專(zhuān)利名稱(chēng)：全管水浸式球墨鑄鐵管超聲波自動(dòng)檢測(cè)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及工業(yè)生產(chǎn)線(xiàn)上的檢測(cè)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(cè)裝置。
( 二 )背景技術(shù)根據(jù)一般國(guó)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(xiàn)上一般都有在線(xiàn)的檢測(cè)系統(tǒng)，用來(lái)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(lái)說(shuō)，在其離心澆鑄的制造的過(guò)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(guò)程中能實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)這些變化，
可以及時(shí)調(diào)整生產(chǎn)過(guò)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(guó)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(cè)，都是采取人工檢測(cè)
方式，如使用游標(biāo)卡尺或便攜式測(cè)厚儀測(cè)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(cè)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(cè)量結(jié)果產(chǎn)生極大的影響，而且只能做到局部點(diǎn)檢測(cè)，甚至對(duì)管道造
成一定的破壞，而且檢測(cè)過(guò)程費(fèi)時(shí)，影響生產(chǎn)效率。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是要克服上述傳統(tǒng)人工檢測(cè)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(cè)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(cè)裝置。 本實(shí)用新型的設(shè)計(jì)原理是采用超聲波聲能聚焦技術(shù)檢測(cè)球墨鑄鐵管的厚度和分 層缺陷，檢測(cè)中本裝置的超聲波束通過(guò)水層作為介質(zhì)垂直入射于管壁，且形成聚焦線(xiàn)。通過(guò) 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(cè)方式中由于內(nèi)壁殘余水的 影響。 本實(shí)用新型的具體設(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(cè)管件；在水槽的前側(cè)壁頂端裝有導(dǎo)軌，導(dǎo)軌上通過(guò)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(xiàn)滑軌上，在水槽外壁水平直線(xiàn)滑軌的下方平行布置有線(xiàn)纜履 帶裝置，線(xiàn)纜履帶裝置通過(guò)總線(xiàn)與檢測(cè)控制臺(tái)連接，各信號(hào)線(xiàn)、控制線(xiàn)、電源線(xiàn)則通過(guò)線(xiàn)纜 履帶裝置及總線(xiàn)與檢測(cè)控制臺(tái)連接。 本實(shí)用新型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(guò)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(guò)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(xiàn)和被測(cè)管件的軸線(xiàn)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(guò)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(guò)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。 本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)精密，操作方便，技術(shù)先進(jìn)，檢測(cè)效率高，精度高。
(四)
圖1是本實(shí)用新型的總體結(jié)構(gòu)(示意)主視圖； 圖2是本實(shí)用新型總體結(jié)構(gòu)(示意)左視圖； 圖3是本實(shí)用新型探頭耦合器的放大結(jié)構(gòu)(示意)主視圖； 圖4是本實(shí)用新型探頭耦合器的放大結(jié)構(gòu)(示意)左視圖。 圖中l(wèi)-機(jī)械手，2-伺服驅(qū)動(dòng)裝置；3-水平直線(xiàn)滑軌，4-線(xiàn)纜履帶裝置，5-被測(cè)管 件，6-水槽，7-輥輪，8-升降裝置，9-總線(xiàn)，10-探頭耦合器，11-滾輪，12-導(dǎo)軌，13-檢測(cè) 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)施方式
參見(jiàn)圖1、圖2，本實(shí)用新型采用鋼板焊制成長(zhǎng)方水槽6，在水槽6底部安裝有左右 升降裝置8(如常見(jiàn)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(cè)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(guò)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(xiàn)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(cè)管件5進(jìn)行全長(zhǎng)檢測(cè)。在水槽6外壁水平直線(xiàn)滑軌3的下方平行布置有線(xiàn)纜履帶裝 置4，線(xiàn)纜履帶裝置4通過(guò)總線(xiàn)9與檢測(cè)控制臺(tái)13連接，各信號(hào)線(xiàn)、控制線(xiàn)、電源線(xiàn)則通過(guò)線(xiàn) 纜履帶裝置4及總線(xiàn)9與檢測(cè)控制臺(tái)13連接。 本實(shí)用新型中所述探頭耦合器10參見(jiàn)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(guò)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(guò)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(xiàn)和被測(cè)管件的軸線(xiàn)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(guò)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(cè)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(guò)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。 本實(shí)用新型的工作原理如附圖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(cè)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(xiàn)滑軌3，水平直線(xiàn)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(xiàn)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IO，探頭耦合器10可通過(guò)氣缸29提供水平方向伸縮， 用來(lái)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(xiàn)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)整停靠位置，在機(jī)械手1運(yùn)動(dòng)的過(guò)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(xiàn)滑軌3下部沿著水槽6的側(cè)壁水平設(shè)置線(xiàn)纜 履帶裝置4，可以使得控制線(xiàn)和機(jī)械手1處于同步運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。控制/信號(hào)線(xiàn)纜總線(xiàn)9連接自 動(dòng)檢測(cè)裝置的機(jī)械和傳感器結(jié)構(gòu)部分和檢測(cè)控制臺(tái)13，檢測(cè)控制臺(tái)13上部安裝人機(jī)接口 顯示器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)檢測(cè)狀態(tài)和結(jié)果，操作人員通過(guò)控制鍵盤(pán)的按鈕控制整個(gè)裝置的動(dòng)作。
權(quán)利要求全管水浸式球墨鑄鐵管超聲波自動(dòng)檢測(cè)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(cè)管件；在水槽的前側(cè)壁頂端裝有導(dǎo)軌，導(dǎo)軌上通過(guò)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(xiàn)滑軌上，在水槽外壁水平直線(xiàn)滑軌的下方平行布置有線(xiàn)纜履帶裝置，線(xiàn)纜履帶裝置通過(guò)總線(xiàn)與檢測(cè)控制臺(tái)連接，各信號(hào)線(xiàn)、控制線(xiàn)、電源線(xiàn)則通過(guò)線(xiàn)纜履帶裝置及總線(xiàn)與檢測(cè)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(cè)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(guò)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(guò)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(cè)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(xiàn)和被測(cè)管件的軸線(xiàn)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(cè)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(guò)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(cè)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(guò)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(cè)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。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型涉及工業(yè)生產(chǎn)線(xiàn)上的檢測(cè)設(shè)備，是一種全管水浸式球墨鑄鐵管超聲波自動(dòng)檢測(cè)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(cè)管件；在水槽的前側(cè)壁頂端裝有導(dǎo)軌，導(dǎo)軌上通過(guò)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(xiàn)滑軌上，在水槽外壁水平直線(xiàn)滑軌的下方平行布置有線(xiàn)纜履帶裝置，線(xiàn)纜履帶裝置通過(guò)總線(xiàn)與檢測(cè)控制臺(tái)連接，各信號(hào)線(xiàn)、控制線(xiàn)、電源線(xiàn)則通過(guò)線(xiàn)纜履帶裝置及總線(xiàn)與檢測(cè)控制臺(tái)連接；本實(shí)用新型解決了現(xiàn)有人工檢測(cè)鑄管效率低，精度低，操作不方便等問(wèn)題，主要用于球墨鑄鐵管的生產(chǎn)線(xiàn)上。
文檔編號(hào)G01N29/265GK201497494SQ20092022781
公開(kāi)日2010年6月2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(kāi)新, 賈振波, 馬利杰 申請(qǐng)人:黃石新興管業(yè)有限公司