臥式滾動大型筒節類件超聲波自動探傷機的製作方法

2023-09-13 01:39:20

專利名稱：臥式滾動大型筒節類件超聲波自動探傷機的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於超聲波探傷設備技術領域，尤其涉及一種臥式滾動大型筒節類件超聲波自動探傷機。
背景技術：
超聲波探傷可在不破壞工件的前提下檢查其內部缺陷，是國家重大工程和各類重要民用品製造中質量保障的一項關鍵技術。核電站設備、大型發電設備的主要零部件及各種管道、橋梁構件、海洋、航空等領域大型工件等均需進行超聲波探傷，以確保設備的安全運行。超聲波自動化探傷在美、日、德等發達國家已有所應用，而其關鍵技術可參考信息難以獲取。在國內，鋼管焊縫的超聲波自動化探傷應用較廣泛。發明專利:「超聲波在線探傷裝置」(200610021892.9)，提供一種可對加工過程中的工件進行在線和實時的超聲波探傷檢測的裝置，其探頭裝置安裝在加工工具機上，超聲波探頭固定在探頭裝置上，利用工具機結構與精度環境，但對於大型的筒節類件，通常在機加工之後進行探傷，則此發明對筒節類件不適用。目前所常用的超聲波探傷多數為手工操作，即工件表面分區、操作者手持探頭、眼觀示波器的方式，主要依據個人技術和經驗進行評判，探測效果、個人判斷標準難以統一。手工探傷工人勞動強度大，每個工件探傷所需時間較長，生產周期大幅延長，甚至已經成為制約某些企業整個生產工藝鏈的瓶頸，嚴重影響生產進度和生產效率；此外，由於具有探傷資質的操作人員較少，工人經常加班加點，易於造成疲勞操作，探測過程易於產生誤判，特別是人體生理特徵，如注意力、手操作力、速度、穩定性均不能持久，在一定程度上影響工件探傷的可靠性和準確性。這種情況必須要加以改善，為此，本實用新型即提出一種臥式滾動大型筒節類件超聲波自動探傷機。
發明內容本實用新型的目的在於提供一種臥式滾動超聲波自動探傷機，通過其可對大型筒節類件進行自動超聲波探傷檢測，以提高探傷生產率，縮短生產周期，增強可靠性，改善手工探傷勞動強度大、並避免手工探傷的人體生理特徵帶來的操作不穩定等問題。本實用新型基本思想是筒節類工件由託輥支撐滾動，而探頭作軸向、徑向運動以實現探傷。所採用的技術方案是:外部機器人安裝於外固定導軌上，機器人可沿導軌、筒節軸向移動；內部機器人安裝於可移動的內導軌上，工件利用託輥支撐，採用8輥均載結構，並可由託輥驅動旋轉，內、外部機器人可沿相應的導軌移動到指定位置，利用工件的旋轉和機器人的聯合運動實現預期的探傷軌跡。完成探傷工作。目前我國自動化超聲波探傷的技術還很落後、標準和規範不健全，而隨著生產的不斷發展，自動化超聲波探傷將是檢測領域的必由之路。本實用新型旨在提高生產效率、改善勞動條件、提高產品安全質量，具有重要的技術價值。[0008]本實用新型與現有技術相比具有如下優點:工作檯相互獨立，採用單端8輥均載支撐，結構簡單，可適應較大的工件直徑變化範圍。

圖1為本實用新型臥式滾動大型筒節類件超聲波自動探傷機的示意圖。圖2為本實用新型臥式滾動大型筒節類件超聲波自動探傷機直筒節工作狀態示意圖。圖3為本實用新型臥式滾動大型筒節類件超聲波自動探傷機過渡節筒節工作狀態示意圖。圖中1.平臺、2.內導軌支架、3.內移動導軌、4.內部機器人、5.外固定導軌、6.夕卜部機器人、7.可升降高度託輥架、8.可軸向移動支撐託輥架、9.內探頭、10.外探頭、11.小直角擺臂、12.大直角擺臂、13託輥。
具體實施方式
如下將結合附圖和實施例對本發明作進一步說明。如圖1所示，本發明所涉及臥式滾動超聲波自動探傷機組成主要包括工作平臺、內外移動導軌和支撐託輥架。本實用新型臥式滾動大型筒節類件超聲波自動探傷機由基礎平臺I作為機架，內導軌支架2以移動副支撐內移動導軌3;內移動導軌3分為三層，彼此為移動副連接，軸向伸縮以滿足不同長度工件要求，並保證導軌足夠大的剛度；內部機器人4具有三個轉動自由度，與內移動導軌3的上層以移動副連接，並可沿內移動導軌3的上層移動(即工件軸線方向)；外固定導軌5固定於基礎平臺I之上；該導軌與基礎平臺I的中間鉛垂平面平行且處於水平，所述的中間鉛垂平面是一個固定不變的平面，可升降高度託輥架7和可軸向移動支撐託輥架8支撐筒節時，所有的工件直筒節、過渡筒節的軸線均處於水平且位於該平面內；外部機器人6具有三個轉動自由度，與外固定導軌5以移動副連接，並可沿外固定導軌5移動。可升降高度託輥架7與基礎平臺I通過固聯於基礎平臺I上的垂直方向的導軌構成移動副連接，可以上下移動、並設定高度檔位，對應過不同斜度規格的渡節；可升降高度託輥架7的長度方向兩端以轉動副各支撐一大直角擺臂12，大直角擺臂12可繞該轉動副被動轉動，大直角擺臂12的兩等長直角臂末端又以另一轉動副各支撐一小直角擺臂11，每個小直角擺臂11的兩個等長直角臂末端同樣以轉動副各支撐一託輥13。這樣，託輥13相鄰每兩個構成一組，每兩組構成一端共4個託輥，一個託輥架長度方向兩端共支撐8個託輥。同樣，可軸向移動支撐託輥架8以相同的方式支撐8個託輥。可升降高度託輥架7與可軸向移動支撐託輥架8共同構成對工件筒節、過渡節的臥式滾動支撐。可軸向移動支撐託輥架8軸向移動可適應不同長度筒節，可升降高度託輥架7高度變化適應於不同斜度的過渡節。通過兩級大、小直角擺臂串聯、轉動副被動支撐8個託輥形成內凹弧形，該內凹弧形的直徑是可變的，用於包絡工件筒節的外圓。當筒節直徑變化時，託輥接觸筒節的次序不同，與筒節表面接觸壓力也不同，小直角擺臂11、大直角擺臂12在不同託輥壓力的作用下將自動的、被動轉動，調整每個託輥的位置、姿態使每個託輥與工件表面的接觸壓力均相等。8個託輥始終包絡工件筒節的外圓形成均載穩定支撐。這種通過壓力自動調整託輥位置、跟蹤筒節或過渡節直徑變化能力是本實用新型的本質特徵之一。可軸向移動支撐託輥架8上的8個託輥均為主動，可升降高度託輥架7上的8個託輥均為從動。可升降高度託輥架7與大直角擺臂12的轉動副中心至兩等長直角臂末端與小直角擺臂11的轉動副中心距離相等，大直角擺臂12末端與小直角擺臂11的轉動副中心至兩託輥中心的距離相等。在可軸向移動支撐託輥架8與大直角擺臂12的轉動副中心軸線上安裝一大齒輪，在大直角擺臂12末端與兩小直角擺臂11的轉動副中心軸上各安裝一中等齒輪，大齒輪與兩個相同的中等齒輪嚙合，在託輥13中心軸線上均安裝一小齒輪，小齒輪與相應的託輥13固連，每個中等齒輪同時又與兩個相同的小齒輪嚙合。當軸向移動支撐託輥架8兩端的大齒輪被同步驅動時，所有的託輥將被同步、同方向驅動，同時又不會影響大直角擺臂12、小直角擺臂11的擺動及託輥13的位置變化。內探頭9和外探頭10為超聲波探頭，分別安裝於內部機器人4和外部機器人6的末端，工件轉動、導軌移動、機器人三轉動聯動，從而實現探傷工藝要求完成自動探傷。工作過程:在非工作狀態，外部機器人6移至外固定導軌5的一端，內移動導軌3收縮至一側留出吊入工件空間。如圖2、3所示，根據工件實際尺寸調整可升降高度託輥架7和可軸向移動支撐託輥架8的位置，吊入工件並落定於託輥上；試旋轉平穩後，內移動導軌3伸出到指定位置，外部機器人6、內部機器人4沿相應的導軌移動到指定位置，按照設定軌跡，由託輥驅動工件轉動、兩部機器人移動，使探頭完成探傷動作軌跡要求。探傷完畢，內移動導軌3收縮歸位，內、外部機器人歸位；根據記錄人工複查，最後吊出工件。
權利要求1.一種臥式滾動大型筒節類件超聲波自動探傷機，包括工作平臺、內外移動導軌、支撐託輥架及探傷頭，其特徵是:基礎平臺作為機架，內導軌支架以移動副支撐內移動導軌；內移動導軌分為三層，彼此為移動副連接；內部機器人具有三個轉動自由度，與內移動導軌的上層以移動副連接；外固定導軌固定於基礎平臺之上，該外固定導軌與基礎平臺的中間鉛垂平面平行且處於水平；可升降高度託輥架及可軸向移動支撐託輥架分別支撐8個託輥，且分別於固連於基礎平臺的垂直方向的導軌及外固定導軌構成移動副連接；內探頭和外探頭為超聲波探頭，分別安裝於內部機器人和外部機器人的末端。
2.根據權利要求1所述臥式滾動大型筒節類件超聲波自動探傷機，其特徵在於:內移動導軌分為三層，彼此為移動副連接，軸向伸縮以滿足不同長度工件要求，並保證導軌足夠大的剛度。
3.根據權利要求1所述臥式滾動大型筒節類件超聲波自動探傷機，其特徵在於:外固定導軌與基礎平臺的中間鉛垂平面是一個固定不變的平面，可升降高度託輥架和可軸向移動支撐託輥架支撐筒節時，所有的工件直筒節、過渡筒節的軸線均處於水平且位於該平面內。
4.根據權利要求1所述臥式滾動大型筒節類件超聲波自動探傷機，其特徵在於:可軸向移動支撐託輥架軸向移動可適應不同長度筒節，可升降高度託輥架高度變化適應於不同斜度的過渡節，而支撐託輥通過壓力自動調整託輥位置、跟蹤筒節或過渡節直徑變化。
專利摘要本實用新型涉及一種臥式滾動大型筒節類件超聲波自動探傷機，包括工作檯組件及探傷頭等，其特徵是基礎平臺作為機架，內導軌支架以移動副支撐內移動導軌；內移動導軌分為三層，彼此為移動副連接；內部機器人具有三個轉動自由度，與內移動導軌的上層以移動副連接；外固定導軌固定於基礎平臺之上，該導軌與基礎平臺的中間鉛垂平面平行且處於水平；可升降高度託輥架及可軸向移動支撐託輥架分別支撐8個託輥，且分別於固連於基礎平臺的垂直方向的導軌及外固定導軌構成移動副連接；內探頭和外探頭為超聲波探頭，分別安裝於內部機器人和外部機器人的末端。採用本設計的臥式滾動大型筒節類件超聲波自動探傷機，工作檯相互獨立，採用單端8輥均載支撐，結構簡單，可適應較大的工件直徑變化範圍。由於本工作檯採用導軌設計，可以有效的根據工件外形來調整探頭位置，完成超聲波探傷工作。
文檔編號G01N29/275GK202994733SQ201220614390
公開日2013年6月12日 申請日期2012年11月19日 優先權日2012年11月19日
發明者曾達幸, 周玉林, 侯雨雷, 姚建濤, 趙永生 申請人:燕山大學