专利名称：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：
本实用新型属于超声波探伤设备技术领域，尤其涉及一种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检查其内部缺陷，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。核电站设备、大型发电设备的主要零部件及各种管道、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，以确保设备的安全运行。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。发明专利:“超声波在线探伤装置”(200610021892.9)，提供一种可对加工过程中的工件进行在线和实时的超声波探伤检测的装置，其探头装置安装在加工机床上，超声波探头固定在探头装置上，利用机床结构与精度环境，但对于大型的筒节类件，通常在机加工之后进行探伤，则此发明对筒节类件不适用。目前所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、个人判断标准难以统一。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，甚至已经成为制约某些企业整个生产工艺链的瓶颈，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，易于造成疲劳操作，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。这种情况必须要加以改善，为此，本实用新型即提出一种卧式滚动大型筒节类件超声波自动探伤机。
发明内容本实用新型的目的在于提供一种卧式滚动超声波自动探伤机，通过其可对大型筒节类件进行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、并避免手工探伤的人体生理特征带来的操作不稳定等问题。本实用新型基本思想是筒节类工件由托辊支撑滚动，而探头作轴向、径向运动以实现探伤。所采用的技术方案是:外部机器人安装于外固定导轨上，机器人可沿导轨、筒节轴向移动；内部机器人安装于可移动的内导轨上，工件利用托辊支撑，采用8辊均载结构，并可由托辊驱动旋转，内、外部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。完成探伤工作。目前我国自动化超声波探伤的技术还很落后、标准和规范不健全，而随着生产的不断发展，自动化超声波探伤将是检测领域的必由之路。本实用新型旨在提高生产效率、改善劳动条件、提高产品安全质量，具有重要的技术价值。[0008]本实用新型与现有技术相比具有如下优点:工作台相互独立，采用单端8辊均载支撑，结构简单，可适应较大的工件直径变化范围。
图1为本实用新型卧式滚动大型筒节类件超声波自动探伤机的示意图。图2为本实用新型卧式滚动大型筒节类件超声波自动探伤机直筒节工作状态示意图。图3为本实用新型卧式滚动大型筒节类件超声波自动探伤机过渡节筒节工作状态示意图。图中1.平台、2.内导轨支架、3.内移动导轨、4.内部机器人、5.外固定导轨、6.夕卜部机器人、7.可升降高度托辊架、8.可轴向移动支撑托辊架、9.内探头、10.外探头、11.小直角摆臂、12.大直角摆臂、13托辊。
具体实施方式
如下将结合附图和实施例对本发明作进一步说明。如图1所示，本发明所涉及卧式滚动超声波自动探伤机组成主要包括工作平台、内外移动导轨和支撑托辊架。本实用新型卧式滚动大型筒节类件超声波自动探伤机由基础平台I作为机架，内导轨支架2以移动副支撑内移动导轨3;内移动导轨3分为三层，彼此为移动副连接，轴向伸缩以满足不同长度工件要求，并保证导轨足够大的刚度；内部机器人4具有三个转动自由度，与内移动导轨3的上层以移动副连接，并可沿内移动导轨3的上层移动(即工件轴线方向)；外固定导轨5固定于基础平台I之上；该导轨与基础平台I的中间铅垂平面平行且处于水平，所述的中间铅垂平面是一个固定不变的平面，可升降高度托辊架7和可轴向移动支撑托辊架8支撑筒节时，所有的工件直筒节、过渡筒节的轴线均处于水平且位于该平面内；外部机器人6具有三个转动自由度，与外固定导轨5以移动副连接，并可沿外固定导轨5移动。可升降高度托辊架7与基础平台I通过固联于基础平台I上的垂直方向的导轨构成移动副连接，可以上下移动、并设定高度档位，对应过不同斜度规格的渡节；可升降高度托辊架7的长度方向两端以转动副各支撑一大直角摆臂12，大直角摆臂12可绕该转动副被动转动，大直角摆臂12的两等长直角臂末端又以另一转动副各支撑一小直角摆臂11，每个小直角摆臂11的两个等长直角臂末端同样以转动副各支撑一托辊13。这样，托辊13相邻每两个构成一组，每两组构成一端共4个托辊，一个托辊架长度方向两端共支撑8个托辊。同样，可轴向移动支撑托辊架8以相同的方式支撑8个托辊。可升降高度托辊架7与可轴向移动支撑托辊架8共同构成对工件筒节、过渡节的卧式滚动支撑。可轴向移动支撑托辊架8轴向移动可适应不同长度筒节，可升降高度托辊架7高度变化适应于不同斜度的过渡节。通过两级大、小直角摆臂串联、转动副被动支撑8个托辊形成内凹弧形，该内凹弧形的直径是可变的，用于包络工件筒节的外圆。当筒节直径变化时，托辊接触筒节的次序不同，与筒节表面接触压力也不同，小直角摆臂11、大直角摆臂12在不同托辊压力的作用下将自动的、被动转动，调整每个托辊的位置、姿态使每个托辊与工件表面的接触压力均相等。8个托辊始终包络工件筒节的外圆形成均载稳定支撑。这种通过压力自动调整托辊位置、跟踪筒节或过渡节直径变化能力是本实用新型的本质特征之一。可轴向移动支撑托辊架8上的8个托辊均为主动，可升降高度托辊架7上的8个托辊均为从动。可升降高度托辊架7与大直角摆臂12的转动副中心至两等长直角臂末端与小直角摆臂11的转动副中心距离相等，大直角摆臂12末端与小直角摆臂11的转动副中心至两托辊中心的距离相等。在可轴向移动支撑托辊架8与大直角摆臂12的转动副中心轴线上安装一大齿轮，在大直角摆臂12末端与两小直角摆臂11的转动副中心轴上各安装一中等齿轮，大齿轮与两个相同的中等齿轮啮合，在托辊13中心轴线上均安装一小齿轮，小齿轮与相应的托辊13固连，每个中等齿轮同时又与两个相同的小齿轮啮合。当轴向移动支撑托辊架8两端的大齿轮被同步驱动时，所有的托辊将被同步、同方向驱动，同时又不会影响大直角摆臂12、小直角摆臂11的摆动及托辊13的位置变化。内探头9和外探头10为超声波探头，分别安装于内部机器人4和外部机器人6的末端，工件转动、导轨移动、机器人三转动联动，从而实现探伤工艺要求完成自动探伤。工作过程:在非工作状态，外部机器人6移至外固定导轨5的一端，内移动导轨3收缩至一侧留出吊入工件空间。如图2、3所示，根据工件实际尺寸调整可升降高度托辊架7和可轴向移动支撑托辊架8的位置，吊入工件并落定于托辊上；试旋转平稳后，内移动导轨3伸出到指定位置，外部机器人6、内部机器人4沿相应的导轨移动到指定位置，按照设定轨迹，由托辊驱动工件转动、两部机器人移动，使探头完成探伤动作轨迹要求。探伤完毕，内移动导轨3收缩归位，内、外部机器人归位；根据记录人工复查，最后吊出工件。
权利要求1.一种卧式滚动大型筒节类件超声波自动探伤机，包括工作平台、内外移动导轨、支撑托辊架及探伤头，其特征是:基础平台作为机架，内导轨支架以移动副支撑内移动导轨；内移动导轨分为三层，彼此为移动副连接；内部机器人具有三个转动自由度，与内移动导轨的上层以移动副连接；外固定导轨固定于基础平台之上，该外固定导轨与基础平台的中间铅垂平面平行且处于水平；可升降高度托辊架及可轴向移动支撑托辊架分别支撑8个托辊，且分别于固连于基础平台的垂直方向的导轨及外固定导轨构成移动副连接；内探头和外探头为超声波探头，分别安装于内部机器人和外部机器人的末端。
2.根据权利要求1所述卧式滚动大型筒节类件超声波自动探伤机，其特征在于:内移动导轨分为三层，彼此为移动副连接，轴向伸缩以满足不同长度工件要求，并保证导轨足够大的刚度。
3.根据权利要求1所述卧式滚动大型筒节类件超声波自动探伤机，其特征在于:外固定导轨与基础平台的中间铅垂平面是一个固定不变的平面，可升降高度托辊架和可轴向移动支撑托辊架支撑筒节时，所有的工件直筒节、过渡筒节的轴线均处于水平且位于该平面内。
4.根据权利要求1所述卧式滚动大型筒节类件超声波自动探伤机，其特征在于:可轴向移动支撑托辊架轴向移动可适应不同长度筒节，可升降高度托辊架高度变化适应于不同斜度的过渡节，而支撑托辊通过压力自动调整托辊位置、跟踪筒节或过渡节直径变化。
专利摘要本实用新型涉及一种卧式滚动大型筒节类件超声波自动探伤机，包括工作台组件及探伤头等，其特征是基础平台作为机架，内导轨支架以移动副支撑内移动导轨；内移动导轨分为三层，彼此为移动副连接；内部机器人具有三个转动自由度，与内移动导轨的上层以移动副连接；外固定导轨固定于基础平台之上，该导轨与基础平台的中间铅垂平面平行且处于水平；可升降高度托辊架及可轴向移动支撑托辊架分别支撑8个托辊，且分别于固连于基础平台的垂直方向的导轨及外固定导轨构成移动副连接；内探头和外探头为超声波探头，分别安装于内部机器人和外部机器人的末端。采用本设计的卧式滚动大型筒节类件超声波自动探伤机，工作台相互独立，采用单端8辊均载支撑，结构简单，可适应较大的工件直径变化范围。由于本工作台采用导轨设计，可以有效的根据工件外形来调整探头位置，完成超声波探伤工作。
文档编号G01N29/275GK202994733SQ201220614390
公开日2013年6月12日 申请日期2012年11月19日 优先权日2012年11月19日
发明者曾达幸, 周玉林, 侯雨雷, 姚建涛, 赵永生 申请人:燕山大学