CN102809608A - 内置机器人小车式大型筒节类件超声波自动探伤机 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种内置机器人小车式大型筒节类件超声波自动探伤机，包括工作平台、机器人探伤小车和外探伤装置，其特征是：工作平台上设有两条相互平行的直导轨，在两条直导轨上轴向一端垂直固联有主动辊轮架梁，另一端移动连接有从动辊轮架梁，在主动辊轮架梁上两端设有两个主动辊轮支架，在从动辊轮架梁上两端设有两个从动辊轮支架，在主动辊轮支架和从动辊轮支架上分别以转动副支撑有主动辊轮和从动辊轮；在主动辊轮架梁和从动辊轮架梁的同一侧之上设有外导轨，在外导轨上移动连接有外探伤装置。其优点是：操作简单，安全可靠；结构简单，成本低，占用空间小，实现了大型筒节类件自动超声波探伤检测。
Description
技术领域
本发明属于超声波探伤设备技术领域，尤其涉及一种内置机器人小车式大型筒节类件超声波自动探伤机。
背景技术
超声波探伤可在不破坏工件的前提下检查其体积内部缺陷，是国家重大工程和各类重要民用品制造中质量保障的一项关键技术。核电站设备、大型发电设备的主要零部件及各种大型管道、桥梁构件、海洋、航空等领域大型工件等均需进行超声波探伤或其它形式无损探伤，以确保设备的全寿命安全运行。
超声波自动化探伤在美、日、德等发达国家已有所应用，而其关键技术可参考信息被封锁。在国内，钢管焊缝的超声波自动化探伤应用较广泛。实用新型专利：“一种门式行车探伤机”（CN201653987U），主要针对大型螺旋焊管的焊缝进行自动化超声波探伤，探伤时，行车在龙门架上的轨道上移动，沿焊缝走向探伤，其不能实现对于工件表面及全部体积探测，不适应整体探测工艺规程要求。
目前所常用的超声波探伤多数为手工操作，即工件表面分区、操作者手持探头、眼观示波器的方式，主要依据个人技术和经验进行评判，探测效果、个人水准难以统一。手工探伤工人劳动强度大，每个工件探伤所需时间较长，生产周期大幅延长，甚至已经成为制约某些企业整个生产工艺链的瓶颈，严重影响生产进度和生产效率；此外，由于具有探伤资质的操作人员较少，工人经常加班加点，造成疲劳操作，探测过程易于产生误判，特别是人体生理特征，如注意力、手操作力、速度、稳定性均不能持久，在一定程度上影响工件探伤的可靠性和准确性。这种情况必须要加以改善。
发明内容
本发明的目的在于提供一种内置机器人小车式大型直筒节类件超声波自动探伤机，通过其实现自动超声波探伤检测，以提高探伤生产率，缩短生产周期，增强可靠性，改善手工探伤劳动强度大、并避免手工探伤的漏检及因人体生理特征而带来的操作不稳定等问题。
本发明基本思想是以可沿导轨移动的辊轮架作为支撑并驱动工件回转，由可沿外导轨移动的外侧探伤装置和内置的下侧机器人探伤小车配合工件自身转动完成探伤。
本发明所采用的技术方案如下：
本发明包括工作平台、机器人探伤小车和外探伤装置，其中：在工作平台上设有两条相互平行的直导轨，在两条直导轨上轴向一端垂直固联有主动辊轮架梁，另一端移动连接有从动辊轮架梁，在主动辊轮架梁上两端设有两个主动辊轮支架，在从动辊轮架梁上两端设有两个从动辊轮支架，在主动辊轮支架和从动辊轮支架上分别以转动副支撑有主动辊轮和从动辊轮；在主动辊轮架梁和从动辊轮架梁的同一侧之上设有外导轨，外导轨一端与主动辊轮架梁固联，另一端与从动辊轮架梁移动连接，在外导轨上移动连接有外探伤装置，外探伤装置的末端为超声波探头。
所述主动辊轮支架与主动辊轮架梁通过移动副连接，从动辊轮支架与从动辊轮架梁通过移动副连接。
所述机器人探伤小车包括小车体，小车体下对称固联有两个C形机架，两个C形机架开口向外、并位于同一平面内，在C形机架下对称地设有滚轮，在小车体一侧固联有一个支架，在支架上垂直设有方形调节螺杆，方形调节螺杆穿过支架，并通过双调节锁紧螺母与支架固定，在方形调节螺杆下端套装有定压力弹簧，定压力弹簧下端与探头浮动铰接。
目前国内正在建立自动化超声波探伤的技术标准和规范，而随着生产的不断发展，自动化超声波探伤将是无损检测领域的必由之路。本发明旨在提高生产效率、改善劳动条件、提高产品安全质量，具有重要的技术价值。
本发明与现有技术相比具有如下优点：实现了大型筒节类件自动超声波探伤检测，提高了探伤效率，缩短了生产周期，探伤可靠性强，改善并避免了手工探伤劳动强度大、手工探伤的漏检及因人体生理特征而带来的操作不稳定等问题。本发明操作简单，安全可靠；结构简单，成本低，占用空间小。
附图说明
图1为本发明内置机器人小车式大型筒节类件超声波自动探伤机外部探伤设备结构示意图；
图2为本发明内置机器人小车式大型筒节类件超声波自动探伤机机器人探伤小车结构示意图；
图3为本发明内置机器人小车式大型筒节类件超声波自动探伤机工作状态示意图。
图中：1、工作平台，2、直导轨，3、主动辊轮架梁，4、从动辊轮架梁，5、外导轨，6、外探伤装置，7、机器人滚轮，8、C形机架，9、支架，10、方形调节螺杆，11、调节锁紧螺母，12、小车体，13、定压力弹簧，14、探头，15、主动辊轮支架，16、从动辊轮支架，17、主动辊轮，18、从动辊轮。
具体实施方式
如下将结合附图和实施例对本发明作进一步说明。如图1、2所示，本发明所涉及内置机器人小车式大型筒节类件超声波自动探伤机组成包括工作平台、机器人探伤小车和外探伤装置。
本发明的工作平台1上设有两条相互平行的固定直导轨2，在直导轨2上设有主动辊轮架梁3和从动辊轮架梁4；主动辊轮架梁3固联于直导轨2的轴向一端，另一端从动辊轮架梁4与导轨2构成可移动连接，可依据筒节长度不同调整在直导轨2上的位置，在主动辊轮架梁3上两端设有两个主动辊轮支架15，在从动辊轮架梁4上两端设有两个从动辊轮支架16，主动辊轮支架15与主动辊轮架梁3、从动辊轮支架16与从动辊轮架梁4均通过移动副连接，且设置有同位置对应的两个档位，所有直筒节按直径分为大小两组，与两档位对应，确保所有直筒节均能实现探伤；主动辊轮支架15和从动辊轮支架16分别以转动副支撑主动辊轮17和从动辊轮18。
在主动辊轮架梁3和从动辊轮架梁4上的同一侧，设置有外导轨5，其下与主动辊轮架梁3固联，并与从动辊轮架梁4移动连接，其上为外探伤装置6，外探伤装置6可沿外导轨5移动，其末端为超声波探头。机器人探伤小车包括机器人滚轮7、C形机架8、支架9、方形调节螺杆10、调节锁紧螺母11、小车体12、定压力弹簧13和探头14。其中：小车体12下与两个C形机架8固联，两个C形机架8为开口向外、并位于同一平面内，C形机架8的四条腿下端设置四个结构完全相同的可同步转动、同步改变方向的滚轮7，支架9固联于机器人探伤小车的小车体12上，方形调节螺杆10穿过支架9，并通过双调节锁紧螺母11实现上下位置调整与固定，定压力弹簧13套装在方形调节螺杆10下端，定压力弹簧13下端与探头14浮动接触，并保持一定压力。
机器人探伤小车可在直筒节工件内同时沿圆周方向、轴向运动，完成双螺旋运动轨迹，四个滚轮7所在平面与筒节轴线设置有一定夹角，当四个滚轮7被同步驱动时，滚轮7的绝对圆周速度在直筒节圆周方向的分速度与直筒节的圆周速度相同，即机器人探伤小车在直筒节内沿圆周方向绝对位置不变。而滚轮7的绝对圆周速度在筒节轴向的分速度则使机器人探伤小车沿筒节做轴向移动，当到达筒节边界时四个滚轮7同时、同步换向，机器人小车沿筒节轴向返回，如此多次循环可实现探伤。当筒节匀速转动时，外探伤装置6、筒节内置的机器人探伤小车同时沿筒节轴向往返运动、形成双螺旋轨迹，实现与人工探伤相同的效果。
本发明探伤机工作状态如图3所示，首先根据工件具体尺寸调整从动辊轮架梁4位置，之后吊入工件，将内置小车放到工件内表面的一端，并调整就位，外探伤装置6沿外导轨5移动至指定位置，然后由主动辊轮架梁3上的主动辊轮17带动工件匀速回转运动，内置于工件内的机器人探伤小车在工件内作双螺旋运动，外探伤装置6作轴向直线往复运动，配合工件自身的回转运动，探头轨迹也是双螺旋运动，一定循环次数后完成探伤。移开外探伤装置6，搬走机器人探伤小车，人工复查无误后，调离工件。
Claims (3)
1.一种内置机器人小车式大型筒节类件超声波自动探伤机，包括工作平台、机器人探伤小车和外探伤装置，其特征是：工作平台上设有两条相互平行的直导轨，在两条直导轨上轴向一端垂直固联有主动辊轮架梁，另一端移动连接有从动辊轮架梁，在主动辊轮架梁上两端设有两个主动辊轮支架，在从动辊轮架梁上两端设有两个从动辊轮支架，在主动辊轮支架和从动辊轮支架上分别以转动副支撑有主动辊轮和从动辊轮；在主动辊轮架梁和从动辊轮架梁的同一侧之上设有外导轨，外导轨一端与主动辊轮架梁固联，另一端与从动辊轮架梁移动连接，在外导轨上移动连接有外探伤装置，外探伤装置的末端为超声波探头。
2.根据权利要求1所述的内置机器人小车式大型筒节类件超声波自动探伤机，其特征是：所述主动辊轮支架与主动辊轮架梁通过移动副连接，从动辊轮支架与从动辊轮架梁通过移动副连接。
3.根据权利要求1所述的内置机器人小车式大型筒节类件超声波自动探伤机，其特征是：所述机器人探伤小车包括小车体，小车体下对称固联有两个C形机架，两个C形机架开口向外、并位于同一平面内，在C形机架下对称地设有滚轮，在小车体一侧固联有一个支架，在支架上垂直设有方形调节螺杆，方形调节螺杆穿过支架，并通过双调节锁紧螺母与支架固定，在方形调节螺杆下端套装有定压力弹簧，定压力弹簧下端与探头浮动铰接。
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