全管水浸式球墨鑄鐵管超聲波自動檢測裝置的製作方法
2023-06-02 14:41:16
專利名稱：全管水浸式球墨鑄鐵管超聲波自動檢測裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及工業生產線上的檢測設備，尤其是一種全管水浸 式球墨鑄鐵管超聲波自動檢測裝置。
( 二 )背景技術根據一般國內外大型的製造業的生產及質量控制規範要求，生產
線上一般都有在線的檢測系統，用來實時控制生產的質量，提高生產效率及安全性。 目前，對球墨鑄鐵管生產企業來說，在其離心澆鑄的製造的過程中容易由於一些
因素引起鑄管的材質厚度不均勻或製造缺陷。因此，在生產過程中能實時的監測這些變化，
可以及時調整生產過程，提高成品率，以達到高效安全，節約成本，提高產品質量的目的。
目前，國內的球墨鑄鐵管生產企業為了完成上述的鑄管檢測，都是採取人工檢測
方式，如使用遊標卡尺或可攜式測厚儀測量。但是由於球墨鑄鐵管的工藝所致，這些管道內
外壁比較粗糙、材料組織結構不密緻，或有表面噴塗材料，在測量之前必須要對管道進行打
磨等處理，這些都會對測量結果產生極大的影響，而且只能做到局部點檢測，甚至對管道造
成一定的破壞，而且檢測過程費時，影響生產效率。
發明內容本實用新型的目的是要克服上述傳統人工檢測技術存在的缺點 和局限性，提供一種操作方便、運行可靠，檢測數據精確的全管水浸式球墨鑄鐵管超聲波自 動檢測裝置。 本實用新型的設計原理是採用超聲波聲能聚焦技術檢測球墨鑄鐵管的厚度和分 層缺陷，檢測中本裝置的超聲波束通過水層作為介質垂直入射於管壁，且形成聚焦線。通過 此方式可以增強超聲波能量的集中和指向性，且可消除常規檢測方式中由於內壁殘餘水的 影響。 本實用新型的具體設計方案是設計有一水槽，水槽底部安裝有左右升降裝置，兩 升降裝置的頂端各裝有輥輪承託被測管件；在水槽的前側壁頂端裝有導軌，導軌上通過滾 輪裝有機械手，機械手的一側安裝有探頭耦合器伸入水槽內，另一側安裝有伺服驅動裝置 置於水槽外壁的一條水平直線滑軌上，在水槽外壁水平直線滑軌的下方平行布置有線纜履 帶裝置，線纜履帶裝置通過總線與檢測控制臺連接，各信號線、控制線、電源線則通過線纜 履帶裝置及總線與檢測控制臺連接。 本實用新型中所述的探頭耦合器包括有一殼體，殼體內安裝有滑動導向座，在滑 動導向座上通過夾緊裝置安裝有超聲波聚焦探頭，且在夾緊裝置中安裝蝸輪蝸杆調節裝 置；在所述殼體的尾端安裝有自適應調節器與機械手連接，殼體的前端分左右布置有兩對 滾輪，每對滾輪通過軸及彈性支承座安裝在殼體上。 上述探頭耦合器中的超聲波聚焦探頭的入射線和被測管件的軸線在同一水平面 上，且相互垂直。 上述探頭耦合器中安裝在殼體尾端的自適應調節器包括有一柔性支架，柔性支架
的前端通過推力軸承與殼體連接，柔性支架的尾端裝有氣缸與機械手連接。 上述探頭耦合器中所述安裝滾輪軸的彈性支承座具有伸縮支架，支架內裝彈簧，
支架的前端安裝軸承座通過軸承與滾輪軸連接，支架的尾端焊裝在殼體上。 上述探頭耦合器殼體的兩側壁呈三角形導流頭，以減少水的阻力，有利於探頭耦合器的行走。 本實用新型結構精密，操作方便，技術先進，檢測效率高，精度高。
(四)
圖1是本實用新型的總體結構(示意)主視圖； 圖2是本實用新型總體結構(示意)左視圖； 圖3是本實用新型探頭耦合器的放大結構(示意)主視圖； 圖4是本實用新型探頭耦合器的放大結構(示意)左視圖。 圖中l-機械手，2-伺服驅動裝置；3-水平直線滑軌，4-線纜履帶裝置，5-被測管 件，6-水槽，7-輥輪，8-升降裝置，9-總線，10-探頭耦合器，11-滾輪，12-導軌，13-檢測 控制臺，14-滾輪，15-軸，16-殼體，17-上夾板，18-下夾板，19-三角形導流頭，20-螺栓， 21-燕尾槽滑動導向座，22-超聲波聚焦探頭，23-軸承座、軸承，24-彈性支承座，25-蝸輪、 蝸杆調節機構，26-支承座，27-推力軸承，28-柔性支架，29-氣缸。
具體實施方式
參見圖1、圖2，本實用新型採用鋼板焊製成長方水槽6，在水槽6底部安裝有左右 升降裝置8(如常見的油缸、氣缸等)，兩升降裝置8的頂端各裝有輥輪7承託被測管件5 ; 在水槽6的前側壁頂端裝有導軌12，導軌12上通過滾輪11裝有機械手1，機械手1的一側 安裝有探頭耦合器10伸入水槽6內，另一側安裝有伺服驅動裝置2(採用常規電機驅動輪 結構即可)置於水槽6外壁的一條水平直線滑軌3上，以驅動機械手1實現往復運動，從而 對被測管件5進行全長檢測。在水槽6外壁水平直線滑軌3的下方平行布置有線纜履帶裝 置4，線纜履帶裝置4通過總線9與檢測控制臺13連接，各信號線、控制線、電源線則通過線 纜履帶裝置4及總線9與檢測控制臺13連接。 本實用新型中所述探頭耦合器10參見圖3、圖4，包括有一殼體16，殼體16內安裝 有燕尾槽滑動導向座21，在滑動導向座21上通過夾緊裝置(由上、下夾板17、18和兩螺栓 20組成)安裝有超聲波聚焦探頭22，且在夾緊裝置中安裝蝸輪蝸杆調節機構25 (以調節超 聲波聚焦探頭22的前後最佳位置，其中的蝸杆是裝在支承座26上轉動)；在所述殼體16的 尾端安裝有自適應調節器與機械手1連接，殼體16的前端分左右布置有兩對滾輪14，每對 滾輪14通過軸15及彈性支承座24安裝在殼體16上。 所述探頭耦合器10中的超聲波聚焦探頭22的入射線和被測管件的軸線在同一水 平面上，且相互垂直。 所述安裝在殼體16尾端的自適應調節器包括有一柔性支架28 (可採用最基本的 彈簧結構)，柔性支架28的前端通過推力軸承27與殼體16連接，柔性支架28的尾端裝有 氣缸29與機械手1連接。氣缸29可推動整個探頭耦合器10與被測管件5有較好的接觸。 所述安裝滾輪軸15的彈性支承座24具有伸縮支架，支架內裝彈簧，支架的前端安 裝軸承座23通過軸承與滾輪軸15連接，支架的尾端焊裝在殼體16上。 所述探頭耦合器10殼體的兩側壁呈三角形導流頭19。 本實用新型的工作原理如附圖1、2所示，在水槽6的底端設置有升降裝置8，控 制輥輪7的升降，被測管件5定位在輥輪8上，在水槽6的側壁固定有水平直線滑軌3，水平直線滑軌3由伺服驅動裝置2控制，可帶動機械手1沿著管件5的水平軸線方向往復運動， 在機械手1的內側裝有探頭耦合器IO，探頭耦合器10可通過氣缸29提供水平方向伸縮， 用來適應不同管徑，在探頭耦合器10內置有超聲波聚焦探頭22，且和管件5的水平軸線呈 垂直入射角度。探頭耦合器10的前端有柔性自調整停靠滾輪14，耦合器末端連接機械手1 位置可自調整停靠位置，在機械手1運動的過程中，保持自適應的角度調整，使得探頭22能 始終以垂直角度入射到管道壁上。在水平直線滑軌3下部沿著水槽6的側壁水平設置線纜 履帶裝置4，可以使得控制線和機械手1處於同步運動狀態。控制/信號線纜總線9連接自 動檢測裝置的機械和傳感器結構部分和檢測控制臺13，檢測控制臺13上部安裝人機接口 顯示器實時監測檢測狀態和結果，操作人員通過控制鍵盤的按鈕控制整個裝置的動作。
權利要求全管水浸式球墨鑄鐵管超聲波自動檢測裝置，其特徵是具有一水槽，水槽底部安裝有左右升降裝置，兩升降裝置的頂端各裝有輥輪承託被測管件；在水槽的前側壁頂端裝有導軌，導軌上通過滾輪裝有機械手，機械手的一側安裝有探頭耦合器伸入水槽內，另一側安裝有伺服驅動裝置置於水槽外壁的一條水平直線滑軌上，在水槽外壁水平直線滑軌的下方平行布置有線纜履帶裝置，線纜履帶裝置通過總線與檢測控制臺連接，各信號線、控制線、電源線則通過線纜履帶裝置及總線與檢測控制臺連接。
2. 根據權利要求1所述的全管水浸式球墨鑄鐵管超聲波自動檢測裝置，其特徵是所 述探頭耦合器包括有一殼體，殼體內安裝有滑動導向座，在滑動導向座上通過夾緊裝置安 裝有超聲波聚焦探頭，且在夾緊裝置中安裝蝸輪蝸杆調節裝置；在所述殼體的尾端安裝有 自適應調節器與機械手連接，殼體的前端分左右布置有兩對滾輪，每對滾輪通過軸及彈性 支承座安裝在殼體上。
3. 根據權利要求2所述的全管水浸式球墨鑄鐵管超聲波自動檢測裝置，其特徵是所 述探頭耦合器中的超聲波聚焦探頭的入射線和被測管件的軸線在同一水平面上，且相互垂 直。
4. 根據權利要求2所述的全管水浸式球墨鑄鐵管超聲波自動檢測裝置，其特徵是所 述安裝在殼體尾端的自適應調節器包括有一柔性支架，柔性支架的前端通過推力軸承與殼 體連接，柔性支架的尾端裝有氣缸與機械手連接。
5. 根據權利要求2所述的全管水浸式球墨鑄鐵管超聲波自動檢測裝置，其特徵是所 述安裝滾輪軸的彈性支承座具有伸縮支架，支架內裝彈簧，支架的前端安裝軸承座通過軸 承與滾輪軸連接，支架的尾端焊裝在殼體上。
6. 根據權利要求2所述的全管水浸式球墨鑄鐵管超聲波自動檢測裝置，其特徵是所 述探頭耦合器殼體的兩側壁呈三角形導流頭。
專利摘要本實用新型涉及工業生產線上的檢測設備，是一種全管水浸式球墨鑄鐵管超聲波自動檢測裝置，它具有一水槽，水槽底部安裝有左右升降裝置，兩升降裝置的頂端各裝有輥輪承託被測管件；在水槽的前側壁頂端裝有導軌，導軌上通過滾輪裝有機械手，機械手的一側安裝有探頭耦合器伸入水槽內，另一側安裝有伺服驅動裝置置於水槽外壁的一條水平直線滑軌上，在水槽外壁水平直線滑軌的下方平行布置有線纜履帶裝置，線纜履帶裝置通過總線與檢測控制臺連接，各信號線、控制線、電源線則通過線纜履帶裝置及總線與檢測控制臺連接；本實用新型解決了現有人工檢測鑄管效率低，精度低，操作不方便等問題，主要用於球墨鑄鐵管的生產線上。
文檔編號G01N29/265GK201497494SQ20092022781
公開日2010年6月2日 申請日期2009年9月1日 優先權日2009年9月1日
發明者李小兵, 梅開新, 賈振波, 馬利傑 申請人:黃石新興管業有限公司