RU2029301C1

RU2029301C1 - Assembly for ultrasonic inspection of disc-type articles

Info

Publication number: RU2029301C1
Authority: RU
Inventors: В.И. Лангборт; В.И. Мироненко; Т.С. Неволина; Л.И. Русская; Я.Л. Кулаков; Ф.Ф. Исмагилов
Original assignee: Лангборт Владимир Ильич; Мироненко Василий Иванович; Исмагилов Фарит Фуатович
Priority date: 1991-10-08
Filing date: 1991-10-08
Publication date: 1995-02-20

Abstract

FIELD: ultrasonic nondestructive control. SUBSTANCE: assembly has unit for scanning and detecting defects. The unit has case inside which the table is mounted for fixing and clamping articles. Assembly has also carriage with converters disposed onto it, defect indicator, drive of table and carriage, units for controlling drives which are connected with program unit, mounting frame, accumulator of articles provided with mechanism of advance piece-by-piece, quantizer, manipulator and unit for unsorting. Each unit has control units connected with program unit and mounted onto the frame. Mechanism for advancing articles piece by piece and quantizer have table provided with orienting mechanism for mounting and gripping articles. The mechanism is made in form of gripping jaws which are fixed onto racks. One rack is connected with pneumatic cylinder and interacts with the other one by means of gear wheel. EFFECT: improved productivity of inspection. 2 cl, 9 dwg

Description

Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть использовано в крупносерийном и массовом производстве для ультразвукового контроля деталей типа дисков различных диаметров. The invention relates to non-destructive testing and can be used in large-scale and mass production for ultrasonic testing of parts such as disks of various diameters.

Известно устройство для сканирования при ультразвуковом контроле дисков, содержащее корпус, размещенные в нем планшайбу для установки дисков, привод планшайбы и блок управления приводом, каретку и привод каретки [1]. A device for scanning with ultrasonic inspection of disks is known, comprising a housing, a faceplate for installing disks placed therein, a faceplate drive and a drive control unit, a carriage and a carriage drive [1].

Наиболее близким к изобретению является устройство для контроля дисков, содержащее корпус, размещенные в нем планшайбу (стол с зажимными элементами) для установки детали, привод и блок управления планшайбой, каретку с приводом, установленный на каретке преобразователь, привод перемещения преобразователя относительно планшайбы и блок его управления, соединенный с преобразователем дефектоскоп, блок управления дефектоскопом и программный блок, соединенный с входами и выходами всех блоков управления [2]. Closest to the invention is a disk monitoring device comprising a housing, a faceplate (table with clamping elements) placed therein for mounting a part, a drive and faceplate control unit, a drive carriage, a converter mounted on the carriage, a drive for moving the converter relative to the faceplate and its block a flaw detector connected to the transducer, a flaw detector control unit and a program unit connected to the inputs and outputs of all control units [2].

Наличие в устройстве двух приводов для осуществления сканирования обуславливает необходимость в системе синхронизации. Уровень автоматизации в известном устройстве также невысок, в нем автоматизированы только операции сканирования и регистрации дефектов. The presence of two drives in the device for carrying out scanning necessitates a synchronization system. The automation level in the known device is also low; only scanning and registration of defects are automated in it.

Тогда, как при большом объеме контролируемых изделий, для производительного контроля необходима автоматизация всего технологического цикла контроля, включая помимо сканирования и регистрации дефекта операции поштучной подачи деталей на позицию контроля, ориентации относительно преобразователя, зажима детали, транспортирования с позиции на позицию, кантования с одной стороны детали на другую, разбраковки. Then, as with a large volume of controlled products, automation of the entire control technological cycle is necessary for production control, including in addition to scanning and registering the defect of the piece-by-piece feeding of parts to the control position, orientation with respect to the transducer, clamping of the part, transportation from position to position, tilting on one side details to another, sorting out.

Цель изобретения - повышение производительности за счет автоматизации всего технологического цикла контроля. The purpose of the invention is to increase productivity by automating the entire technological cycle of control.

Для этого установка снабжена установочной рамой, расположенными на ней накопителем деталей с механизмом их поштучной подачи, кантователем, манипулятором и устройством для разбраковки, каждый из которых имеет блоки управления, соединенные с программным блоком, установленные на раме механизм поштучной подачи и кантователь имеют стол с ориентирующим механизмом в виде зажимных губок, закрепленных на рейках, одна из которых соединена с пневмоцилиндром и установлена с возможность взаимодействия с другой через зубчатое колесо. To this end, the installation is equipped with an installation frame, a drive for parts located on it with a mechanism for their piece feeding, a tilter, a manipulator and a device for sorting, each of which has control units connected to the program unit, the piece-feeding mechanism and the tilter mounted on the frame have a table with an orientation a mechanism in the form of clamping jaws mounted on rails, one of which is connected to the pneumatic cylinder and is installed with the possibility of interaction with the other through the gear wheel.

При этом для обеспечения высокой точности координаты выявленного дефекта и упрощения конструкции, стол для установки деталей, каретка с преобразователями и регистратор дефектов устройства для сканирования и регистрации дефектов соединены с общим приводом посредством жесткой кинематической передачи. At the same time, to ensure high accuracy, the coordinates of the detected defect and simplification of the design, a table for installing parts, a carriage with converters and a defect recorder for devices for scanning and recording defects are connected to a common drive by means of a rigid kinematic transmission.

Ориентация детали, подлежащей контролю, относительно преобразователя является необходимым условием для сканирования при неразрушающем контроле. Возможность автоматической ориентации и зажима детали на каждой позиции, а также наличие накопителя, механизма поштучной подачи деталей, манипулятора и устройства для разбраковки позволяют автоматизировать весь технологический цикл контроля деталей типа дисков различных диаметров и тем самым повысить его производительность. The orientation of the part to be inspected relative to the transducer is a prerequisite for scanning with non-destructive testing. The possibility of automatic orientation and clamping of the part at each position, as well as the availability of a drive, a piece-by-piece feeding mechanism, a manipulator and a device for sorting, automate the entire technological cycle of controlling parts such as discs of various diameters and thereby increase its productivity.

На фиг.1 изображена установка, общий вид; на фиг.2 - накопитель деталей с механизмом поштучной выдачи деталей; на фиг.3 - разрез А-А на фиг.2; на фиг.4 - устройство для сканирования и регистрации дефектов; на фиг.5 - схема перемещений каретки с преобразователями в устройстве для сканирования и регистрации дефектов; на фиг.6 - кантователь; на фиг.7 - манипулятор; на фиг.8 - устройство для разбраковки; на фиг.9 - разрез Б-Б на фиг.1. Figure 1 shows the installation, a General view; figure 2 - drive parts with a mechanism for the single issue of parts; figure 3 is a section aa in figure 2; figure 4 - device for scanning and registration of defects; figure 5 - diagram of the movement of the carriage with the converters in the device for scanning and registration of defects; figure 6 - tilter; figure 7 - manipulator; on Fig - a device for rejection; figure 9 is a section bB in figure 1.

Установка содержит раму 1, на которой установлены накопитель 2, кантователь 3, устройства 4 и 5 для сканирования и регистрации дефектов, манипулятор 6, устройство 7 для разбраковки. Накопитель 2 выполнен в виде рамы 8, в которой размещены вертикальные стойки 9, являющиеся направляющими для подвижной платформы 10, на которую устанавливается кассета 11 с деталями. The installation comprises a frame 1 on which a drive 2, a tilter 3, devices 4 and 5 for scanning and recording defects, a manipulator 6, a device 7 for sorting are installed. The drive 2 is made in the form of a frame 8, in which there are vertical racks 9, which are guides for the movable platform 10, on which the cartridge 11 with parts is installed.

Перегородки 12 кассеты расположены на равном расстоянии друг от друга. Накопитель 2 оснащен механизмом поштучной подачи деталей, включающим механизм подъема и опускания кассеты с деталями и стол 13 для установки и зажима деталей, оснащенный ориентирующим устройством. Partitions 12 of the cartridge are located at an equal distance from each other. The drive 2 is equipped with a piece-by-piece feeding mechanism of parts, including a mechanism for raising and lowering the cartridge with parts and a table 13 for installing and clamping parts, equipped with an orienting device.

Механизм подъема и опускания содержит тельфер 14 с тросом 15, конец 16 которого неподвижно закреплен на раме 8. Трос взаимодействует с платформой 10 через блоки 17 и 18. Ориентирующее устройство механизма поштучной подачи выполнено в виде призматических зажимных губок 19 и 20, закрепленных на рейках 21 и 22 соответственно, взаимодействующих друг с другом через зубчатое колесо 23. Рейка 22 соединена с пневмоцилиндром 24 и помимо ориентирующей функции первоначально выполняет функцию толкателя. The lifting and lowering mechanism comprises a hoist 14 with a cable 15, the end 16 of which is fixedly mounted on the frame 8. The cable interacts with the platform 10 through blocks 17 and 18. The orienting device of the piece feed mechanism is made in the form of prismatic clamping jaws 19 and 20, mounted on the rails 21 and 22, respectively, interacting with each other through the gear 23. The rail 22 is connected to the pneumatic cylinder 24 and, in addition to the orienting function, initially performs the function of a pusher.

Кантователь 3 содержит стол 25 для установки деталей, оснащенный ориентирующим устройством, выполненным в виде призматических губок 26 и 27, закрепленные на рейках 28 и 29. При этом рейка 29 соединена с пневмоцилиндром 30 и взаимодействует с рейкой 28 посредством зубчатого колеса 31. The tilter 3 includes a table 25 for installing parts, equipped with an orienting device made in the form of prismatic jaws 26 and 27, mounted on rails 28 and 29. In this case, the rail 29 is connected to the pneumatic cylinder 30 and interacts with the rail 28 by means of a gear wheel 31.

Кроме того, кантователь содержит привод 32 поворота стола 25 с ориентирующим устройством вокруг оси 33 и подпружиненный стол 34 для приема перевернутой детали. Стол 34 выполнен подпружиненным и оснащен датчиком (не показан) с целью обеспечения одного уровня базирующей плоскости для деталей, имеющих различную высоту. In addition, the tilter includes a rotary drive 32 of the table 25 with an orienting device about the axis 33 and a spring-loaded table 34 for receiving an inverted part. Table 34 is spring-loaded and equipped with a sensor (not shown) in order to provide one level of the reference plane for parts having different heights.

Устройства для сканирования и регистрации дефектов 4 и 5 содержат корпус в виде емкости 35, заполненной жидкостью для акустического контакта, в которой с возможностью вращения, установлен стол 36 для установки деталей, зажимные губки 37 и 38, закрепленные на рейках 39 и 40. При этом рейка 40 соединена с пневмоцилиндром 41 и взаимодействует с рейкой 39 через зубчатое колесо 42. Devices for scanning and recording defects 4 and 5 contain a housing in the form of a container 35 filled with liquid for acoustic contact, in which, with the possibility of rotation, a table 36 for installing parts, clamping jaws 37 and 38 mounted on rails 39 and 40 are installed. the rack 40 is connected to the pneumatic cylinder 41 and interacts with the rack 39 through the gear 42.

Блок преобразователей установлен на каретке 43, размещенной в направляющих 44 и имеющей возможность по ним перемещаться. Перемещение каретки 43 с преобразователями по направляющим относительно детали, вращение стола 36 с установленной на нем деталью и запись дефектов в регистраторе 45 осуществляется от одного привода 46 через жесткую коническую передачу 47-48-49. The transducer block is mounted on the carriage 43, placed in the rails 44 and having the ability to move on them. The movement of the carriage 43 with the converters along the guides relative to the part, the rotation of the table 36 with the part installed on it and the recording of defects in the recorder 45 is carried out from one drive 46 through a hard bevel gear 47-48-49.

Перемещение каретки с направляющими из исходной позиции в позицию контроля (ось детали) и обратно осуществляется пневмоцилиндром 50 по направляющим 51. Каретка 43 имеет две скоpости перемещения, рабочую и холостую, за счет наличия ходовых винтов 52 и 53 с разным шагом и возможности реверса и изменения частоты вращения электродвигателя привода 46. The movement of the carriage with guides from the initial position to the control position (part axis) and back is carried out by the pneumatic cylinder 50 along the guides 51. The carriage 43 has two speeds of movement, working and idle, due to the presence of spindles 52 and 53 with different steps and the possibility of reverse and change drive motor speed 46.

Манипулятор 6 состоит из корпуса 54, в котором размещены механизм захвата, включающий пневмоцилиндр 55, захват 56 и привод продольного перемещения с блоком управления, обеспечивающим остановку манипулятора на определенной позиции. The manipulator 6 consists of a housing 54, in which a gripping mechanism is located, including a pneumatic cylinder 55, a gripper 56 and a longitudinal displacement drive with a control unit that ensures the manipulator stops at a certain position.

Устройство для разбраковки 7 содержит стол 57, столешница которого выполнена из двух пластин 58 и 59, установленных с возможностью вращения вокруг шарниров 60 и 61. Причем пластины 58 и 59 перемещаются вместе с помощью пневмоцилиндра 62 посредством ролика 63, а с помощью пневмоцилиндра 64 - посредством ролика 65, ось вращения которого перпендикулярна оси вращения ролика 63. The device for sorting 7 contains a table 57, the tabletop of which is made of two plates 58 and 59 mounted rotatably around hinges 60 and 61. Moreover, the plates 58 and 59 are moved together by means of a pneumatic cylinder 62 by means of a roller 63, and by means of a pneumatic cylinder 64 - by roller 65, the axis of rotation of which is perpendicular to the axis of rotation of the roller 63.

Для обеспечения возможности перемещения пластины 59 с помощью пневмоцилиндра 64 в пластине 58 выполнено отверстие 66. Устройство для разбраковки оснащено бункером 67 годных деталей, а также бункером 68 бракованных деталей. To enable the plate 59 to be moved using the pneumatic cylinder 64, a hole 66 is made in the plate 58. The screening device is equipped with a hopper 67 of suitable parts, as well as a hopper 68 of defective parts.

Установка работает следующим образом. По команде "Начало" с программного блока начинается технологический процесс ультразвукового контроля шайб, имеющих диаметр до 1000 мм, толщину до 200 мм, в количестве не более 10 штук. Installation works as follows. At the Beginning command, the technological process starts with ultrasonic testing of washers having a diameter of up to 1000 mm, a thickness of up to 200 mm, in an amount of not more than 10 pieces.

Платформа 10 с установленной на ней кассетой 12 с деталями, подлежащими контролю, опускается в крайнее нижнее положение и начинает двигаться дискретно вверх при помощи тельфера 14 и троса 15. Из самой верхней ячейки губкой 20 при помощи пневмоцилиндра 23 на стол 13 выталкивается деталь, подлежащая контролю. Через определенное время снова включается пневмоцилиндр 23 и губки 19 и 20 через рейки 21 и 22 и зубчатое колесо 23 начинают синхронное движение навстречу друг другу. Одна из губок захватывает деталь, перемещает ее по столу 13 навстречу двигающейся губке 19 до тех пор, пока деталь не окажется в положении, зажатой обеими губками. При этом ось детали, перпендикулярная плоскости диска, независимо от ее наружного диаметра всегда будет на одном и том же месте. Таким образом, на данной позиции деталь определенным образом сориентирована. The platform 10 with the cassette 12 installed on it with the parts to be controlled is lowered to its lowest position and begins to move discretely upwards using the hoist 14 and the cable 15. From the highest cell with the sponge 20 using the pneumatic cylinder 23, the part to be controlled is pushed onto the table 13 . After a certain time, the pneumatic cylinder 23 is turned on again and the jaws 19 and 20 through the rails 21 and 22 and the gear 23 start synchronous movement towards each other. One of the jaws captures the part, moves it along the table 13 towards the moving jaw 19 until the part is in the position clamped by both jaws. In this case, the axis of the part perpendicular to the plane of the disk, regardless of its outer diameter, will always be in the same place. Thus, at this position, the part is oriented in a certain way.

Далее манипулятор 6 перемещается к столу 13, подхватывает деталь, губки разжимаются и манипулятор поднимает, переносит ее и устанавливает на стол 36 свободного или ближайшего из устройств для сканирования 4 или 5, затем возвращается в исходное положение. Включается пневмоцилиндр 41, губки 37 и 38 начинают синхронное встречное движение и осуществляют с деталью операцию, описанную выше, т.е. устраняя погрешности позиционирования манипулятора, ориентируют ось детали на данной позиции. Включается пневмоцилиндр 50 и перемещает каретку 43 с преобразователями из исходной позиции I (см. фиг. 5) в позицию контроля II (ось детали). При этом ось первого преобразователя совмещается с центром детали. Next, the manipulator 6 moves to the table 13, picks up the part, the jaws are unclenched and the manipulator lifts, transfers it and sets it on the table 36 of the free or closest scanning device 4 or 5, then returns to its original position. The pneumatic cylinder 41 is turned on, the jaws 37 and 38 begin synchronous oncoming movement and carry out the operation described above, i.e. eliminating the positioning errors of the manipulator, orient the axis of the part at this position. The pneumatic cylinder 50 is turned on and moves the carriage 43 with the converters from the initial position I (see Fig. 5) to the control position II (part axis). The axis of the first transducer is aligned with the center of the part.

Включается привод 46, одновременно осуществляя вращение зажатой детали вместе со столом и перемещение каретки с блоком преобразователей по направляющим относительно детали из ее центра к периферии с шагом 1 мм. Кроме того, одновременно со сканированием, благодаря передаче 47-48-49 происходит запись дефектов на термобумагу в регистраторе 45. The drive 46 is turned on, while simultaneously rotating the clamped part together with the table and moving the carriage with the converter block along the guides relative to the part from its center to the periphery with a step of 1 mm. In addition, simultaneously with scanning, due to transmission 47-48-49, defects are recorded on thermal paper in the recorder 45.

После окончания сканирования, когда закончит движение последний преобразователь (поз. III), жидкость для акустического контакта из емкости 35 сливается, пневмоцилиндр 50 отводит каретку с направляющими за пределы стола 36 (поз. IV), освобождая пространство для последующих манипуляций с деталью. Каретка 43 на ускоренной подаче по направляющим 44 перемещается в направлении исходной позиции, манипулятор перемещается на позицию контроля, губки 37 и 38 разжимаются, манипулятор подхватывает деталь, поднимает ее, переносит и устанавливает на стол 25 кантователя 2. Включается пневмоцилиндр 30, губки 26 и 27 синхронно перемещаются навстречу детали и друг другу, ориентируют деталь и зажимают ее. After the scan is completed, when the last transducer (pos. III) finishes moving, the liquid for acoustic contact from the tank 35 is drained, the pneumatic cylinder 50 moves the carriage with guides out of the table 36 (pos. IV), freeing up space for subsequent manipulations with the part. The carriage 43 at accelerated feed along the guides 44 moves in the direction of the starting position, the manipulator moves to the control position, the jaws 37 and 38 are unclenched, the manipulator picks up the part, raises it, transfers it and sets it on table 25 of tilter 2. The pneumatic cylinder 30, jaws 26 and 27 are turned on synchronously move towards the part and to each other, orient the part and clamp it.

Зажатая деталь вместе с ориентирующим устройством переворачивается на 180^о приводом 32 вокруг оси 33 и укладывается на подпружиненный стол 34. Со стола 34 деталь подхватывается манипулятором и устанавливается на стол устройства для сканирования 4 или 5 для контроля противоположного торца, который производится в описанной выше последовательности.The clamped part, together with the orienting device, is turned 180 ° by ^the actuator 32 around the axis 33 and laid on a spring-loaded table 34. From the table 34, the part is picked up by the manipulator and mounted on the table of the scanning device 4 or 5 to control the opposite end, which is performed in the sequence described above.

Проконтролированная с обоих торцов деталь переносится манипулятором и устанавливается на стол 57 устройства 7 для разбраковки. Годная деталь пневмоцилиндра 62 сталкивается в бункер 67, а бракованная пневмоцилиндром 64 - в бункер 68. На этом технологический цикл контроля завершен. The part controlled from both ends is transferred by the manipulator and mounted on the table 57 of the device 7 for sorting. A suitable part of the pneumatic cylinder 62 collides in the hopper 67, and defective pneumatic cylinder 64 - in the hopper 68. This completes the control cycle.

Установку можно использовать для высокопроизводительного контроля в крупносерийном производстве. В ней автоматизированы все операции технологического цикла контроля, таким образом исключена необходимость в ручном труде и обеспечена высокая достоверность контроля. The installation can be used for high-performance control in large-scale production. It automates all operations of the control technological cycle, thus eliminating the need for manual labor and ensuring high reliability of control.

К преимуществам установки относится также и то, что заложенное в ней направление сканирования от центра детали к периферии упрощает программное обеспечение контроля и тем самым повышает его надежность. The advantages of the installation also include the fact that the scanning direction laid in it from the center of the part to the periphery simplifies the control software and thereby increases its reliability.

Claims

1. INSTALLATION FOR ULTRASONIC CONTROL OF DETAIL TYPE PARTS, containing a device for scanning and recording defects, including a housing in which a table for installing and clamping parts is installed, a carriage with transducers installed on it, a defect recorder, a table and carriage drive, drive control units, connected to the program unit, characterized in that it is provided with an installation frame, a drive of parts with a mechanism for their piece feeding, a tilter, a manipulator and a device for rejects, each of which has control units connected to the program unit, the piece feed mechanism and the tilter have a table with an orienting mechanism for installing and clamping parts, made in the form of clamping jaws mounted on rails, one of which is connected to the pneumatic cylinder and interacts with the other by means of a gear wheel.

2. Installation according to claim 1, characterized in that the table for installing parts, the carriage with converters and the defect recorder of the device for scanning and recording defects are connected to a common drive by means of a rigid kinematic connection.