一种基于工业机器人的探伤系统及其探伤方法与流程

1.本发明涉及工件探伤技术领域，具体涉及一种基于工业机器人的探伤系统及其探伤方法。


背景技术：

2.超声波探伤是在不破坏工件的前提下，利用超声能进入金属材料的内部，并由一截面进入另一截面时，在截面的边缘发生反射的特点来检查工件内部缺陷的一种方法，其主要在锻造、焊接或是机械加工之前，为了保证成品的质量，必须对零部件进行检验，避免零件在组装之后由于其裂纹的存在造成后续制造形成的缺陷。
3.目前的超声波检测工件时，是将工件进行转动然后利用探头对转动的工件进行探测，将检测到的工件表面存在的裂纹、气孔等缺陷，并根据超声波屏的数据显示来判断缺陷位置以及类型，然后根据相应的缺陷来进行修正。但是这种检测方法在一些轴类零件或是一些单个零件比较受欢迎，但是遇到一些模组类的组件进行探测时，由于其零件之间有一定的装配关系，转动过程中容易出现错位的现象，导致需要重新装配的后果，增加加工工时，严重降低生产效率。
4.因此，目前需要一种既可以实现对工件稳定的探测、又可以节省工时的探测系统来解决以上存在的问题。


技术实现要素：

5.发明目的：本发明提供一种基于工业机器人的探伤系统，并进一步提供一种基于上述探伤系统的探伤方法，以解决现有技术存在的上述问题。
6.技术方案：一种基于工业机器人的探伤系统，包括转动组件、传送组件和夹持组件三部分。
7.其中，转动组件包括第一动力模块，连接在所述第一动力模块一侧、且随所述第一动力模块的运动而转动的转动机构，以及连接在远离所述第一动力模块的所述转动机构一侧、且跟随所述转动机构进行转动运动的转动模块；传送组件包括固定连接在所述转动件一侧的第二动力模块，与所述第二动力模块转动连接、且跟随第二动力模块运动进行转动的传送件，以及跟随所述传送件的运动进行移动的探测器；夹持组件包括第三动力模块，随第三动力模块进行运动的连接杆，以及与连接杆固定连接的夹持件，用于夹持工件、且固定工件位置。
8.在进一步的实施例中，所述转动模块为转动盘，所述转动盘设置在所述转动机构的一侧，当转动机构进行转动时，带动与之连接的转动盘进行转动，转动盘的转动进而带动与之固定连接的传送组件进行转动，进而实现所述传送组件进行圆周运动，提高检测面积和检测精度。
9.在进一步的实施例中，所述转动盘对称设置为2组、且水平呈预设距离设置，夹持
组件贯穿于转动盘中，传送组件设置在2个转动盘之间，当夹持组件和传送组件进行运动时，由于两个转动盘的支撑作用，不会产生运动不平稳的问题，进一步提高了传送组件的运动稳定性。
10.在进一步的实施例中，所述夹持件对称设置为2组，且其中一组通过所述连接杆进行移动，针对不同大小的工件，第三动力模块带动其中一端的夹持件进行移动，根据预设的距离向另一个夹持件进行靠近，直至将工件夹紧，只需要一个动力源就可以满足不同大小工件的夹持，进一步的节省成本，提高探测系统的使用率。
11.在进一步的实施例中，所述连接杆贯穿于所述转动机构中，所述转动盘与所述连接杆通过连接件进行连接，当转动盘进行转动时，通过连接件的作用不会带动连接杆也随之进行转动，用于限制所述转动盘、连接件的运动方向，实现工作的稳定夹持。
12.在进一步的实施例中，所述传送组件还包括：移动块，可移动的连接在所述传送件上，跟随所述传送件的转送进行移动；支撑杆，至少设置为4个，分别连接所述转动盘的两端，用于支撑并带动所述转动盘进行转动；支撑架，固定连接于所述移动块和所述支撑杆上，跟随所述传送件的运动，带动设置在其上的探测器移动，实现对工件的探测。
13.转动盘的转动通过支撑杆带动与之连接的另一端的转动盘进行转动，进而实现连接在传送件上的移动块进行转动，移动块的转动进而带动与之连接的支撑架进行转动，进而带动探测器进行圆周运动；传送件的转动带动移动块进行移动，移动块的移动进而带动与之连接支撑架进行移动，移动块的移动进而带动与之连接探测器进行移动，进而实现探测器的螺旋状平稳扫描探测，进一步的提高探测稳定性以及探测效率。
14.在进一步的实施例中，所述转动机构包括主动齿轮和从动齿轮，所述从动轮与所述转动盘固定连接，从动轮的转动带动与之固定连接的转动盘进行转动，提高转动精度以及转动的稳定性。
15.一种基于工业机器人的探伤系统及其探伤方法，包括以下步骤：s1、首先，将工件放置在固定一端的夹持件上，启动第一电机进行转动，进而带动与之连接的连接件进行移动，进而带动夹持件向另一端的夹持件进行运动，直至对工件进行夹紧固定；s2、第一电机带动与之连接的主动齿轮进行转动，主动齿轮的转动带动与之啮合连接的从动齿轮进行转动，进而带动通过轴承套固定连接在从动齿轮上的转动盘进行转动，进而带动固定连接在转动盘上的丝杠进行圆周运动；与此同时，第二电机带动与之连接的丝杠进行转动，丝杠的转动带动连接在其上的移动块进行前后移动，移动块的移动带动固定连接在其上的支撑架进行移动，进而带动固定连接在支撑架上的探测器进行移动，转动盘的转动和丝杠的移动，进而带动探测器围绕工件进行螺旋状的平稳运动，进而对工件进行全面的扫描检测；s3、重复s1至s2，直至系统停止工作。
16.有益效果：本发明涉及一种基于工业机器人的探伤系统及其探伤方法，由转动组件、传送组件、夹持组件三部分组成，通过夹持组件的第三动力模块带动与之连接的一组夹持件向另一组夹持件移动，实现工件的固定夹持，通过转动组件的第一动力模块带动转动
机构进行转动，进而带动与转动机构连接的转动盘进行转动，进而带动固定连接在转动盘上的传送组件进行转动，此时传送组件中的第二动力模块带动传送件进行转动，进而实现设置在传送件上的探测器进行圆周转动和水平移动，实现对固定夹持的工件进行整体的探测。本发明设置的夹持组件可以实现对不同工件进行夹持，且夹持之后不需要在进行转动，进一步的提高探测的稳定性，探测器的螺旋形探测运动，实现了对工件的全面扫描提高探测精度，本发明结构简单，操作方便且进一步节省成本。
附图说明
17.图1为本发明总体结构装配示意图；图2为本发明转动组件部分结构装配示意图；图3为本发明转动组件和夹持组件连接结构示意图；图4为本发明传送组件结构示意图；图5为本发明转动组件结构示意图；图6为本发明探测器连接位置结构示意图；图7为本发明固定夹持组件与转动组件连接结构示意图。
18.图中各附图标记为：固定支架1、第一电机2、第三电机3、传动杆4、转动组件5、转动机构5a、圆形转盘5b、滚珠轴承5c、固定圈6、夹持件7、支撑杆8、传送组件9、第二电机9a、探测组件9b、探测器91d、支撑架92d、移动块93d、直线轴承94d、丝杠9c、抱箍支架10、连接转轴10a。
具体实施方式
19.在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。
20.申请人认为，现有技术中对工件进行探伤的检测利用工件转动，探测器不动的方式进行检测，但是对于一些组装的模组进行探测时，由于其之间有一定的装配关系或是零件之间采用胶连接时，在转动时就会容易产生零部件错位或是各个零部件脱落的现象，则需要操作人员继续组装并在次进行夹持探测，严重影响工作效率，增加生产时间。在部分工况中，有些模组中的零件是存在可转动或者可活动空间的，假如直接放在固定架上，随固定架一起转动，则可转动或者可活动零件会形成振动、电磁环境改变或其他干扰，影响测量的准确性，也可能会对这些零件形成破坏。例如，振动会对采用震动传感器的仪器造成干扰，可转动零件的活动，会对ct等射线扫描类的仪器形成干扰，无法获得准确的断面形态。如果是铁磁性的物质，其会干扰局部的电磁环境，因此会形成干扰信号，导致测量存在较大的误差。
21.为此，申请人设计一种基于工业机器人的探伤系统及其探伤方法，由夹持组件对探测工件进行夹持固定，再由转动组件和传送组件带动探测器，围绕工件进行圆周转动和水平移动，实现对工件的全面检测，进一步的提高工件夹持时的稳定性，且结构简单节省对工件的检测成本。
22.本发明设计一种基于工业机器人的探伤系统，在实际应用中，如图所示，包括转动组件5、传送组件9和夹持组件三部分组成，其中转动组件5包括第一动力模块，本实施例的第一动力模块为第一电机2，连接在所述第一电机2一侧、且随所述第一电机2的运动而转动的转动机构5a，本实施例中的转动机构5a为主动齿轮和从动齿轮，以及与从动齿轮连接、且跟随从动齿轮进行转动运动的转动模块，本实施例中转动模块为转动盘，在本实施例中转动盘按照预设的距离、水平对称设置为两组，其中第一电机2、第二电机9a和第三电机3设置在其中一组转动盘的一侧，另一侧不需要增加多余的动力模块；传送组件9，包括固定连接在转动盘一侧的第二动力模块，本实施例中第二动力模块为第二电机9a，与所述第二电机9a转动连接、且跟随第二电机9a运动进行转动的传送件，本实施例中的传送件为丝杠9c，连接在丝杠9c上的移动块93d，移动块93d可以跟随丝杠9c的转动进行前后移动，连接在转动盘之间的4个支撑杆8，其中2个设置在丝杠9c两边，另外2个设置在丝杠9c的对面，用于支撑转动盘，以及带动另一个转动盘进行转动，只需要一个动力源就可以实现两个转动盘的转动，进一步的节省成本，以及固定连接在丝杠9c和2个支撑杆8上的支撑架92d，以及跟随支撑架92d的运动而进行圆周运动和前后移动的探测器91d，实现对工件的螺旋扫描探测，且提高探测的稳定性；夹持组件，包括第三动力模块，本实施例中第三动力模块为第三电机3，随第三电机3进行运动的连接杆，以及与连接杆固定连接的夹持件7，本实施例中的夹持件7设置为手爪型，可以根据组装模组的形状设计为其所需要的夹持件7形状，夹持件7也是按照预设的距离、水平设置为对称的2组夹持件7，且每个夹持件7分别与连接杆进行连接，其中每个连接杆通过滚珠轴承5c与转动盘进行连接，防止在转动盘转动的过程中，也会带动连接杆进行转动的问题，可以实现连接杆只进行水平运动，转动盘进行圆周转动的运动，提高整个探测系统的检测稳定性，以及节省检测成本，提高检测的效率。
23.在实际应用中，第三电机3带动与之连接的1个连接杆向前进行移动，进而带动与连接杆连接的夹持件7进行移动，直至与工件表面贴合、且与另一个固定的夹持件7配合，使得工件被两端的夹持件7紧固的夹持定位，与此同时，第一电机2带动主动齿轮进行转动，主动齿轮带动与之啮合连接的从动齿轮进行转动，从动齿轮的转动带动与之通过轴承套固定连接的一个转动盘进行转动，一端转动盘的转动通过连接在其一端的支撑杆8、以及传送件的作用，使得另一端的转动盘也进行转动，进而带动丝杠9c围绕固定在转动盘中间的工件进行圆周运动，丝杠9c的圆周运动带动设置在其上的支撑架92d进行圆周运动，进而实现固定连接在支撑架92d上的探测器91d进行圆周转动；与此同时，第二电机9a带动丝杠9c进行转动，丝杠9c的转动带动连接在其上的移动块93d进行移动，移动块93d的移动带动固定连接在其上的支撑架92d进行移动，进而实现固定在支撑架92d上的探测器91d进行移动探测，转动盘的转动和丝杠9c的移动，两者同时进行运动，进而实现探测器91d对工件进行螺旋状运动的探测，使得探测面积增大，提高探测精度。
24.通过上述技术方案，解决了工件在转动的过程中容易出现错位或是零件脱落的问题，通过夹持组件对工件进行位置固定，进一步的提高探测的稳定性，以及探测器91d的螺旋状轨迹运动，进一步的提高探测的面积，提高检测精度。
25.转动盘对称设置在两端，且之间通过支撑杆8进行连接，当其中第一电机2带动与之连接的一端转动盘进行转动时，在支撑杆8的作用下带动与支撑杆8连接的另一端的转动盘也同步进行转动，使得探测器91d更加稳定的进行运动，更加全面的实现对工件的全面探
测。
26.通过上述技术方案，更进一步解决了探测的稳定性问题，而且只需要一端增加动力源，就可以实现两端同时带动探测器91d进行转动，进一步的节省成本，提高探测系统的使用效率。
27.转动盘与连接杆通过滚珠轴承5c进行连接、且连接杆贯穿于所述转动机构5a中，在转动机构5a中的从动轮带动转动盘进行转动时，由于滚珠轴承5c的作用不会带动与之连接的连接杆也进行转动，防止工件出现翻转的问题。
28.通过上述技术方案，解决了转动盘和夹持件7不能单独运动的问题，实现了工件的稳定定位，更加的便于探测器91d进行周向的检测，进一步的提高检测的精度，节省探测时间。
29.在上述探伤系统的基础之上，本发明提供一种探伤系统的探伤方法，具体步骤如下：首先，将工件放置在固定一端的夹持件7上，启动第一电机2进行转动，进而带动与之连接的连接件进行移动，进而带动夹持件7向另一端的夹持件7进行运动，直至对工件进行夹紧固定；接着，第一电机2带动与之连接的主动齿轮进行转动，主动齿轮的转动带动与之啮合连接的从动齿轮进行转动，进而带动通过轴承套固定连接在从动齿轮上的转动盘进行转动，进而带动固定连接在转动盘上的丝杠9c进行圆周运动；与此同时，第二电机9a带动与之连接的丝杠9c进行转动，丝杠9c的转动带动连接在其上的移动块93d进行前后移动，移动块93d的移动带动固定连接在其上的支撑架92d进行移动，进而带动固定连接在支撑架92d上的探测器91d进行移动，转动盘的转动和丝杠9c的移动，进而带动探测器91d围绕工件进行螺旋状的平稳运动，进而对工件进行全面的扫描检测；以此类推，依次重复上述动作，直至系统停止工作。
30.因此，在上述实施例中，通过固定被测工件或模组、转动测量机构的方式，解决了现有技术中，对模组内部零件造成松动或破坏的情况，还可以避免模组内部有可转动或可以活动零件，在转动过程中形成震动或其他干扰源，使被测的模组信号发生紊乱，影响测量的准确性。在本实施例中，待测工件或模组是固定的，因此其自身的状态不会因为测量这一过程而发生变化，提高了测量的精确性。
31.如上所述，尽管参照特定的优选实施例已经表示和表述了本发明，但其不得解释为对本发明自身的限制。在不脱离所附权利要求定义的本发明的精神和范围前提下，可对其在形式上和细节上做出各种变化。