一种焊缝射线探伤自动贴片机器人的制作方法
【专利摘要】一种焊缝射线探伤自动贴片机器人，包括机架、携带所述机架移动的机架行走机构、位于所述机架上部的实时检测系统和存放胶片的铅盒。本发明的优点在于：降低了贴片探伤的劳动强度，有效的提高了工作效率，远程操作，减少辐射对操作人员的人身伤害，制造成本低，易于加工制造，控制简易方便，精确度高，应用于实际生产，可大大提高射线探伤的经济效益。
【专利说明】一种焊缝射线探伤自动贴片机器人
【技术领域】
[0001]本发明涉及自动控制领域，尤其涉及一种用于焊缝射线探伤的自动贴片机器人。
【背景技术】
[0002]射线探伤是压力容器、造船、锅炉等设备制造过程中常用的无损检测方法之一，具有以下特点:①检测结果可用底片直接记录；②可以获得缺陷的投影图像，缺陷定性定量准确；③体积型缺陷检出率最高而面积型缺陷的检出率受到多种因素影响；④适宜检验厚度较薄的工件而不适宜检验较厚工件；⑤适宜检测对接焊缝，检测角焊缝效果较差，不适宜检测板材、楱材、锻件。
[0003]在射线探伤中，特别在压力容器制造过程中的焊缝探伤中，主要采用人工检测的方法，存在工作效率低、影响后续工作进度、劳动强度大和对人体有伤害等缺点。现有射线探伤主要操作步骤除了探伤要求确定、修整工件表面、工件划线、象质计的选用与摆放、标记的摆放、对焦和曝光参数的选择等准备工作外，主要包括贴片、开机检测、取片暗室处理、依据标准评片、缺陷位置和形状确定等；在贴片过程中，操作人员需要用粉笔、尺子进行测量、画线，将编好号的胶片吸附在工件表面合适的位置，操作人员撤离现场到达操作室后，开启射线发射机检测一段焊缝，检测完毕后操作人员需取下胶片，放到暗室进行洗片处理；在射线检测过程中，根据射线检测的原理和国家标准要求进行射线探伤时，为了彻底地反映工件接头内部缺陷的存在情况，应根据焊接接头形式和工件的几何形状合理布置透照方法，按照射线源、工件和胶片之间的相互位置关系，焊缝透照方法分为纵缝透照法、环缝外透法、环缝内透法、双臂单影法和双臂双影法五种。
[0004]采用人工方法进行射线探伤检测存在工作效率低、影响后续工作进度和劳动强度大以及对操作人员身体伤害较大等缺点；诸如:工作效率低，传统的操作方法要求工作人员必须进行人工测量焊缝长度、计算胶片数量、贴片、搬动厚重的X射线放射机至正确的位置以及正确的高度。在容器内部对焊缝贴片时，由于一次只能照射一张胶片，操作人员不得不一次又一次的钻入容器内进行取片、贴片操作，过程相当繁琐且效率低下；影响后序工作进度，压力容器的制造过程一般是先进行焊接，通过检测后才能进行修补、焊接附件、压力试验和上油漆等工作，在射线检测时，必须停止其它工作并在专门的射线探伤室内进行检测，射线探伤的低效率严重影响压力容器的制造速度；劳动强度大，压力容器超声波探伤一般至少需要两个操作人员，一个操作人员进行画线、贴片、搬运射线发射机等操作，另外一个进行检测。当需要在压力容器内部进行探伤时，还需操作人员进入容器内部进行画线、贴片、放置射线发射机等操作，特别是贴片、取片工作，劳动强度非常大；对人体有伤害，要求在保证完成射线探伤任务的同时，使操作人员接受的剂量当量不超过限值，并且应尽可能的降低操作人员和其他人员的吸收剂量。防护的主要措施有屏蔽防护、距离防护和时间防护。现场照相因防护会施工组织带来一些问题，尤其是Y射线，对放射同位素的严格管理规定将影响工作效率和成本。
【发明内容】
[0005]为解决上述问题，本发明的提供一种用于焊缝射线探伤的辅助机器人一自动贴片机器人，代替繁杂的人工贴片、取片工作，辅助完成探伤任务，有利于提高工作效率及降低劳动强度。
[0006]其技术解决方案是:
[0007]一种焊缝射线探伤自动贴片机器人，其特征在于:包括机架、携带所述机架移动的机架行走机构、位于所述机架上部的实时检测系统和存放胶片的铅盒。
[0008]优选所述机架行走机构包括六轮行走小车；所述机架包括作水平方向旋转运动的旋转机构和位于所述旋转机构上方的4轴联动机械手机构；所述旋转机构设置在所述六轮行走小车中部，包括蜗轮蜗杆机构、关节底座和驱动电机，所述驱动电机带动所述蜗轮蜗杆转动，驱动所述关节底座实现所述机械手机构的整体水平旋转；所述机械手由三个连杆和一个手部执行器组成，所述手部执行器上设有电磁铁；所述实时检测系统带有摄像头；所述铅盒用于存放探伤过程中使用的胶片。
[0009]优选所述六轮行走小车包括位于小车两端的四个车轮和位于小车底部的两个万向轮；所述四个车轮设置在小车两端，其中前后端的各任意一个车轮为主动轮，带有主动轮轴和驱动电机，驱动电机通过联轴器与主动轮轴相连，主动轮轴与主动轮之间有两个滚动轴承，驱动电机带动主动轮轴转动从而带动车轮转动；另外两个车轮设置为从动轮，带有从动轮轴，所述从动轮随主动轮运动而运动。
[0010]本发明可具有以下有益技术效果:
[0011]1、能够降低劳动强度。本发明将贴片、取片等重劳动内容由其自身来完成，极大地降低了检测人员的劳动强度。
[0012]2、能够提高工作效率。进行射线探伤检测时，检测人员只需要在操作室外操作，不需要进入射线探伤室内，不需要人工的进行贴片、取片等操作，大大提高了检测效率；伴随着检测效率的提高，会加快整个加工生产的效率，减少因为检测效率低而造成的误工现象。
[0013]3、能够减少辐射对操作人员的人身伤害。本发明能使操作人员不用进入探伤室就可完成检测任务，大大减少了操作人员进入探伤室的次数，能够极大的提高操作人员的生命安全系数。
[0014]4、本发明成本低，易于加工制造，控制简易方便，精确度高，应用于实际生产，可大大提高射线探伤的经济效益。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]附图1为本发明所述焊缝射线探伤自动贴片机器人的优选实施例的结构示意图。
[0016]附图标记如下:
[0017]I 一机架行走机构；11 一万向轮；12 —从动轮；13 —主动轮；2 —铅盒；21 —铅盒前箱；22 —铅盒后箱；31 —驱动电机；32 —蜗轮蜗杆机构；33 —关节底座；34 —连杆；35 —连杆；36 —连杆；37 —手部执行器；40 —胶片。
【具体实施方式】
[0018]参见附图1，其描述了根据本发明所述焊缝射线探伤自动贴片机器人的一个优选实施例。机器人包括机架、携带机架移动的机架行走机构、位于机架上部的实时检测系统和存放胶片的铅盒。
[0019]机架行走机构包括六轮行走小车，六轮行走小车包括位于小车两端的四个车轮和位于小车底部的两个万向轮；四个车轮对称设置在小车两端，其中前后端的各任意一个车轮为主动轮，各主动轮分别带有主动轮轴和轮驱动电机，轮驱动电机通过联轴器与主动轮轴相连，主动轮轴与主动轮之间有两个滚动轴承，驱动电机带动主动轮轴转动从而带动主动轮转动；另外两个车轮设置为从动轮，带有从动轮轴，从动轮随主动轮运动而运动，两个万向轮分别通过螺母组安装在行走小车底板的前后两端，通过旋转螺母组可以调节万向轮的上下位置，保证在容器焊缝旋转过程中万向轮与待检测焊缝容器的壁持续接触，保持在容器内部行走的小车处在水平位置，不至于倾斜失去平衡。两个主动轮通过驱动电机的正转与反转来实现前进和后退的动作，优选两个主动轮交叉设置，即两个主动轮分别位于行走小车的不同侧，如前端的主动轮在左侧，则后端的主动轮就设置在右侧，在本实施例中，前方左侧的车轮是主动轮，后方左侧的车轮是从动轮，这样就通过控制两个主动轮驱动电机的转速来实现行走小车的转弯动作，精简行走小车的部件。
[0020]机架包括作水平方向旋转运动的旋转机构和位于旋转机构上方携带实时检测系统作贴片、取片、放片工作的4轴联动机械手机构；旋转机构设置在六轮行走小车中部的连接板上，包括蜗轮蜗杆机构、关节底座和驱动电机，驱动电机带动蜗轮蜗杆转动，驱动关节底座实现机械手机构的整体水平旋转，蜗轮蜗杆机构的传动精度高，力矩大，可以更好的控制机械手机构的转动精度。
[0021]机械手由三个连杆和一个手部执行器组成，三个连杆顺次连接，一端连接关节底座，另一端连接手部执行器，每根连杆分别通过联轴器连接一个连杆步进电机，带动连杆进行旋转运动，实现机械手的三维空间空间旋转和定位，手部执行器通过联轴器连接手部执行电机，实现手部执行器的旋转，通过四个电机和其控制的部件可以实现机械手的4轴联动。手部执行器上设有电磁铁，胶片上放置有定位磁铁，通过变换电磁铁的磁极极性来实现吸附与放下胶片。在工作时，手部执行器将胶片从铅盒前箱中取出，定位后贴到焊缝处，探伤完毕后，再将焊缝处的胶片取下，放到另一端盛放探伤完后的铅盒后箱中。
[0022]为保护操作人员的健康安全，焊缝射线探伤自动贴片机器人还可以包括远程遥控装置，远程遥控装置包括实时检测系统、显示屏幕和远程遥控器，实施检测系统包括摄像头，摄像头将图像传到探伤室外操作台的显示屏幕上，操作人员在屏幕前端观察摄像头传输的图像，通过远程遥控器进行远程遥控即可实现整个机器人的自动工作，避免辐射对身体造成影响。
[0023]以上所述，仅为本发明专利较佳的【具体实施方式】，但本发明专利的保护范围并不局限于此，任何熟悉本【技术领域】的技术人员在本发明专利揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明专利的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种焊缝射线探伤自动贴片机器人，其特征在于:包括机架、携带所述机架移动的机架行走机构、位于所述机架上部的实时检测系统和存放胶片的铅盒。
2.如权利要求1所述的焊缝射线探伤自动贴片机器人，其特征在于:所述机架行走机构包括六轮行走小车；所述机架包括作水平方向旋转运动的旋转机构和位于所述旋转机构上方的4轴联动机械手机构；所述旋转机构设置在所述六轮行走小车中部，包括蜗轮蜗杆机构、关节底座和驱动电机，所述驱动电机带动所述蜗轮蜗杆转动，驱动所述关节底座实现所述机械手机构的整体水平旋转；所述机械手由三个连杆和一个手部执行器组成，所述手部执行器上设有电磁铁；所述实时检测系统带有摄像头；所述铅盒用于存放探伤过程中使用的胶片。
3.如权利要求2所述的焊缝射线探伤自动贴片机器人，其特征在于:所述六轮行走小车包括位于小车两端的四个车轮和位于小车底部的两个万向轮；所述四个车轮设置在小车两端，其中前后端的各任意一个车轮为主动轮，带有主动轮轴和驱动电机，驱动电机通过联轴器与主动轮轴相连，主动轮轴与主动轮之间有两个滚动轴承，驱动电机带动主动轮轴转动从而带动车轮转动；另外两个车轮设置为从动轮，带有从动轮轴，所述从动轮随主动轮运动而运动。
【文档编号】G01N23/04GK103472076SQ201310385568
【公开日】2013年12月25日 申请日期:2013年8月30日 优先权日:2013年8月30日
【发明者】胡效东, 刘宪福, 张华宇, 戚振, 田强, 姜迪, 闵迎亚, 李伟, 张德新 申请人:山东科技大学