本發(fā)明涉及一種自動(dòng)化機(jī)械裝置技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種探傷機(jī)械人。

背景技術(shù)：

機(jī)械手臂是目前在機(jī)械人技術(shù)領(lǐng)域中得到最廣泛實(shí)際應(yīng)用的自動(dòng)化機(jī)械裝置，在工業(yè)制造、醫(yī)學(xué)治療、娛樂(lè)服務(wù)、軍事、半導(dǎo)體制造以及太空探索等領(lǐng)域都能見(jiàn)到它的身影。盡管它們的形態(tài)各有不同，但它們都有一個(gè)共同的特點(diǎn)，就是能夠接受指令，精確地定位到三維(或二維)空間上的某一點(diǎn)進(jìn)行作業(yè)，取代人類(lèi)的工作。

作為工業(yè)制造領(lǐng)域的一項(xiàng)重要環(huán)節(jié)——探傷技術(shù)，無(wú)損探傷是在不損壞工件或原材料工作狀態(tài)的前提下，對(duì)被檢驗(yàn)部件的表面和內(nèi)部質(zhì)量進(jìn)行檢查的一種測(cè)試手段，被廣泛應(yīng)用于工業(yè)制造的各個(gè)領(lǐng)域，用來(lái)探測(cè)金屬材料或部件內(nèi)部的裂紋或缺陷。常用的無(wú)損探傷方法有：x光射線探傷、超聲波探傷、磁粉探傷、滲透探傷、渦流探傷、γ射線探傷等物理探傷方法。其中，x光射線探傷、γ射線探傷及其他探傷過(guò)程中使用的探傷材料，都會(huì)對(duì)人體產(chǎn)生很大危害，同時(shí)增加了企業(yè)相應(yīng)的生產(chǎn)成本或損失，然而機(jī)械手臂在該領(lǐng)域的應(yīng)用，無(wú)疑解決了企業(yè)生產(chǎn)中的很多難題，如改進(jìn)制造工藝、降低制造成本、提高產(chǎn)品的可靠性、保證設(shè)備的安全運(yùn)行。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)上述問(wèn)題中存在的不足之處，本發(fā)明提供一種探傷機(jī)械人，使其不僅工作效率高、工作質(zhì)量好、工作狀態(tài)穩(wěn)定，而且改進(jìn)制造工藝、降低制造成本、提高產(chǎn)品的可靠性、保證設(shè)備的安全運(yùn)行，同時(shí)也改善了操作人員的工作環(huán)境，為企業(yè)降低損失。

為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供一種探傷機(jī)械人，其中，包括機(jī)器人、掃查架、模組、電氣控制系統(tǒng)、超聲檢測(cè)主機(jī)、滾輪架和操作機(jī)，所述機(jī)器人包括機(jī)器人本體、機(jī)器人控制柜和機(jī)器人示教器，所述機(jī)器人控制柜與機(jī)器人示教器相連，所述機(jī)器人本體選用電纜內(nèi)置式的多功能機(jī)器人，具有最高性能的動(dòng)作能力，最大動(dòng)作范圍為1811mm最大負(fù)載力20kg，所述掃查架的主體框架采用輕便鋁合金材質(zhì)制作，由于機(jī)器人負(fù)重限制，為保證掃查質(zhì)量，連接傳感器部位可以自由浮動(dòng)，并保持一定壓力在掃查部位，確保掃查時(shí)可以緊密貼合工件，所述操作機(jī)需求包括衡梁垂直有效行程：5000mm，橫梁水平有效行程：8000mm，橫梁端部允許有效載荷：400kg。

優(yōu)選的，所述電氣控制系統(tǒng)包括：琴式操作臺(tái)、人機(jī)界面、主控制柜、執(zhí)行機(jī)構(gòu)和操作盤(pán)，所述主控制柜包括plc寄存器，所述plc寄存器與連接2個(gè)伺服電機(jī)相連，所述plc寄存器與所述機(jī)器人采用cc-link的通訊方式連接，所述伺服電機(jī)連接有超聲波檢測(cè)設(shè)備并且攜帶旋轉(zhuǎn)編碼器，所述旋轉(zhuǎn)編碼器連接到所述機(jī)器人抓持的滾珠絲杠末端，所述滾珠絲杠由一個(gè)所述伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)，另一個(gè)所述伺服電機(jī)與所述旋轉(zhuǎn)編碼器相連，所述伺服電機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度與所述機(jī)器人的線速度匹配。

優(yōu)選的，所述操作機(jī)的橫臂上安裝有過(guò)渡連接板，其一端連接操作機(jī)原有的安裝孔，其另一端連接所述機(jī)器人的安裝底座。

優(yōu)選的，所述人機(jī)界面由工業(yè)觸摸屏構(gòu)成，完成檢測(cè)模式、檢測(cè)寬度、檢測(cè)速度等參數(shù)的設(shè)定及顯示系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)及報(bào)警等信息。

優(yōu)選的，所述主控制箱是控制的中心，由plc對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行控制與管理，完成對(duì)所述機(jī)器人和所述操作盤(pán)的協(xié)調(diào)控制。

優(yōu)選的，所述機(jī)器人控制柜通過(guò)所述模組和所述操作機(jī)帶動(dòng)掃查架，進(jìn)而控制所述掃查架上設(shè)置的缺陷標(biāo)記器和監(jiān)控器。

優(yōu)選的，所述操作盤(pán)由所述人機(jī)界面完成系統(tǒng)的設(shè)定、調(diào)整、監(jiān)視，所述操作盤(pán)包括系統(tǒng)的啟動(dòng)和停止，所述人機(jī)界面通過(guò)rs232接口與所述機(jī)器人控制柜的plc寄存器相連接。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1、本發(fā)明通過(guò)自動(dòng)化的機(jī)械操作，防止了探傷過(guò)程中對(duì)人體產(chǎn)生的危害，探傷數(shù)據(jù)的記錄及空間坐標(biāo)位置的標(biāo)記，工作效率、工作質(zhì)量得到提高，杜絕了漏檢，工件報(bào)廢的問(wèn)題。

2、本發(fā)明不僅工作效率高、工作質(zhì)量好、工作狀態(tài)穩(wěn)定，而且改進(jìn)制造工藝、降低制造成本、提高產(chǎn)品的可靠性、保證設(shè)備的安全運(yùn)行，同時(shí)也改善了操作人員的工作環(huán)境，為企業(yè)降低損失。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明的實(shí)施例電氣控制流程圖。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，下面結(jié)合附圖與實(shí)例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，但所舉實(shí)例不作為對(duì)本發(fā)明的限定。

如圖1和圖2所示，本發(fā)明的實(shí)施例包括機(jī)器人、掃查架1、模組2、電氣控制系統(tǒng)、超聲檢測(cè)主機(jī)、滾輪架3和操作機(jī)4，機(jī)器人包括機(jī)器人本體5、機(jī)器人控制柜6和機(jī)器人示教器，機(jī)器人控制柜6與機(jī)器人示教器相連，機(jī)器人本體5選用電纜內(nèi)置式的多功能機(jī)器人，具有最高性能的動(dòng)作能力，最大動(dòng)作范圍為1811mm最大負(fù)載力20kg，掃查架1的主體框架采用輕便鋁合金材質(zhì)制作，由于機(jī)器人負(fù)重限制，為保證掃查質(zhì)量，連接傳感器部位可以自由浮動(dòng)，并保持一定壓力在掃查部位，確保掃查時(shí)可以緊密貼合工件，操作機(jī)4需求包括衡梁垂直有效行程：5000mm，橫梁水平有效行程：8000mm，橫梁端部允許有效載荷：400kg。

電氣控制系統(tǒng)包括：琴式操作臺(tái)9、人機(jī)界面、主控制柜、執(zhí)行機(jī)構(gòu)和操作盤(pán)，主控制柜包括plc寄存器，plc寄存器與連接2個(gè)伺服電機(jī)相連，plc寄存器與機(jī)器人采用cc-link的通訊方式連接，伺服電機(jī)連接有超聲波檢測(cè)設(shè)備并且攜帶旋轉(zhuǎn)編碼器，旋轉(zhuǎn)編碼器連接到機(jī)器人抓持的滾珠絲杠末端，滾珠絲杠由一個(gè)伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)，另一個(gè)伺服電機(jī)與旋轉(zhuǎn)編碼器相連，伺服電機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度與機(jī)器人的線速度匹配。

操作機(jī)4的橫臂上安裝有過(guò)渡連接板，其一端連接操作機(jī)4原有的安裝孔，其另一端連接機(jī)器人的安裝底座。人機(jī)界面由工業(yè)觸摸屏構(gòu)成，完成檢測(cè)模式、檢測(cè)寬度、檢測(cè)速度等參數(shù)的設(shè)定及顯示系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)及報(bào)警等信息。主控制箱是控制的中心，由plc對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行控制與管理，完成對(duì)機(jī)器人和操作盤(pán)的協(xié)調(diào)控制。機(jī)器人控制柜6通過(guò)模組2和操作機(jī)4帶動(dòng)掃查架2，進(jìn)而控制掃查架2上設(shè)置的缺陷標(biāo)記器7和監(jiān)控器8。操作盤(pán)由人機(jī)界面完成系統(tǒng)的設(shè)定、調(diào)整、監(jiān)視，操作盤(pán)包括系統(tǒng)的啟動(dòng)和停止，人機(jī)界面通過(guò)rs232接口與機(jī)器人控制柜的plc寄存器相連接。

本實(shí)施例中，工件環(huán)焊縫探傷工藝：

操作者將工件吊裝到滾輪架上，通過(guò)調(diào)整滾輪架調(diào)整工件水平狀態(tài)；手動(dòng)控制操作機(jī)(通過(guò)激光定位儀)將機(jī)器人移動(dòng)到焊縫位置上；執(zhí)行程序，控制臺(tái)命令機(jī)器人從初始狀態(tài)移動(dòng)到初始檢測(cè)位置，系統(tǒng)對(duì)初始位置坐標(biāo)進(jìn)行存儲(chǔ)；機(jī)器人從初始檢測(cè)位置開(kāi)始進(jìn)行掃查，機(jī)器人和模組分別負(fù)責(zé)一個(gè)掃查方向的位置反饋信號(hào)，生成相應(yīng)的空間坐標(biāo)；系統(tǒng)在探傷過(guò)程中對(duì)超聲波信號(hào)進(jìn)行判斷，若遇到產(chǎn)品缺陷時(shí)，掃查架上的缺陷標(biāo)記器會(huì)在缺陷位置處噴涂標(biāo)記，以便后續(xù)生產(chǎn)過(guò)程中對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行修復(fù)。同時(shí)所有探傷時(shí)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，如超聲波信號(hào)，空間坐標(biāo)等數(shù)據(jù)都會(huì)以圖表的形式存儲(chǔ)在設(shè)備中，以便后期對(duì)數(shù)據(jù)的調(diào)??；機(jī)器人完成掃查后回到初始狀態(tài)。

在操作機(jī)的橫臂上安裝過(guò)渡連接板，一端連接操作機(jī)原有的安裝孔，另一端連接機(jī)器人的安裝底座。該控制系統(tǒng)采用的是以日本三菱可編程控制器為核心的控制系統(tǒng)，它主要由人機(jī)界面、主控制柜、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、操作盤(pán)等組成。人機(jī)界面主要由三菱工業(yè)觸摸屏構(gòu)成，主要完成檢測(cè)模式、檢測(cè)寬度、檢測(cè)速度等參數(shù)的設(shè)定，另外可以顯示系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)及報(bào)警等信息。主控制箱是控制的中心，由plc對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行控制與管理，主要完成對(duì)機(jī)器人、操作盤(pán)的協(xié)調(diào)控制。操作盤(pán)由人機(jī)界面(即觸摸屏)完成系統(tǒng)的設(shè)定、調(diào)整、監(jiān)視等功能。主操作盤(pán)完成系統(tǒng)的啟動(dòng)、停止等操作。

人機(jī)界面通過(guò)rs232與主控柜plc相連接，可以將設(shè)定值寫(xiě)入對(duì)應(yīng)的plc寄存器中，同時(shí)將plc寄存器參數(shù)實(shí)時(shí)的讀出，供操作人員了解設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。plc共連接2個(gè)伺服電機(jī)(不包含操作機(jī)驅(qū)動(dòng)電機(jī))，2個(gè)伺服電機(jī)用于解決超聲波檢測(cè)設(shè)備的位置采集問(wèn)題，伺服電機(jī)采用脈沖+方向的控制方式，通過(guò)改變脈沖的數(shù)量來(lái)改變檢測(cè)寬度或長(zhǎng)度，改變脈沖頻率來(lái)改變檢測(cè)度。plc與機(jī)器人采用cc-link的通訊方式連接，plc主要完成控制機(jī)器人啟動(dòng)，停止及讀出機(jī)器人的tool的線速度。

由于超聲波檢測(cè)設(shè)備只能接收旋轉(zhuǎn)編碼器信號(hào)，無(wú)法與機(jī)器人通訊，因此我們?cè)陔姎庠O(shè)計(jì)時(shí)，采用伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)設(shè)備攜帶著旋轉(zhuǎn)編碼器間接的將位置信號(hào)傳遞到檢測(cè)設(shè)備中。其中一個(gè)旋轉(zhuǎn)編碼器連接到機(jī)器人抓持的線性模組的滾珠絲杠末端，滾珠絲杠由一個(gè)伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)，當(dāng)伺服電機(jī)旋轉(zhuǎn)時(shí)，旋轉(zhuǎn)編碼器會(huì)產(chǎn)生位置信號(hào)，設(shè)備使用時(shí)將模組滑板的位置與檢測(cè)軟件的位置匹配即可完成x向位置信號(hào)的采集；另一個(gè)旋轉(zhuǎn)編碼器與伺服電機(jī)直接連接，該伺服電機(jī)旋轉(zhuǎn)速度與機(jī)器人線速度匹配，當(dāng)機(jī)器人移動(dòng)時(shí)伺服電機(jī)就會(huì)以同樣的速度旋轉(zhuǎn)，設(shè)備使用時(shí)將電機(jī)旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的位移與檢測(cè)軟件顯示的位置匹配即可完成y向位置信號(hào)的采集。

對(duì)所公開(kāi)的實(shí)施例的上述說(shuō)明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對(duì)這些實(shí)施例的多種修改對(duì)本領(lǐng)域的專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員來(lái)說(shuō)將是顯而易見(jiàn)的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會(huì)被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開(kāi)的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。