一種全自動(dòng)換熱器管端角焊縫檢查系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于熱交換器、蒸發(fā)器及其它類似結(jié)構(gòu)的管端焊縫無損檢測技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種全自動(dòng)換熱器管端角焊縫檢查系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前對(duì)換熱器管端角焊縫檢測主要采用射線成像技術(shù)，而射線數(shù)字化成像技術(shù)經(jīng)過近幾年的發(fā)展，具備了現(xiàn)場適應(yīng)能力強(qiáng)，對(duì)氣孔等缺陷檢測靈敏度相對(duì)較高等特點(diǎn)，因此數(shù)字成像技術(shù)也越來越多的應(yīng)用在換熱器管端角焊縫的檢測技術(shù)上。但是由于換熱器大小不一，且換熱器的傳熱管數(shù)量繁多，手動(dòng)或者半自動(dòng)檢測設(shè)備仍然存在檢測速度慢，自動(dòng)化程度低等問題。特別是大直徑的換熱器類似的問題尤為突出。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實(shí)用新型的目的在于提供一種全自動(dòng)換熱器管端角焊縫檢查系統(tǒng)，以對(duì)換熱器管端角焊縫進(jìn)行有效率、高精度的射線檢查。
[0004]為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型所采取的技術(shù)方案為:
[0005]—種全自動(dòng)換熱器管端角焊縫檢查系統(tǒng)，包括控制單元、爬行定位裝置、氣動(dòng)快速鎖緊裝置、射線探測器，控制單元對(duì)爬行定位裝置、射線探測器和氣動(dòng)快速鎖緊裝置進(jìn)行控制；爬行定位裝置與射線探測器通過氣動(dòng)快速鎖緊裝置連接；爬行定位裝置是由基座和活動(dòng)塊組成的十字交叉結(jié)構(gòu)，基座與活動(dòng)塊可以相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)和相對(duì)直線運(yùn)動(dòng)；氣動(dòng)快速鎖緊裝置由氣鎖公接頭和氣鎖母接頭構(gòu)成，氣鎖公接頭安裝在爬行定位裝置上，氣鎖母接頭安裝在射線探測器上。
[0006]所述的控制單元采取集成化設(shè)計(jì)，由控制計(jì)算機(jī)和運(yùn)動(dòng)控制箱組成，運(yùn)動(dòng)控制箱與控制計(jì)算機(jī)通過LAN連接；電源、運(yùn)動(dòng)控制卡、電磁閥安裝在運(yùn)動(dòng)控制箱中。
[0007]所述的基座與活動(dòng)塊通過直線導(dǎo)軌和絲桿連接，電機(jī)帶動(dòng)絲桿轉(zhuǎn)動(dòng)，絲桿將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為直線運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)活動(dòng)塊在直線導(dǎo)軌上平移。
[0008]所述的基座和活動(dòng)塊分別含有兩個(gè)腳爪，當(dāng)基座的兩個(gè)腳爪固定在換熱管上時(shí)，松開活動(dòng)塊的腳爪，利用活動(dòng)塊的轉(zhuǎn)動(dòng)和直線運(yùn)動(dòng)，改變活動(dòng)塊兩腳爪要固定的孔位，到達(dá)預(yù)定孔位后，活動(dòng)塊的腳爪固定好；松開基座的腳爪，利用基座的轉(zhuǎn)動(dòng)和直線運(yùn)動(dòng)，改變基座兩腳爪固定的孔位，到達(dá)預(yù)定孔位后，基座的腳爪固定好，按照路徑規(guī)劃，如此往復(fù)，實(shí)現(xiàn)管板上的全自動(dòng)高效定位。
[0009]所述的射線探測器由連接塊、支撐板、升降氣缸、擺動(dòng)氣缸、滑動(dòng)導(dǎo)軌、射線探測頭、射線源組成；升降氣缸、擺動(dòng)氣缸、滑動(dòng)導(dǎo)軌安裝在支撐板上，射線探測頭安裝在擺動(dòng)氣缸的擺動(dòng)軸上，射線源安裝在射線探測頭上，連接塊與支撐板通過螺釘連接；射線探測頭需要在換熱管中不同角度的位置定位并實(shí)現(xiàn)射線拍照。
[0010]所述的擺動(dòng)氣缸集成了角度位移編碼器，可以實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)圓周旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，根據(jù)成像系統(tǒng)分辨率和成像時(shí)間精確控制多個(gè)角度的旋轉(zhuǎn)，可以實(shí)施射線拍照。
[0011]所述的氣鎖公接頭由外殼、氣鎖活塞及滾珠組成，氣鎖母接頭由外殼和止松環(huán)組成；氣鎖公接頭內(nèi)部是一個(gè)類氣缸結(jié)構(gòu)，由氣鎖活塞推動(dòng)三個(gè)滾珠向外脹開，脹開后的滾珠和氣鎖母接頭的止松環(huán)緊配，防止松開。
[0012]本實(shí)用新型所取得的有益效果為:
[0013]本實(shí)用新型通過爬行定位裝置在換熱器管板上自動(dòng)行走并定位，代替目前主流的手動(dòng)或者半自動(dòng)檢查方式，射線探測器作為檢查實(shí)體，通過快速鎖緊裝置，搭載在爬行定位裝置上，使其射線源可以準(zhǔn)確插入每根待檢傳熱管的管口。這種系統(tǒng)極大的降低了人的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了檢查的效率及準(zhǔn)確性。
[0014]本實(shí)用新型為換熱器傳熱管管端角焊縫實(shí)施射線自動(dòng)檢查而提出一套全自動(dòng)檢查機(jī)器人系統(tǒng)，本系統(tǒng)中爬行定位裝置的主要功能是配合射線數(shù)字成像設(shè)備(即射線探測器)的使用，使其射線源可以準(zhǔn)確插入每根待檢傳熱管的管口，射線探測器安裝于擺動(dòng)機(jī)構(gòu)上，能精確控制棒陽極旋轉(zhuǎn)一定角度實(shí)施射線拍照任務(wù)，最后對(duì)產(chǎn)生的完整焊接接頭圖像進(jìn)行圖像處理，生成檢測結(jié)果，實(shí)現(xiàn)數(shù)字成像。
[0015](I)控制單元采用集成化設(shè)計(jì)，但對(duì)爬行定位裝置、射線探測器和氣動(dòng)快速鎖緊裝置三者的控制仍然相對(duì)獨(dú)立，這種方式可以有效避免誤操作。在控制計(jì)算機(jī)中通過導(dǎo)入不同被檢換熱管的模型及相關(guān)數(shù)據(jù)參數(shù)設(shè)置，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)不同大小的換熱器管端角焊縫的射線檢查。
[0016](2)利用兩組氣動(dòng)快速鎖緊裝置，爬行定位裝置和射線探測器可以快速組成整體，兩組氣動(dòng)快速鎖緊裝置的使用不僅可以使連接更牢固，同時(shí)由于射線探測器長度較長也有效減小了射線探測器自重產(chǎn)生的力矩。
[0017](3)射線探測器在爬行定位器的搭載下，通過爬行定位器角度的設(shè)置和電機(jī)絲杠傳動(dòng)，按規(guī)劃路徑，實(shí)現(xiàn)精確定位，實(shí)現(xiàn)管板面所有管口的全自動(dòng)檢測。
[0018](4)射線探測器到達(dá)目標(biāo)換熱管后，由于使用了集成角度位移編碼器的擺動(dòng)氣缸，可以實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)角度的精細(xì)控制和微調(diào)，提高了成像分辨率。
[0019](5)為消除中心以外的盲區(qū)，射線探測器旋轉(zhuǎn)至少3個(gè)位置。為消除旋轉(zhuǎn)時(shí)射線探測器與定位機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)干涉，根據(jù)具體檢查的換熱器尺寸，擺動(dòng)氣缸調(diào)節(jié)成合適角度可以縮短探測器與爬行定位裝置連接塊的基座部件方向長度，提升爬行定位裝置的覆蓋范圍。
【附圖說明】
[0020]圖1是本實(shí)用新型的全自動(dòng)檢查系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖2是本實(shí)用新型的機(jī)械結(jié)構(gòu)示意圖A ；
[0022]圖3是本實(shí)用新型的機(jī)械結(jié)構(gòu)示意圖B;
[0023]圖4是本實(shí)用新型的射線探測器示意圖；
[0024]圖5是本實(shí)用新型的氣動(dòng)快速鎖緊裝置示意圖；
[0025]圖中:1、爬行定位裝置；2、基座；3、氣動(dòng)快速鎖緊裝置；4、連接塊；5、支撐板；6、射線探測器；7、升降氣缸；8、擺動(dòng)氣缸；9、滑動(dòng)導(dǎo)軌；10、射線探測頭；11、換熱器；12、射線源；13、活動(dòng)塊；14、電機(jī)；15、腳爪；16、直線導(dǎo)軌；17、絲桿；18、氣鎖公接頭；19、氣鎖母接頭；20、氣鎖活塞；21、滾珠；22、止松環(huán)。
【具體實(shí)施方式】
[0026]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0027]如圖1所示，本實(shí)用新型所述全自動(dòng)換熱器管端角焊縫檢查系統(tǒng)包括控制單元、爬行定位裝置1、氣動(dòng)快速鎖緊裝置3、射線探測器6 ;
[0028]控制計(jì)算機(jī)和運(yùn)動(dòng)控制箱組成系統(tǒng)控制單元，控制單元采取集成化設(shè)計(jì):電源，運(yùn)動(dòng)控制卡，電磁閥等控制元器件統(tǒng)一安裝在運(yùn)動(dòng)控制箱中，運(yùn)動(dòng)控制箱與控制計(jì)算機(jī)通過LAN連接，按照各控制元器件的邏輯和執(zhí)行關(guān)系，控制單元的功能主要分為對(duì)爬行定位裝置1、射線探測器6和氣動(dòng)快速鎖緊裝置3三者的控制，三者之間的控制相對(duì)獨(dú)立，操作互不影響。
[0029]如圖2、圖3所示，爬行定位裝置I由基座2和活動(dòng)塊13組成十字交叉結(jié)構(gòu)，基座2主要由主支撐板和兩個(gè)腳爪15構(gòu)成，活動(dòng)塊13由直線導(dǎo)軌16、絲桿17以及兩個(gè)腳爪15構(gòu)成，基座2和活動(dòng)塊13可以相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，兩者通過直線導(dǎo)軌16和絲桿17相連，直線導(dǎo)軌16起支撐和導(dǎo)向作用，電機(jī)14帶動(dòng)絲桿17轉(zhuǎn)動(dòng)，絲桿17將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為直線運(yùn)動(dòng)，從而活動(dòng)塊13在直線導(dǎo)軌16上平移，因此基座2和活動(dòng)塊13之間還可以實(shí)現(xiàn)相對(duì)直線運(yùn)動(dòng)?；?和活動(dòng)塊13分別含有兩個(gè)腳爪15，腳爪15利用脹緊原理可以在換熱管上實(shí)現(xiàn)固定。當(dāng)基座2的兩個(gè)腳爪15固定在換熱管上