專利名稱：全管水浸式球墨鑄鐵管超聲波自動(dòng)檢測裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及工業(yè)生產(chǎn)線上的檢測設(shè)備，尤其是一種全管水浸式球 墨鑄鐵管超聲波自動(dòng)檢測裝置。( 二)
背景技術(shù)：
根據(jù)一般國內(nèi)外大型的制造業(yè)的生產(chǎn)及質(zhì)量控制規(guī)范要求，生產(chǎn) 線上一般都有在線的檢測系統(tǒng)，用來實(shí)時(shí)控制生產(chǎn)的質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率及安全性。目前，對(duì)球墨鑄鐵管生產(chǎn)企業(yè)來說，在其離心澆鑄的制造的過程中容易由于一些 因素引起鑄管的材質(zhì)厚度不均勻或制造缺陷。因此，在生產(chǎn)過程中能實(shí)時(shí)的監(jiān)測這些變化， 可以及時(shí)調(diào)整生產(chǎn)過程，提高成品率，以達(dá)到高效安全，節(jié)約成本，提高產(chǎn)品質(zhì)量的目的。目前，國內(nèi)的球墨鑄鐵管生產(chǎn)企業(yè)為了完成上述的鑄管檢測，都是采取人工檢測 方式，如使用游標(biāo)卡尺或便攜式測厚儀測量。但是由于球墨鑄鐵管的工藝所致，這些管道內(nèi) 外壁比較粗糙、材料組織結(jié)構(gòu)不密致，或有表面噴涂材料，在測量之前必須要對(duì)管道進(jìn)行打 磨等處理，這些都會(huì)對(duì)測量結(jié)果產(chǎn)生極大的影響，而且只能做到局部點(diǎn)檢測，甚至對(duì)管道造 成一定的破壞，而且檢測過程費(fèi)時(shí)，影響生產(chǎn)效率。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是要克服上述傳統(tǒng)人工檢測技術(shù)存在的缺點(diǎn)和局 限性，提供一種操作方便、運(yùn)行可靠，檢測數(shù)據(jù)精確的全管水浸式球墨鑄鐵管超聲波自動(dòng)檢 測裝置。本發(fā)明的設(shè)計(jì)原理是采用超聲波聲能聚焦技術(shù)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(zhì)垂直入射于管壁，且形成聚焦線。通過此 方式可以增強(qiáng)超聲波能量的集中和指向性，且可消除常規(guī)檢測方式中由于內(nèi)壁殘余水的影 響。本發(fā)明的具體設(shè)計(jì)方案是設(shè)計(jì)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托被測管件；在水槽的前側(cè)壁頂端裝有導(dǎo)軌，導(dǎo)軌上通過滾輪裝 有機(jī)械手，機(jī)械手的一側(cè)安裝有探頭耦合器伸入水槽內(nèi)，另一側(cè)安裝有伺服驅(qū)動(dòng)裝置置于 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(tái)連接，各信號(hào)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(tái)連接。本發(fā)明中所述的探頭耦合器包括有一殼體，殼體內(nèi)安裝有滑動(dòng)導(dǎo)向座，在滑動(dòng)導(dǎo) 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桿調(diào)節(jié)裝置；在 所述殼體的尾端安裝有自適應(yīng)調(diào)節(jié)器與機(jī)械手連接，殼體的前端分左右布置有兩對(duì)滾輪， 每對(duì)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(yīng)調(diào)節(jié)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(jī)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(nèi)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(cè)壁呈三角形導(dǎo)流頭，以減少水的阻力，有利于探頭耦合器的行走。本發(fā)明結(jié)構(gòu)精密，操作方便，技術(shù)先進(jìn)，檢測效率高，精度高。


圖1是本發(fā)明的總體結(jié)構(gòu)(示意)主視圖；圖2是本發(fā)明總體結(jié)構(gòu)(示意)左視圖；圖3是本發(fā)明探頭耦合器的放大結(jié)構(gòu)(示意)主視圖；圖4是本發(fā)明探頭耦合器的放大結(jié)構(gòu)(示意)左視圖。圖中1_機(jī)械手，2-伺服驅(qū)動(dòng)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(dǎo)軌，13-檢測 控制臺(tái)，14-滾輪，15-軸，16-殼體，17-上夾板，18-下夾板，19-三角形導(dǎo)流頭，20-螺栓， 21-燕尾槽滑動(dòng)導(dǎo)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、 蝸桿調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，26-支承座，27-推力軸承，28-柔性支架，29-氣缸。
具體實(shí)施例方式參見圖1、圖2，本發(fā)明采用鋼板焊制成長方水槽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承托被測管件5 ；在水 槽6的前側(cè)壁頂端裝有導(dǎo)軌12，導(dǎo)軌12上通過滾輪11裝有機(jī)械手1，機(jī)械手1的一側(cè)安裝 有探頭耦合器10伸入水槽6內(nèi)，另一側(cè)安裝有伺服驅(qū)動(dòng)裝置2(采用常規(guī)電機(jī)驅(qū)動(dòng)輪結(jié)構(gòu) 即可)置于水槽6外壁的一條水平直線滑軌3上，以驅(qū)動(dòng)機(jī)械手1實(shí)現(xiàn)往復(fù)運(yùn)動(dòng)，從而對(duì)被 測管件5進(jìn)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(tái)13連接，各信號(hào)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(tái)13連接。本發(fā)明中所述探頭耦合器10參見圖3、圖4，包括有一殼體16，殼體16內(nèi)安裝有 燕尾槽滑動(dòng)導(dǎo)向座21，在滑動(dòng)導(dǎo)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桿調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)25 (以調(diào)節(jié)超聲 波聚焦探頭22的前后最佳位置，其中的蝸桿是裝在支承座26上轉(zhuǎn)動(dòng))；在所述殼體16的 尾端安裝有自適應(yīng)調(diào)節(jié)器與機(jī)械手1連接，殼體16的前端分左右布置有兩對(duì)滾輪14，每對(duì) 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(yīng)調(diào)節(jié)器包括有一柔性支架28 (可采用最基本的 彈簧結(jié)構(gòu))，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(jī)械手1連接。氣缸29可推動(dòng)整個(gè)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(nèi)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(cè)壁呈三角形導(dǎo)流頭19。本發(fā)明的工作原理如附圖1、2所示，在水槽6的底端設(shè)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(cè)壁固定有水平直線滑軌3，水平直線滑軌3由伺服驅(qū)動(dòng)裝置2控制，可帶動(dòng)機(jī)械手1沿著管件5的水平軸線方向往復(fù)運(yùn)動(dòng)，在機(jī) 械手1的內(nèi)側(cè)裝有探頭耦合器10，探頭耦合器10可通過氣缸29提供水平方向伸縮，用來適 應(yīng)不同管徑，在探頭耦合器10內(nèi)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(diào)整?？繚L輪14，耦合器末端連接機(jī)械手1位置可 自調(diào)整?？课恢?，在機(jī)械手1運(yùn)動(dòng)的過程中，保持自適應(yīng)的角度調(diào)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(cè)壁水平設(shè)置線纜履帶裝 置4，可以使得控制線和機(jī)械手1處于同步運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。控制/信號(hào)線纜總線9連接自動(dòng)檢測 裝置的機(jī)械和傳感器結(jié)構(gòu)部分和檢測控制臺(tái)13，檢測控制臺(tái)13上部安裝人機(jī)接口顯示器 實(shí)時(shí)監(jiān)測檢測狀態(tài)和結(jié)果，操作人員通過控制鍵盤的按鈕控制整個(gè)裝置的動(dòng)作。
權(quán)利要求
1.全管水浸式球墨鑄鐵管超聲波自動(dòng)檢測裝置，其特征是具有一水槽，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托被測管件；在水槽的前側(cè)壁頂端裝 有導(dǎo)軌，導(dǎo)軌上通過滾輪裝有機(jī)械手，機(jī)械手的一側(cè)安裝有探頭耦合器伸入水槽內(nèi)，另一側(cè) 安裝有伺服驅(qū)動(dòng)裝置置于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(tái)連接，各信號(hào)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(tái)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全管水浸式球墨鑄鐵管超聲波自動(dòng)檢測裝置，其特征是所 述探頭耦合器包括有一殼體，殼體內(nèi)安裝有滑動(dòng)導(dǎo)向座，在滑動(dòng)導(dǎo)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桿調(diào)節(jié)裝置；在所述殼體的尾端安裝有 自適應(yīng)調(diào)節(jié)器與機(jī)械手連接，殼體的前端分左右布置有兩對(duì)滾輪，每對(duì)滾輪通過軸及彈性 支承座安裝在殼體上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的全管水浸式球墨鑄鐵管超聲波自動(dòng)檢測裝置，其特征是所 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(jù)權(quán)利要求2所述的全管水浸式球墨鑄鐵管超聲波自動(dòng)檢測裝置，其特征是所 述安裝在殼體尾端的自適應(yīng)調(diào)節(jié)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(jī)械手連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的全管水浸式球墨鑄鐵管超聲波自動(dòng)檢測裝置，其特征是所 述安裝滾輪軸的彈性支承座具有伸縮支架，支架內(nèi)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(jù)權(quán)利要求2所述的全管水浸式球墨鑄鐵管超聲波自動(dòng)檢測裝置，其特征是所 述探頭耦合器殼體的兩側(cè)壁呈三角形導(dǎo)流頭。
全文摘要
本發(fā)明涉及工業(yè)生產(chǎn)線上的檢測設(shè)備，是一種全管水浸式球墨鑄鐵管超聲波自動(dòng)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托被測管件；在水槽的前側(cè)壁頂端裝有導(dǎo)軌，導(dǎo)軌上通過滾輪裝有機(jī)械手，機(jī)械手的一側(cè)安裝有探頭耦合器伸入水槽內(nèi)，另一側(cè)安裝有伺服驅(qū)動(dòng)裝置置于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(tái)連接，各信號(hào)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(tái)連接；本發(fā)明解決了現(xiàn)有人工檢測鑄管效率低，精度低，操作不方便等問題，主要用于球墨鑄鐵管的生產(chǎn)線上。
文檔編號(hào)G01N29/04GK102003951SQ20091006378
公開日2011年4月6日 申請(qǐng)日期2009年9月1日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月1日
發(fā)明者李小兵, 梅開新, 賈振波, 馬利杰 申請(qǐng)人:黃石新興管業(yè)有限公司