一种棒材超声探伤装置的制作方法

1.本技术涉及超声无损检测设备技术领域，尤其涉及一种棒材超声探伤装置。


背景技术：

2.超声无损检测技术是工业中无损检测方法之一，主要利用超声波反射原理检测工件内部缺陷位置和大小。棒材超声检测时，要求探伤探头实现棒材表面全部覆盖探测，以保障棒材所有位置都进行超声检测。
3.目前常用的探伤办法有自动化设备探伤和人工探伤两种。
4.自动化探伤设备分为棒材旋转和探头旋转两种，棒材旋转方法通过装置使棒材旋转送进通过充满水作为耦合剂的超声探伤装置实现探伤，探头旋转则是充满水耦合剂的探头装置进行旋转，棒材直线送入实现探伤。这两种探伤设备探伤精度高，效率高，但是设备购置成本较高，适配规格范围较窄。
5.人工棒材探伤过程中，需要将棒材置入水池中并用受不停旋转棒材，并且人工移动探头在棒材表面沿周向移动。人工凭借经验移动探头，存在部分区域未探伤的可能，而且工作强度高，效率也低。


技术实现要素：

6.本技术提供了一种棒材超声探伤装置，通过机械控制棒材径向旋转及探头轴向移动，解决了人工进行棒材超声探伤的漏检、效率低的问题以及全自动棒材超声探伤设备费用高昂、操作复杂的问题。
7.本技术解决上述技术问题所采取的技术方案如下：
8.本技术实施例提供一种棒材超声探伤装置，包括设置在水箱中的上料架、上料机构、支撑架、下料架、下料机构、夹持机构以及浮动机构；
9.所述水箱中设置有基准框架，所述上料架安装在所述基准框架顶部，所述上料架与所述下料架之间通过所述支撑架连接，所述上料机构与所述上料架连接，用于使棒材从所述上料架转移至所述支撑架上，所述下料机构用于使棒材从所述支撑架转移至所述下料架上；
10.所述夹持机构安装在所述支撑架一端，所述浮动机构安装在所述支撑架的另一端；
11.所述夹持机构用于夹住棒材，带动棒材在所述支撑架上旋转，浮动机构用于带动超声探头在棒材上浮动，使所述超声探头与棒材的水距保持一致。
12.可选的，所述上料架的支撑部分为圆管外套保护层结构，使棒材在所述上料架的顶部随着圆管移动，从而使棒材移动至所述支撑架上；
13.所述圆管外套保护层结构的两端均设置有挡料板。
14.可选的，所述上料机构设置在水箱内部的所述基准框架底部，通过固定座与所述基准框架焊接固定，所述固定座顶部铰接所述上料架上的上料板，所述上料板顶部配有保
护层垫块，所述保护层垫块带有斜度，整体上料驱动通过设置在水箱外侧尾端的气缸为动力源以及钢绳来传递动力。
15.可选的，所述支撑架焊接在在所述基准框架中心，所述支撑架中的支撑板在水箱的中心分段式排布，所述支撑版顶部配有直径不同的支撑轮，用于放置兼容不同规格的棒材。
16.可选的，所述支撑轮为包聚氨酯层材料的包胶轴承，用于保护棒材，且内部安装有不锈钢轴承。
17.可选的，所述夹持机构的固定架安装在所述基准框架上，安装在水箱内首端，所述固定架上安装升降滑台，所述升降滑台上装有轴承座、伺服电机、旋转头、夹持气缸；
18.所述轴承座固定在所述升降滑台上用于支撑旋转轴，所述旋转轴一端配有旋转头，另一端配有夹持气缸，所述夹持气缸与棒材上料位旋转中心对应，所述伺服电机通过同步带对所述旋转轴传递动力，所述夹持机构用于夹紧棒材并带动棒材旋转，且用于随着棒材直径不同调整旋转中心位置。
19.可选的，所述浮动机构安装在所述水箱顶部长行程滑台上，通过所述长行程滑台沿着棒材轴向同步移动。
20.可选的，所述浮动机构装置安装在所述长行程滑台的滑台悬臂上，所述浮动机构装置的顶部安装升降气缸，底部装有滑轨径向浮动，所述滑轨底部装有探头固定板和超声探头，所述超声探头安装在用于旋转和距离调整的滑台上。
21.本技术提供的技术方案包括以下有益技术效果：
22.本技术提供一种棒材超声探伤装置，包括设置在水箱中的上料架、上料机构、支撑架、下料架、下料机构、夹持机构以及浮动机构；水箱中设置有基准框架，上料架安装在基准框架顶部，上料架与下料架之间通过支撑架连接，上料机构与上料架连接，用于使棒材从上料架转移至支撑架上，下料机构用于使棒材从支撑架转移至下料架上；夹持机构安装在支撑架一端，浮动机构安装在支撑架的另一端；夹持机构用于夹住棒材，带动棒材在支撑架上旋转，浮动机构用于带动超声探头在棒材上浮动，使超声探头与棒材的水距保持一致。本装置通过机械控制棒材径向旋转及探头轴向移动，解决了人工进行棒材超声探伤的漏检、效率低的问题以及全自动棒材超声探伤设备费用高昂、操作复杂的问题。
附图说明
23.为了更清楚地说明本技术的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
24.图1为本技术实施例提供的棒材超声探伤装置主视图；
25.图2为本技术实施例提供的棒材超声探伤装置俯视图；
26.图3为本技术实施例提供的棒材超声探伤装置左视图；
27.图4为本技术实施例提供的棒材超声探伤装置一个角度的轴测图；
28.图5为本技术实施例提供的棒材超声探伤装置另一角度的轴测图；
29.图6为本技术实施例提供的一种棒材超声探伤装置主视图；
30.图7为本技术实施例提供的一种棒材超声探伤装置轴测图。
31.附图编号：1-上料安装板；2-上料前支撑；3-上料后支撑；4-上料轴承；5-上料圆管；6-上料圆管保护层；7-挡料板；8-上料感应开关支架；9-感应开关；10-侧挡料板；11-铰接固定座；12-铰接板；13-上料保护层；14-钢绳；15-气缸固定板；16-气缸；17-支撑安装板；18-大支撑轮竖板；19大支撑轮轴承；20-大支撑轮轴；21-大包胶轮；22-大包胶轮轴承；23-小支撑轮竖板；24-小支撑轮轴承；25-小支撑轮轴；26-小包胶轮；27-小包胶轮轴承；28-支撑感应开关支架；29-支撑感应开关；30-下料安装板；31-下料前支撑；32-下料后支撑；33-下料轴承；34-下料圆管；35-下料圆管保护层；36-铰接固定座；37-下料铰接板；38-下料保护层；39-钢绳；40-气缸固定板；41-气缸；42-夹持安装板；43-夹持固定座；44-夹持前安装板；45-伺服电机；46-减速机；47-连轴器；48-t型轴承座；49-同步带轮；50-同步带；51-ucp轴承；52-旋转头；53-旋转轴；54-气管；55-夹持气缸；56-夹爪；57-长滑台支架；58-长行程滑台；59-悬臂支架；60-升降气缸；61-导向轴；62-导向套；63-滑轨；64-弹簧；65-探头固定架；66-旋转台；67-单向轴滑台；68-超声探头；69-探头保护套。
具体实施方式
32.为了使本领域技术人员更好地理解本技术中的技术方案，下面将结合本技术实施例中的附图，对申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然，所描述的实施例仅是本技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本技术保护的范围。
33.为了解决人工进行棒材超声探伤的漏检、效率低的问题以及全自动棒材超声探伤设备费用高昂、操作复杂的问题。本技术实施例提供一种棒材超声探伤装置，安装于水箱之中，分别用于棒材旋转和探头移动以代替人工。
34.在相关技术中，传统的棒材探伤采用人工探伤的方案，移动探头靠的是探伤人员的经验，人工拿着探头在棒材表面滑动，滑动的轨迹不可控存在漏检风险。以及，现有自动探伤设备，采用支撑轮带动棒材选转存在打滑问题，采用探头旋转存在设备成本高、对棒材直线度要求高的问题。
35.本技术实施例提供一种棒材超声探伤装置，夹持棒材按一定速度旋转，探头在棒子正上方沿着轴线移动，使探头在棒材表面的行走轨迹为螺纹线形式，可以实现棒材表面的全覆盖检测，不会存在漏检现象，设备中包含上下料机构和上下料架，可实现自动上料、探伤、下料的动作，代替人工探伤。
36.以下以具体的实施例介绍本技术中的技术方案。
37.请参考附图1至附图5，本技术实施例提供的一种棒材超声探伤装置，包括设置在水箱中的上料架、上料机构、支撑架、下料架、下料机构、夹持机构以及浮动机构；
38.水箱中设置有基准框架，上料架安装在基准框架顶部，上料架与下料架之间通过支撑架连接，上料机构与上料架连接，用于使棒材从上料架转移至支撑架上，下料机构用于使棒材从支撑架转移至下料架上；夹持机构安装在支撑架一端，浮动机构安装在支撑架的另一端；夹持机构用于夹住棒材，带动棒材在支撑架上旋转，浮动机构用于带动超声探头在棒材上浮动，使超声探头与棒材的水距保持一致。
39.具体的，上料架用于暂存待检测的棒材、支撑架用于支撑棒材，做为探伤工作工
位；下料架用于暂存检测后的棒材，上料机构用于使棒材从上料架转移到支撑架上；下料机构用于使棒材从支撑架转移到下料架上；夹持机构用于夹住棒材，带动棒材旋转；浮动机构用于带动超声探头在棒材上浮动，保证探头与棒材水距不变。上料架安装在基准框架上方，支撑部分为圆管外套保护层结构，棒材可在上方随着圆管左右移动，对其端面，前端设有挡料板，上料架左边设有挡料板。
40.上料架与上料架原理相同。上料机构安装在水箱内部，在基准框架下方安装，固定座与基准框架焊接固定，固定座上方铰接上料板，上料板上方配有保护层垫块，保护层垫块带有斜度，整体上料驱动在水箱外侧尾端，使用钢丝传递动力，气缸作为动力源。
41.下料机构与上料机构结构原理相同，下料机构铰接板较低。
42.支撑架焊接在基准框架中心，在水箱的中心，支撑板分段式排布，上方配有大小支撑轮，可放置兼容不同规格的棒材，支撑轮为包胶轴承，包聚氨酯层保护棒材，内部安装不锈钢轴承。
43.夹持机构的固定架安装在基准框架上，安装在水箱内首端，固定架安装升降滑台，滑台上装有轴承座、伺服电机、旋转头、夹持气缸等，轴承座固定不动支撑旋转轴，旋转轴后方配有旋转头，前端配有夹持气缸，夹持气缸与棒材上料位旋转中心对应，伺服电机通过同步带对旋转轴传递动力，夹持机构可以夹紧棒材并带动棒材旋转，并且可随着棒材直径不同调整旋转中心位置。
44.浮动机构安装在长行程滑台上，通过滑台沿着棒材轴向同步移动，浮动机构装置安装在滑台悬臂上，浮动机构装置上方安装升降气缸，下方装有滑轨径向浮动，滑轨下方装有探头固定板和超声探头，探头安装在旋转和距离调整滑台上。
45.在一种实现方式中，轻餐开附图6和附图7，本技术实施例提供的超声探伤装置，通过以下部分组成该套设备，完成探伤的功能，请参考附图6和图7，包含上料架、上料机构、支撑架、下料架、下料机构、夹持机构、浮动机构等。其中，上料架中包含上料安装板1、上料前支撑2、上料后支撑3、上料轴承4、上料圆管5、上料圆管保护层6、挡料板7、上料感应开关支架8、感应开关9、侧挡料板10。上料机构包含铰接固定座11、铰接板12、上料保护层13、钢绳14、气缸固定板15、气缸16。支撑架包含支撑安装板17、大支撑轮竖板18、大支撑轮轴承19、大支撑轮轴20、大包胶轮21、大包胶轮轴承22、小支撑轮竖板23、小支撑轮轴承24、小支撑轮轴25、小包胶轮26、小包胶轮轴承27、支撑感应开关支架28、支撑感应开关29。下料架包含下料安装板30、下料前支撑31、下料后支撑32、下料轴承33、下料圆管34、下料圆管保护层35。下料机构包含铰接固定座36、下料铰接板37、下料保护层38、钢绳39、气缸固定板40、气缸41。夹持机构包含夹持安装板42、夹持固定座43、夹持前安装板44、伺服电机45、减速机46、连轴器47、t型轴承座48、同步带轮49、同步带50、ucp轴承51、旋转头52、旋转轴53、气管54、夹持气缸55、夹爪56。浮动机构包含长滑台支架57、长行程滑台58、悬臂支架59、升降气缸60、导向轴61、导向套62、滑轨63、弹簧64、探头固定架65、旋转台66、单向轴滑台67、超声探头68、探头保护套69。
46.上述部件按照图6至图7的架构进行安装。
47.具体在探伤时，首先在设置该棒材超声探伤装置的控制器中设置参数，然后在上料架上放置棒料，通过控制器启动装置，上料机构自动从上料架上升降一根棒材，上料至支撑架上，旋转夹持机构气缸自动控制夹紧棒材，浮动装置从零件移动到探伤起始位置，浮动
装置下降使探头保持和棒材之间的水距，棒材开始旋转，浮动装置沿着轴线向后移动，当限位开关检测不到棒材时，棒材超声探伤完成，浮动装置升起，返回零点位置，旋转夹持机构气缸松开棒材，下料机构顶升棒材下料至下料架上，自动探伤完成，下料完成后下根棒材继续上料进行探伤，直至所有棒材探伤结束。在本实施例中，该棒材超声探伤装置还连接有蜂鸣器，当探伤发现问题时，蜂鸣器会报警提示操作人员，并可在探伤记录回放中查看每个棒材的探伤结果，需要说明的是，每根棒材的型号对应一个探伤记录文件，与棒材上标记对应。
48.综上，本技术实施例提供的棒材超声探伤装置具有高效探伤的有益效果，由人工方式改为电控操作，提高了探伤效率，且无漏检现象：采用夹持方式，使棒材与电机转动圈数相同，避免其他设备产生的打滑现象，做到全覆盖探伤。同时在探伤定位时：电控操作探伤，具备棒材旋转，探头前后移动、升降的工作功能，可在探伤过程中知道伤痕位置。进一步的在探伤保护方面：旋转夹持保护罩可保护人工和设备，探伤头保护套可放置并减少探头的损坏。以及其耦合效果：整套设备安装在水箱中，棒材和探头之间水全部填满，没有气泡干扰探伤效果的问题。
49.需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
50.以上所述仅是本技术的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本技术。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本技术的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本技术将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
51.应当理解的是，本技术并不局限于上面已经描述并在附图中示出的内容，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本技术的范围仅由所附的权利要求来限制。