專利名稱:大型工件焊縫自動(dòng)超聲掃查器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本實(shí)用新型涉及一種大型工件焊縫自動(dòng)超聲掃查器,主要用于大 型工件焊縫的檢測(cè)。
技術(shù)背景焊接結(jié)構(gòu)是巨大工業(yè)財(cái)富的組成部分,按照美國(guó)的估算,因焊接接頭失效引起的經(jīng)濟(jì)損失高達(dá)國(guó)民生產(chǎn)總值的5%。因此,如何保證 焊工件的運(yùn)行安全就成為一個(gè)極富有挑戰(zhàn)性的課題。無損檢測(cè)是發(fā)現(xiàn)坪接缺陷的主要手段,目前,我國(guó)采用無損檢測(cè)的工業(yè)部門有機(jī)械制 造、石油化工壓力容器與管道、冶金企業(yè)與造船工業(yè)、核能領(lǐng)域與采 油平臺(tái)以及鐵路交通部門等。在人工手動(dòng)無損檢測(cè)過程中通常會(huì)存在 工件尺寸大(工件直徑1.5米到60米)、高空作業(yè)、工件環(huán)境惡劣、 檢測(cè)周期長(zhǎng)、勞動(dòng)強(qiáng)度大、人為因素對(duì)檢測(cè)結(jié)果影響大等問題,給檢 測(cè)工作的進(jìn)行帶來不同程度的困難,同時(shí)也很難對(duì)檢測(cè)過程和檢測(cè)結(jié) 果做精確記錄。 實(shí)用新型內(nèi)容為了解決現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷,本實(shí)用新型提供了一種大型工件 焊縫自動(dòng)超聲掃查器,通過本實(shí)用新型能夠?qū)Υ笮凸ぜ暮缚p實(shí)現(xiàn)自 動(dòng)檢測(cè)并對(duì)工作過程進(jìn)行攝像監(jiān)控。本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案 一種大型工件焊縫自動(dòng)超聲掃查 器,包括支架和安裝在所述支架下方的磁輪,所述支架上設(shè)有用于感 應(yīng)》茲條軌跡的;茲條跟蹤器。所述磁條跟蹤器上設(shè)有能夠感應(yīng)磁條軌跡轉(zhuǎn)向變化的磁條靴,所 述磁條靴通過可在水平面內(nèi)自由轉(zhuǎn)動(dòng)角度的連桿與所述磁條跟蹤器 連接,所述磁條跟蹤器內(nèi)設(shè)有用于感應(yīng)所述連桿角度的感應(yīng)電路。
所述支架上還設(shè)有高精度攝像頭以及與所述高精度攝像頭配套 的激光指示器。
所述激光指示器為其照射出的激光束在工件上呈現(xiàn)的影像為直 線形的激光指示器。
所述磁條跟蹤器、激光指示器和高精度攝像頭分別通過各自的連 接架安裝在所述支架上,所述各連接架為可以調(diào)節(jié)角度和/或高度的 活動(dòng)連"l妄架結(jié)構(gòu)。
所述磁條跟蹤器、激光指示器和高精度攝像頭通過有線或無線的 方式與終端控制器連接。
所述大型工件焊縫自動(dòng)超聲掃查器,還設(shè)有用于才艮據(jù)所述終端控 制器的控制信號(hào)控制運(yùn)行方向的導(dǎo)向控制裝置。
所述磁輪為左右兩組,每組包括前后兩個(gè)》茲輪,所述各組磁輪分 別通過各自的i茲輪架連接在所述支架的左右兩側(cè)。
所述大型工件焊縫自動(dòng)超聲掃查器,還設(shè)有用于將所述》茲輪與工 件脫離的脫離裝置,所述脫離裝置包括凸輪和與所述凸輪配合的從動(dòng) 件,所述凸輪通過轉(zhuǎn)軸連接在所述磁輪架上,所述從動(dòng)件配合所述凸 輪的位置彈性滑動(dòng)連接在所述磁輪架上,位于所述凸輪的下方,所述 凸輪上設(shè)有用于控制所述凸輪沿所述轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)的控制桿。
所述支架上還安裝有記錄所述大型工件焊縫自動(dòng)超聲掃查器行走位移的記錄儀、用于記錄所述大型工件焊縫自動(dòng)超聲掃查器轉(zhuǎn)向角
度的記錄儀以及掃查Y軸,所述掃查Y軸通過轉(zhuǎn)接板與支架連接,所 述轉(zhuǎn)接板下端連接有多通道探頭加載支架,所述轉(zhuǎn)接板與所述掃查Y 軸的連接方式采用所述掃查Y軸與水平面的角度可調(diào)的連接方式,所 述掃查Y軸上設(shè)有固定超聲波探頭的探頭基座。
本實(shí)用新型的有益效果本實(shí)用新型具有焊縫自動(dòng)跟蹤和攝像監(jiān) 控功能,并能夠同時(shí)攜帶多只超聲波探頭,抗干擾能力強(qiáng),通過本實(shí) 用新型能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)大型工件焊縫的全自動(dòng)檢測(cè),并能夠提高工件缺陷 的檢出率,為工作人員提供可靠的缺陷記錄,同時(shí)本實(shí)用新型還具有 功能強(qiáng)大、適應(yīng)性廣、裝卸方便和結(jié)實(shí)耐用等優(yōu)點(diǎn)。
圖1為本實(shí)用新型的俯視圖。
具體實(shí)施方式
參見圖l,本實(shí)用新型提供了一種大型工件焊縫自動(dòng)超聲掃查器, 包括支架1和2和安裝在所述支架下方的》茲輪8,所述》茲輪通常為左 右兩組,每組包括前后兩個(gè)磁輪,所述各組i茲輪分別通過各自的磁輪 架連接在所述支架的左右兩側(cè),起到支撐所述支架和帶動(dòng)所述支架在 工件上運(yùn)動(dòng)的作用,所述支架上還設(shè)有用于驅(qū)動(dòng)所述》茲輪行走的驅(qū)動(dòng) 馬達(dá)3。
所述支架上^L有通過連接架安裝在其上的用于感應(yīng)磁條軌跡的 ^磁條跟蹤器9,為方i^更所述/P茲條跟蹤器適應(yīng)在不同的工作環(huán)境空間工 作,所述連接架采用角度和/或高度可以調(diào)節(jié)的活動(dòng)連接結(jié)構(gòu),所述磁條跟蹤器上設(shè)有能夠感應(yīng)磁條軌跡轉(zhuǎn)向變化的磁條執(zhí)10,所述磁
條靴通過可在水平面內(nèi)自由轉(zhuǎn)動(dòng)角度的連桿與所述》茲條跟蹤器連接, 所迷磁條跟蹤器內(nèi)設(shè)有用于感應(yīng)所述連桿角度的感應(yīng)電路。所述大型 工件焊縫自動(dòng)超聲掃查器上還設(shè)有用于根據(jù)終端控制器的控制信號(hào) 控制運(yùn)行方向的導(dǎo)向控制裝置,所述導(dǎo)向控制裝置可以通過有線或無 線的方式與所述終端控制器連接。
在所述大型工件焊縫自動(dòng)超聲掃查器工作之前,工作人員將^f茲條 預(yù)先鋪設(shè)在工件上,所述磁條也可以采用鐵條代替,起動(dòng)所述大型工 件焊縫自動(dòng)超聲掃查器,所述磁條跟蹤器采集所述磁條或鐵條的位置 信息,所述^f茲條靴通過設(shè)置在其內(nèi)部的角度變化器采集所述》茲條或鐵 條的曲線變化信息,當(dāng)所述^f茲條或鐵條的方向改變時(shí),所述i茲條執(zhí)可 以通過所述連桿自行隨著所述磁條或鐵條轉(zhuǎn)動(dòng)角度,所述磁條跟蹤器 通過所述感應(yīng)電路感應(yīng)并記錄所述連桿的轉(zhuǎn)動(dòng)角度變化,即間接地接 收所述石茲條執(zhí)感應(yīng)的所述石茲條的軌跡轉(zhuǎn)向信息,所述》茲條跟蹤器通過 有線或無線的方式將所述磁條跟蹤器和磁條孰采集到的信息傳遞給 所述終端控制器或傳遞給所述導(dǎo)向控制裝置,再通過所述導(dǎo)向控制裝 置傳遞給所述終端控制器,工作人員經(jīng)所述終端控制器分析所述萬茲條 跟蹤器和磁條靴采集的信號(hào)后,制定控制信號(hào),將生成控制信號(hào)傳遞 給所述導(dǎo)向控制裝置,所述導(dǎo)向控制裝置根據(jù)控制信號(hào)控制所述支架 上的驅(qū)動(dòng)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)所述;茲4侖沿工件表面做線性運(yùn)動(dòng)、曲線運(yùn)動(dòng)及自定 義軌跡運(yùn)動(dòng)或按照指定的半徑轉(zhuǎn)彎及原地旋轉(zhuǎn)。
所述支架上設(shè)有用于在工件上的焊縫處照明并指示所述大型工件焊縫自動(dòng)超聲掃查器行走路徑與焊縫偏移的激光指示器11和用于 采集所述激光指示器照射在工件上的激光線與工件上的焊縫處視頻
信號(hào)的高精度攝像頭12,所述激光指示器和高精度攝像頭通過各自 的連接架安裝在所述支架上,為方便所述激光指示器和高精度攝像頭 適應(yīng)不同的工作環(huán)境空間,所述連接架采用可以調(diào)節(jié)角度和/或高度 的活動(dòng)連接結(jié)構(gòu),為方便所述激光指示器照射出的激光束與工件上的 焊縫對(duì)比,所述激光指示器可以采用其照射出的激光束在工件上呈現(xiàn) 的影像為直線形的激光指示器(使所述激光指示器照射出的激光束為 逐漸向兩側(cè)擴(kuò)散的平面,其在工件上呈現(xiàn)的影像即為直線),所述激 光指示器和所述高精度攝像頭可以通過有線或無線的方式與所述終 端控制器連接或間接地通過所述導(dǎo)向控制裝置與所述終端控制器連 接,工作人員通過所述終端控制器控制所述激光指示器和高精度攝像 頭工作,所述高精度攝像頭將采集的視頻信號(hào)傳遞給所述終端控制 器,并在所述終端控制器的顯示屏上顯示,方便工作人員的觀察及控 制修正。
所述大型工件焊縫自動(dòng)超聲掃查器還可以采用通過所述高精度 攝像頭釆集到的視頻信號(hào)自動(dòng)生成控制信號(hào)調(diào)整所述大型工件焊縫 自動(dòng)超聲掃查器行走路線的全自動(dòng)方式,無需工作人員介入,采用此 種方式時(shí),所述高精度攝像頭配有智能軟件,安裝在所述終端控制器 上,所述高精度攝像頭將釆集到的視頻信號(hào)傳遞給所述終端控制器, 通過智能軟件的分析,為所述大型工件焊縫自動(dòng)超聲掃查器提供正確 的行走路線,并自動(dòng)生成控制信號(hào)控制所述大型工件焊縫自動(dòng)超聲掃查器沿該路線行走。
為方便從工件上取下所述大型工件焊縫自動(dòng)超聲掃查器,所述磁
輪架上還設(shè)有用于將所述;f茲輪與工件脫離的脫離裝置7,所述脫離裝 置包括凸輪和與所述凸輪配合的從動(dòng)件,所述凸輪通過轉(zhuǎn)軸連接在所 述磁輪架上,所述從動(dòng)件配合所述凸輪的位置彈性滑動(dòng)連接在所述磁 輪架上,位于所述凸輪的下方,所述凸輪上設(shè)有用于控制所述凸輪沿 所述轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)的控制桿,為方便操作通常將所述控制桿延伸至所述磁 輪架的外側(cè)或內(nèi)側(cè)方便工作人員手動(dòng)操作的位置。由于所述磁輪吸附 在工件上的力較大,在掃查工作完成需要取下所述大型工件焊縫自動(dòng) 超聲掃查器時(shí),通過所述脫離裝置可以方便快捷的把所述大型工件焊 縫自動(dòng)超聲掃查器從工件上取下,旋轉(zhuǎn)所述控制桿,帶動(dòng)所述凸輪旋 轉(zhuǎn),觸動(dòng)與之配合的所述從動(dòng)件滑動(dòng)并支撐在工件表面,繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)所 述控制桿,使所述從動(dòng)件繼續(xù)朝向工件表面方向延伸,以支撐所述》茲 輪脫離工件,所述《茲輪與工件表面脫離后,將所述控制桿復(fù)位,所述 從動(dòng)件隨之彈性復(fù)位。所述脫離裝置還可以采用杠桿式結(jié)構(gòu)的傳動(dòng)裝 置,通過杠桿帶動(dòng)從動(dòng)件滑動(dòng)支撐工件表面,使所述磁輪與工件表面 脫離。
為使工作人員能夠根據(jù)工作的實(shí)際情況隨時(shí)停止所述大型工件 焊縫自動(dòng)超聲掃查器工作,可以在所述導(dǎo)向控制裝置上設(shè)置急停按鈕
15,通過所述急停4安^L能夠切斷來自所述終端控制器的控制信號(hào),快
速停止運(yùn)動(dòng)中的所述大型工件焊縫自動(dòng)超聲掃查器。
同時(shí),為了方便工作人員對(duì)所述大型工件焊縫自動(dòng)超 掃查器的控制,還可以引入手控器,所述手控器可以通過無線傳輸?shù)姆绞脚c所 述終端控制器進(jìn)行控制信號(hào)傳輸,從而達(dá)到工作人員離開所述終端控 制器也能夠控制所述大型工件焊縫自動(dòng)超聲掃查器工作的目的。
所述支架上還安裝有掃查Y軸13,所述掃查Y軸與所述支架通 過轉(zhuǎn)接板16連接,所述轉(zhuǎn)接板下端連接有多通道探頭加載支架,所 述轉(zhuǎn)接板與所述掃查Y軸的連接方式采用所述掃查Y軸與水平面的角 度可調(diào)的連接方式,可以在所述轉(zhuǎn)接板與所述掃查Y軸之間設(shè)置旋轉(zhuǎn) 件,所述旋轉(zhuǎn)件固定連接在所述轉(zhuǎn)接板上,所述掃查Y軸轉(zhuǎn)動(dòng)連接在 所述旋轉(zhuǎn)件上,通過所述掃查Y軸在所述旋轉(zhuǎn)件上的轉(zhuǎn)動(dòng)可以調(diào)節(jié)所 述掃查Y軸與水平面的角度,還可以在所述轉(zhuǎn)接板上設(shè)置若干通孔, 所述掃查Y軸通過兩個(gè)螺絲穿過所述通孔并通過螺母固定在所述轉(zhuǎn) 接板上,當(dāng)需要調(diào)節(jié)所述掃查Y軸與所述水平面的角度時(shí),將所述兩 個(gè)螺絲穿過適宜的通孔并通過所述螺母固定即可,還可以在所述轉(zhuǎn)接 板上固定連接旋轉(zhuǎn)軸,所述掃查Y軸轉(zhuǎn)動(dòng)連接在所述旋轉(zhuǎn)軸上,并可 通過設(shè)置在所述轉(zhuǎn)接板上的固定螺絲固定所述掃查Y軸相對(duì)于水平 面的轉(zhuǎn)動(dòng)位置,或采用其它適宜調(diào)節(jié)所述掃查Y軸相對(duì)于水平面的轉(zhuǎn) 動(dòng)角度的連接方式。通過對(duì)所述掃查Y軸相對(duì)于水平面的角度的調(diào) 節(jié),可以使所述大型工件焊縫自動(dòng)超聲掃查器在工件的某一平面上運(yùn) 動(dòng)時(shí),對(duì)工件的另一平面上的焊縫進(jìn)行掃查。
所述掃查Y軸上設(shè)有固定超聲波探頭的探頭基座14,所述掃查Y 軸上還安裝有用于驅(qū)動(dòng)所述探頭基座做一維線性運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)馬達(dá),初 始化狀態(tài)時(shí)所述探頭基座位于所述掃查Y軸的中心,以避免操作錯(cuò)誤導(dǎo)致所述超聲波探頭與工件相撞或終端卡死,所述探頭基座與所述超 聲波探頭的連接方式可以采用在所述探頭基座上設(shè)置卡簧的連接方 式,當(dāng)將所述超聲波探頭插入所述探頭基座時(shí),所述卡簧卡住所述超 聲波探頭使其固定,當(dāng)需要取下超聲波探頭時(shí),轉(zhuǎn)動(dòng)或推動(dòng)卡簧,即 可將所述超聲波探頭取下,還可以采用其他適宜的機(jī)械式快速連接方 式。
所述支架上還設(shè)有用于記錄所述大型工件焊縫自動(dòng)超聲掃查器 行走位移的記錄儀和用于記錄所述大型工件焊縫自動(dòng)超聲掃查器轉(zhuǎn) 向角度的記錄儀,所述記錄所述大型工件焊縫自動(dòng)超聲掃查器行走位 移的記錄儀通常設(shè)置在所述磁輪架上,所述記錄所述大型工件焊縫自 動(dòng)超聲掃查器轉(zhuǎn)向角度的記錄儀通常設(shè)置在所述驅(qū)動(dòng)馬達(dá)上,所述掃
查Y軸上還設(shè)有用于記錄所述超聲波探頭行走位移的記錄儀。通過各 記錄儀可以精確記錄相關(guān)數(shù)據(jù),以便工作人員查詢。
系統(tǒng)通電自檢后,通過所述終端控制器發(fā)送控制信息到所述導(dǎo)向 控制裝置,所述導(dǎo)向控制裝置控制所述大型工件焊縫自動(dòng)超聲掃查器 按照控制信息做一維或二維運(yùn)動(dòng),所述終端控制器還可以通過智能軟 件利用所述自動(dòng)跟蹤器和磁條靴采集的磁條信息生成自動(dòng)跟蹤控制 信息,自動(dòng)調(diào)整所述大型工件焊縫自動(dòng)超聲掃查器的運(yùn)動(dòng)路線完成控 制過程,整個(gè)控制過程無需人員干涉,操作人員還可以通過所述終端 控制器上的顯示屏觀察所述高精度攝像頭采集到的視頻信息,并對(duì)所 述大型工件焊縫自動(dòng)超聲掃查器的工作過程做適應(yīng)性調(diào)整。通過過程 干預(yù)控制或自動(dòng)跟蹤可以提高所述大型工件焊縫自動(dòng)超聲掃查器的控制效果,從而達(dá)到工件焊縫的準(zhǔn)確檢測(cè)和高精度缺陷定位的目的。
權(quán)利要求1、一種大型工件焊縫自動(dòng)超聲掃查器,包括支架和安裝在所述支架下方的磁輪,其特征在于所述支架上設(shè)有用于感應(yīng)磁條軌跡的磁條跟蹤器。
2、 如權(quán)利要求1所述的大型工件焊縫自動(dòng)超聲掃查器,其特征 在于所述磁條跟蹤器上設(shè)有能夠感應(yīng)磁條軌跡轉(zhuǎn)向變化的磁條孰,所 述磁條執(zhí)通過可在水平面內(nèi)自由轉(zhuǎn)動(dòng)角度的連桿與所述》茲條跟蹤器 連接,所述磁條跟蹤器內(nèi)設(shè)有用于感應(yīng)所述連桿角度的感應(yīng)電路。
3、 如權(quán)利要求2所述的大型工件焊縫自動(dòng)超聲掃查器,其特征 在于所述支架上還設(shè)有高精度攝像頭以及與所述高精度攝像頭配套 的激光指示器。
4、 如權(quán)利要求3所述的大型工件焊縫自動(dòng)超聲掃查器,其特征 在于所述激光指示器為其照射出的激光束在工件上呈現(xiàn)的影像為直 線形的激光指示器。
5、 如權(quán)利要求4所述的大型工件焊縫自動(dòng)超聲掃查器,其特征 在于所述^f茲條跟蹤器、激光指示器和高精度攝像頭分別通過各自的連 接架安裝在所述支架上,所述各連接架為可以調(diào)節(jié)角度和/或高度的 活動(dòng)連接架結(jié)構(gòu)。
6、 如權(quán)利要求3、 4或5所述的大型工件焊縫自動(dòng)超聲掃查器, 其特征在于所述磁條跟蹤器、激光指示器和高精度攝像頭通過有線或 無線的方式與終端控制器連接。
7、 如權(quán)利要求6所述的大型工件焊縫自動(dòng)超聲掃查器,其特征在于還設(shè)有用于根據(jù)所述終端控制器的控制信號(hào)控制運(yùn)行方向的導(dǎo) 向控制裝置。
8、 如權(quán)利要求7所述的大型工件焊縫自動(dòng)超聲掃查器,其特征 在于所述-茲4侖為左右兩組,每組包括前后兩個(gè)i茲4侖,所述各組i茲輪分 別通過各自的石茲輪架連接在所述支架的左右兩側(cè)。
9、 如權(quán)利要求8所述的大型工件焊縫自動(dòng)超聲掃查器,其特征 在于還設(shè)有用于將所述i茲輪與工件脫離的脫離裝置,所述脫離裝置包 括凸輪和與所述凸輪配合的從動(dòng)件,所述凸輪通過轉(zhuǎn)軸連接在所述磁 輪架上,所述從動(dòng)件配合所述凸輪的位置彈性滑動(dòng)連接在所述》茲輪架 上,位于所述凸輪的下方,所述凸輪上設(shè)有用于控制所述凸輪沿所述 轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)的控制桿。
10、 如權(quán)利要求9所述的大型工件焊縫自動(dòng)超聲掃查器,其特征 在于所述支架上還安裝有記錄所述大型工件焊縫自動(dòng)超聲掃查器行 走位移的記錄儀、用于記錄所述大型工件焊縫自動(dòng)超聲掃查器轉(zhuǎn)向角 度的記錄儀以及掃查Y軸,所述掃查Y軸通過轉(zhuǎn)接板與支架連接,所 述轉(zhuǎn)接板下端連接有多通道探頭加載支架,所述轉(zhuǎn)接板與所述掃查Y 軸的連接方式采用所述掃查Y軸與水平面的角度可調(diào)的連接方式,所 述掃查Y軸上設(shè)有固定超聲波探頭的探頭基座。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種大型工件焊縫自動(dòng)超聲掃查器,包括支架和安裝在所述支架下方的磁輪,所述支架上設(shè)有用于感應(yīng)磁條軌跡的磁條跟蹤器。本實(shí)用新型具有導(dǎo)向功能和自動(dòng)跟蹤功能,還可通過設(shè)置高精度攝像頭對(duì)工作過程進(jìn)行攝像監(jiān)控,通過本實(shí)用新型能夠提高工件的缺陷檢出率,還能夠?yàn)楣ぷ魅藛T提供可靠的缺陷記錄,主要應(yīng)用于大型工件焊縫的自動(dòng)檢測(cè)。
文檔編號(hào)G01N29/04GK201429588SQ200920110100
公開日2010年3月24日 申請(qǐng)日期2009年7月15日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月15日
發(fā)明者李志軍 申請(qǐng)人:北京歐寧航宇檢測(cè)技術(shù)有限公司