专利名称：下卧式滚动大型筒节类件超声波自动探伤机的制作方法
技术领域：
本发明属于超声波自动探伤设备技术领域，尤其涉及一种整体置于地表面之下的下卧式滚动大型筒节类件超声波自动探伤机。
背景技术：
超声波探伤可在不破坏工件的前提下探查其体积内部缺陷，是国家重大工程和各类重要民用品制造中质量保障的一项关键技术。核电等大型发电设备的主要零部件及各种大型管道、桥梁构件、海洋、航空等领域大型工件等均需进行超声波探伤或其它形式无损探伤，以确保设备的全寿命安全运行。超声波自动化探伤在美、日、德等发达国家已有所应用，而其关键技术可参考信息难以获取。在国内，钢管焊缝的超声波自动化探伤应用较广泛。实用新型专利“一种门式 行车探伤机” (CN201653987U),主要针对大型螺旋焊管的焊缝进行自动化超声波探伤，探伤时，行车在龙门架上的轨道上移动，沿焊缝走向探伤，其不能实现对于工件表面的全部体积探测，不适应其它工艺规程要求。目前工程生产中常用的超声波探伤多数为手工操作，即工件表面分区、操作者手持探头、眼观示波器的方式，主要依据个人技术和经验进行评判，探测效果、个人水准难以统一。手工探伤工人劳动强度大，每个工件探伤所需时间较长，生产周期大幅延长，甚至已经成为制约企业整个生产链的瓶颈，严重影响生产进度和生产效率；此外，由于具有探伤资质的操作人员较少，工人经常加班加点，造成疲劳操作，探测过程易于产生误判，特别是人体生理特征，如注意力、手操作力、速度、稳定性均不能持久，在一定程度上影响工件探伤的可靠性和准确性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种整体藏于地表面之下的下卧式滚动大型筒节类件超声波自动探伤机，通过其实现自动超声波探伤检测，以提高探伤生产率，缩短生产周期，增强可靠性，改善手工探伤劳动强度大、并避免手工探伤的漏检等问题。本发明基本思想是通过托辊驱动工件，使其绕轴线作回转运动，工件的内、外表面各由一台机器人进行探伤，机器人可沿各自平行于工件轴线方向的直线导轨移动。本发明所采用的技术方案如下
本发明主要包括机器底座、内探伤机器人、外探伤机器人、驱动电机；机器底座上有设备安装腔，在设备安装腔底部一侧平行固联有两条导轨枕座，两条导轨枕座上用移动副垂直连接有主动托辊导轨，在主动托辊导轨之上通过移动副安装有一对主动托辊，在设备安装腔底部另一侧的与主动托辊导轨平行的轴线上安装有一对采用双举升机构可调节的从动托辊，在设备安装腔中主动托辊的外侧设有内导轨里侧支撑架、从动托辊的外侧设有内导轨外侧支撑架，且内导轨里侧支撑架顶部的导向槽和内导轨外侧支撑架顶部的导向槽的中心线位于同一轴线上，在从动托辊外侧设备安装腔的壁上开有内导轨安装槽，内导轨安装槽的轴线与外侧支撑架导向槽的中心线位于同一立面，在内导轨安装槽内部固联有辅助轨道，辅助轨道上通过滚动支撑设有轨道支撑小车，在轨道支撑小车上部与内导轨外侧支撑架导向槽间设有内导轨梁，内导轨梁的外端与轨道支撑小车上部固联、里端位于内导轨外侧支撑架导向槽中，在设备安装腔内导轨枕座的外侧固联有与内导轨梁平行的外导轨，内探伤机器人通过移动副置于内导轨梁上，外探伤机器人通过移动副置于外导轨上，内、夕卜探伤机器人末端均安装有超声波探头。本发明的探伤机的机器底座安装于地面之下，工件由主动托辊和从动托辊支撑，其中，主动托辊可驱动工件回转，在托辊的径向方向可调节、设置两个工位以适应不同直径工件探伤，而在轴向则设置多个工位以适合不同长度的工件探伤，另外，从动托辊利用双举升机构可调节从动端宏观支撑高度，并可实现宽度方向位移的精确调节，适合过渡筒节 探伤；探伤由内、外两台机器人共同完成，机器人末端均安装有超声波探头，其中，外探伤机器人所在导轨固定，内探伤机器人所在导轨为移动式长梁结构，包括两端分离的支撑架、辅助轨道、轨道支撑小车，全部置于地面以下，工作时移动式长梁拉出、由工件内孔中穿过、架在两端分离的支撑架上。内、外探伤机器人可沿相应的导轨移动到指定位置，利用工件的旋转和机器人的联合运动实现预期的探伤轨迹。目前我国尚未建立起自动化超声波探伤的技术标准和规范，而随着生产的不断发展，自动化超声波探伤将是超声波探伤检测领域的必由之路。本发明旨在提高生产效率、改善劳动条件、提高产品安全质量，具有重要的技术价值。本发明与现有技术相比具有如下优点探伤机主体位于地面以下，既节省地面以上的空间，又避免了碰撞，便于吊装工件；结构简单，工作台独立，易于实现，并可适应较大范围内的工件尺寸变化；本发明实现了自动超声波探伤检测，提高了探伤生产率，缩短了生产周期，增强了探伤的可靠性，改善了手工探伤劳动强度大、并避免了手工探伤的漏检等问题。
图I为本发明的整体结构示意 图2为本发明的机器底座内部组件的结构示意 图3为本发明在对直筒节工件探伤时的工作状态示意 图4为本发明的机器底座内部组件在对直筒节工件探伤时的工作状态示意 图5为本发明在对过渡筒节工件探伤时的工作状态示意 图6为本发明的机器底座内部组件在对过渡筒节工件探伤时的工作状态示意图。
具体实施例方式如下将结合附图和实施例对本发明作进一步说明。如图1、2所示，本发明所涉及的下卧式滚动大型筒节类件超声波自动探伤机的构成包括内导轨里侧支撑架I、内导轨外侧支撑架2、内探伤机器人3、外探伤机器人4、内导轨梁5、外导轨6、主动托辊7、主动托辊导轨8、导轨枕座9、驱动电机10、从动托辊11、辅助轨道12、外端轨道支撑小车13、机器底座14。其中机器底座14为大刚度焊接结构平台，机器底座上有设备安装腔，两条导轨枕座9平行固联于机器底座14上的设备安装腔底部，用于支撑主动托辊导轨8。主动托辊导轨8与两条导轨枕座9垂直、移动副连接，主动托辊导轨8沿两条导轨枕座9轴向移动、按预设多个工位定位以适合不同长度工件探伤；主动托辊7由驱动电机10驱动带动工件回转，主动托辊7通过移动副装在主动托辊导轨8之上，并可沿主动托辊导轨8移动、调节托辊间距以适应不同直径工件探伤。主动托辊7和从动托辊11共同支撑定位筒节工件，从动托辊11采用双举升机构可调节托辊宏观支撑高度，并可实现宽度方向辊间位移的精确调节，适应不同锥度的过渡筒节、保证过渡筒节的轴向水平；内导轨里侧支撑架I、内导轨外侧支撑架2分别固联机器底座14上，内导轨里侧支撑架I位于主动托辊7外侧、内导轨外侧支撑架2位于从动托辊11外侧；内导轨梁5由位于同一轴线方向但分离的内导轨里侧支撑架I、内导轨外侧支撑架2和外端的轨道支撑小车13来共同支撑，外端的轨道支撑小车13上与内导轨梁5的外端固联，轨道支撑小车13下与辅助轨道12通过滚动支撑构成内导轨梁5的随动支撑。内导轨梁5伸出、由工件内孔穿过、由内导轨里侦忮撑架I、内导轨外侧支撑架2支撑定位，以保证其足够的刚度；内导轨梁5回缩时，由内导轨外侧支撑架2支撑定位和轨道支撑小车13支撑定位；外导轨6与机器底座14固联、并与内导轨梁5及由主动托 辊7和从动托辊11所确定的轴向对称中间面平行。内探伤机器人3通过移动副置于内导轨梁5上，可沿内导轨梁5移动，外探伤机器人4通过移动副置于外导轨6上，可沿外导轨6移动。探伤机主体位于地面以下，对应内导轨梁5地面上的空间用于其他用途。内、外探伤机器人末端均安装有超声波探头，借助工件的旋转、机器人沿导轨移动及自身的运动实现探伤预期工艺轨迹。在非工作状态，内导轨梁5收缩至一侧，外探伤机器人4移至外导轨6的一端，以留出工件吊入空间。探伤机工作状态如图3 6所示，待吊入工件并落定于托辊后，根据工件实际尺寸调整主动托辊与从动托辊的相对位置，保证工件回转轴向处于水平，试旋转平稳后，内导轨梁5伸出到里侧支撑架I上并固定，内探伤机器人3和外探伤机器人4沿相应的导轨移动到指定位置，调整探头与工件的相对位置，由主动托辊7驱动工件转动，同时内、外探机器人移动，使探头依据设定轨迹、完成探伤动作要求。探伤完毕，内导轨梁5收缩归位，内、外探伤机器人归位；根据记录人工复查完成探伤，最后吊出工件。
权利要求
1.一种下卧式滚动大型筒节类件超声波自动探伤机，包括机器底座、内探伤机器人、夕卜探伤机器人、驱动电机，其特征是机器底座上有设备安装腔，在设备安装腔底部一侧平行固联有两条导轨枕座，两条导轨枕座上用移动副垂直连接有主动托辊导轨，在主动托辊导轨之上通过移动副安装有一对主动托辊，在设备安装腔底部另一侧与主动托辊导轨平行的轴线上安装有一对采用双举升机构可调节的从动托辊，在设备安装腔中主动托辊的外侧设有内导轨里侧支撑架、从动托辊的外侧设有内导轨外侧支撑架，且内导轨里侧支撑架顶部的导向槽和内导轨外侧支撑架顶部的导向槽的中心线位于同一轴线上，在从动托辊外侧设备安装腔的壁上开有内导轨安装槽，内导轨安装槽的轴线与外侧支撑架导向槽的中心线位于同一立面，在内导轨安装槽内部固联有辅助轨道，辅助轨道上通过滚动支撑设有轨道支撑小车，在轨道支撑小车上部与内导轨外侧支撑架导向槽间设有内导轨梁，内导轨梁的外端与轨道支撑小车上部固联、里端位于内导轨外侧支撑架导向槽中，在设备安装腔内导轨枕座的外侧固联有与内导轨梁平行的外导轨，内探伤机器人通过移动副置于内导轨梁上，外探伤机器人通过移动副置于外导轨上，内、外探伤机器人末端均安装有超声波探头。
全文摘要
本发明涉及一种下卧式滚动大型筒节类件超声波自动探伤机，包括机器底座、内探伤机器人、外探伤机器人、驱动电机，其特征是机器底座上固联有导轨枕座，导轨枕座上用移动副垂直连接有主动托辊导轨，主动托辊导轨上通过移动副安装有主动托辊，在机器底座另一侧安装有从动托辊，在主动托辊和从动托辊外侧分别设有内导轨里侧支撑架、内导轨外侧支撑架，在机器底座内部固联有辅助轨道，辅助轨道上通过滚动支撑设有轨道支撑小车，轨道支撑小车上部与内导轨外侧支撑架导向槽间设有内导轨梁，在机器底座上固联有外导轨，内、外探伤机器人分别通过移动副置于内导轨梁和外导轨上。其优点是实现了自动超声波探伤检测，避免了手工探伤的漏检等问题。
文档编号G01N29/04GK102809603SQ20121026477
公开日2012年12月5日 申请日期2012年7月30日 优先权日2012年7月30日
发明者赵永生, 姚建涛, 周玉林, 曾达幸, 侯雨雷 申请人:燕山大学