte giratorio para compensar las varias longitudes de los electrodos; (8) control de la orientación de posición de robot en coordenadas polares con relación a la línea central del electrodo terminal; (9) control de la velocidad y posición del girador; y (10) control del detector de falla modelo 9100. El sistema de computadora proporciona una estructura de menú completo, la cual soporta operando el sistema con seguridad en un ambiente de producción. Las características específicas incluyen: (1) entrada del operador; (2) selección de tamaños de partes de menús preestablecidos; (3) menú de mantenimiento de sistema con estado de sensor de sistema de eliminación, (4) menú para especificar parámetros de fijación, (5) menú con opciones de exploración, y (6) menú con opciones de análisis organizadas para el operador. De esta manera, se puede ver que el aparato y los métodos de la presente invención fácilmente logran los fines y ventajas mencionados asi como aquellos inherentes. También, las modalidad preferidas de la invención han sido ilustradas y descritas con el propósito de la presente descripción, se pueden hacer numerosos cambios en la disposición y construcción de partes y pasos por aquellos expertos en la técnica, dichos cambios están abarcados dentro del alcance y espíritu de la presente invención como se define por las reivindicaciones anexas.

Claims (20)

REIVINDICACIONES

1. - Un aparato para la inspección de un artículo de carbono cilindrico, que comprende: un yugo que incluye primera y segunda ramificaciones espaciadas; o un ensamble de brazo robótico, que tiene el yugo unido al mismo, el ensamble de brazo se puede mover entre una posición de operación, en donde el yugo es recibido alrededor del artículo, y una posición de retiro, en donde el yugo es removido del electrodo; y un par de transductores, unidos a las primera y segunda ramificaciones del yugo, respectivamente, y están instalados para interactuar operativamente con el artículo en las posiciones circunferencialmente separadas alrededor del artículo cuando el ensamble de brazo robótico está en la posición de operación.

2. - El aparato de acuerdo con la reivindicación 1, en donde: en donde por lo menos uno de los transductores está montado sobre un ariete extendible, de manera que el transductor puede ser extendido hacia y retraído del artículo. 3.- El aparato de acuerdo con la reivindicación 1, en donde: los transductores están instalados para embragar el artículo sobre sus lados diametralmente opuestos. 4.- El aparato de acuerdo con la reivindicación 1, en donde: cada uno de los transductores es un transductor de rodillo que puede girar alrededor de un eje generalmente paralelo a la longitud del articulo. 5. - El aparato de acuerdo con la reivindicación 1, en donde: el yugo está pivotalmente unido al ensamble de brazo robótico, y el ensamble de brazo robótico está construido de manera que el yugo se pivotea hacia abajo sobre el artículo cuando el ensamble de brazo robótico se mueve hacia su posición de operación. 6. - El aparato de acuerdo con la reivindicación 1, que comprende además: un segundo ensamble de brazo robótico; un segundo yugo unido al segundo ensamble de brazo robótico; un segundo par de transductores unido al segundo yugo; y en donde los primero y segundo ensambles de brazo robótico son maestro y esclavo, respectivamente, construidos para moverse en sincronización entre sí. 7.- El aparato de acuerdo con la reivindicación 6, en donde: cuando los primero y segundo ensambles de brazo robótico están en sus posiciones de operación con los primero y segundos yugos recibidos alrededor del electrodo, los primero y segundo yugos están separados a una distancia igual a la mitad de la longitud de una porción del artículo que va a ser inspeccionado, de manera que cada yugo simultáneamente puede atravesar la mitad de la porción de la longitud que será inspeccionada. 8.- Un aparato para la inspección de un artículo de carbono cilindrico que tiene una longitud y un eje longitudinal paralelo a la longitud, el cual comprende: una estación de inspección para recibir el artículo en una posición longitudinal fija y hacer girar el artículo alrededor del eje longitudinal del artículo mientras el artículo está en la posición longitudinal fija; un robot maestro, incluyendo un primer par de transductores instalados para embragar el artículo en posiciones circunferencialmente separadas alrededor del artículo; y un robot esclavo construido para moverse en sincronización con el robot maestro, que incluye un segundo par de transductores instalados para embragar el artículo en una posición longitudinalmente separada del primer par de transductores, de manera que los primero y segundo pares de transductores simultáneamente pueden explorar las primera y segunda porciones, respectivamente, de la longitud del artículo. 9.- El aparato de acuerdo con la reivindicación 8, en donde: los transductores son transductores ultrasónicos para medir velocidades del sonido a través del artículo. 10. - El aparato de acuerdo con la reivindicación 8, en donde: cada uno de los robots incluye un yugo bifurcado teniendo dos brazos con uno de los transductores montado en cada brazo. 11. - El aparato de acuerdo con la reivindicación 8, en donde: la estación de inspección incluye rodillos rotacionales accionados para hacer girar el artículo alrededor del eje longitudinal del artículo. 12.- El aparato de acuerdo con la reivindicación 11, en donde: los rodillos rotacionales accionados incluyen primer y segundo pares longitudinalmente espaciados de rodillos rotacionales accionados, por lo menos uno de los pares de rodillos rotacionales accionados siendo longitudinalmente móvil para adaptar diferentes longitudes de artículos. 13.- El aparato de acuerdo con la reivindicación 8, en donde: la estación de inspección además incluye un elevador para colocar el artículo sobre los rodillos rotacionales accionados y para subir el artículo desde los rodillos rotacionales accionados. 14.- El aparato de acuerdo con la reivindicación 8, que comprende además: un sistema transportador que tiene una trayectoria de artículo en línea con el eje longitudinal del artículo en la estación de inspección. 15.- El aparato de acuerdo con la reivindicación 8, que comprende además: un codificador instalado para embragar axialmente un extremo del artículo para percibir una posición circunferencial del artículo, el codificador siendo ajustable en elevación con relación a la estación de inspección para adaptar diferentes diámetros de artículos. 16.- Un método para inspeccionar artículos de carbono cilindricos para defectos físicos internos, el cual comprende: (a) colocar los primero y segundo pares de transductores en las primera y segunda posiciones longitudinalmente espaciadas a lo largo de una longitud del artículo, los transductores de cada par estando separados uno del otro alrededor de una circunferencia del artículo; (b) hacer girar el artículo alrededor de su eje longitudinal; y (c) durante el paso (b), proporcionar un movimiento longitudinal relativo entre el artículo y los primero y segundo pares de transductores, de manera que los primero y segundo pares de transductores simultáneamente exploran primera y segunda porciones de la longitud del artículo. 17. - El método de acuerdo con la reivindicación 16, en donde: en el paso (a) los primero y segundo pares de transductores son llevados por primero y segundo robots sincronizados. 18. - El método de acuerdo con la reivindicación 16, que comprende además: transferir el artículo de un transportador de entrada sobre una estación de inspección moviendo el artículo en una dirección paralela a su longitud. 19. - El método de acuerdo con la reivindicación 16, que comprende además: durante los pasos (a) al (c) soportar el artículo sobre pares longitudinalmente espaciados de rodillos accionados; y subsecuentemente ajusfar el espacio longitudinal entre los pares longitudinalmente espaciados de rodillos accionados para adaptar un segundo artículo de diferente longitud que el primer artículo. 20.- El método de acuerdo con la reivindicación 16, en donde: en el paso (a), los transductores de cada par son transductores de rodillo ubicados sobre los lados diametralmente opuestos del artículo.