一种超声波探伤水浸3d扫描装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种超声波探伤水浸3D扫描装置，包括水槽、X轴移动装置、Y轴移动装置、R轴转动装置和超声波探测装置，所述Y轴移动装置设置在所述水槽的上方，所述X轴移动装置设置在所述Y轴移动装置上，所述R轴转动装置设置在所述水槽的底部。本实用新型的超声波探伤水浸3D扫描装置通过在水槽底部布置R轴转动装置并在水槽上方布置X轴移动装置和Y轴移动装置，可方便地实现棒类工件内部超声波探伤全覆盖扫查，采用螺旋式或矩形式步进扫查方式，满足棒类锻件内部缺陷的超声检测。
【专利说明】
一种超声波探伤水浸3D扫描装置
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种超声波探伤水浸3D扫描装置。
【背景技术】
[0002] 采取水浸式超声波探伤时，探头和棒类锻件(或管类)必须处于水介质之中，为了 确保探伤的定位准确性、数据的采集可靠性，探头和棒类锻件(或管类）的相对运动要形成 矩形或螺旋形的包络线，实现两者之间的相对运动的方法很多，比如棒类锻件(或管类)旋 转的同时探头在其上方沿其轴线做直线运动等等。
[0003] 因此，需要一种超声波探伤水浸3D扫描装置以解决上述问题。 【实用新型内容】
[0004] 实用新型目的：本实用新型针对现有技术的缺陷，提供一种简单实用的超声波探 伤水浸3D扫描装置。
[0005] 技术方案:为解决上述技术问题，本实用新型的超声波探伤水浸3D扫描装置采用 如下技术方案：
[0006] 一种超声波探伤水浸3D扫描装置，包括水槽、X轴移动装置、Y轴移动装置、R轴转动 装置和超声波探测装置，所述Y轴移动装置设置在所述水槽的上方，所述X轴移动装置设置 在所述Y轴移动装置上，所述R轴转动装置设置在所述水槽的底部。
[0007] 更进一步的，所述Y轴移动装置包括第一电机、第一导轨和丝杠，所述第一电机连 接所述丝杠，所述第一导轨和丝杠平行设置。
[0008] 更进一步的，所述X轴移动装置包括第二电机、第二导轨、同步轮和从动轮，所述第 二导轨的两端分别设置在所述第一导轨和丝杠上，所述第二电机连接所述同步轮，所述从 动轮通过皮带连接所述同步轮。
[0009] 更进一步的，所述R轴转动装置包括第三电机、减速器、减速机同步轮、主动轴同步 轮、第一托轮和第二托轮，所述第三电机通过减速器连接所述减速机同步轮，所述减速机同 步轮通过皮带连接所述主动轴同步轮和第一托轮，所述第二托轮与所述第一托轮相对设 置，所述超声波探测装置设置在所述X轴移动装置上。
[0010]更进一步的，还包括第三导轨，所述第三导轨设置在所述水槽的底部，所述第一托 轮和第二托轮均设置在所述第三导轨上，所述第一托轮或第二托轮相对所述第三导轨移 动。
[0011] 更进一步的，所述第一托轮和/或第二托轮上设置有圆锥头。在第一托轮和第二托 轮上设置圆锥头，适用于管类工件超声波探伤全覆盖扫查。
[0012] 有益效果:本实用新型的超声波探伤水浸3D扫描装置通过在水槽底部布置R轴转 动装置并在水槽上方布置X轴移动装置和Y轴移动装置，可方便地实现棒类工件内部超声波 探伤全覆盖扫查，采用螺旋式或矩形式步进扫查方式，满足棒类锻件内部缺陷的超声检测。
【附图说明】
[0013] 图1是本实用新型的超声波探伤水浸3D扫描装置的结构示意图；
[0014] 图2是本实用新型的X轴移动装置的结构示意图；
[0015] 图3是本实用新型的Y轴移动装置的结构示意图；
[0016] 图4是本实用新型的R轴转动装置的结构示意图。
【具体实施方式】
[0017] 下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本实用新型，应理解这些实施例仅用于 说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围，在阅读了本实用新型之后，本领域技术 人员对本实用新型的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。
[0018] 请参阅图1、图2、图3和图4所示，本实用新型的超声波探伤水浸3D扫描装置，包括 水槽l、x轴移动装置3、Y轴移动装置2、R轴转动装置4和超声波探测装置，Y轴移动装置2设置 在水槽1的上方，X轴移动装置3设置在Y轴移动装置2上，R轴转动装置4设置在水槽1的底部。 其中，Y轴移动装置2包括第一电机21、第一导轨和丝杠22,第一电机21连接丝杠22,第一导 轨和丝杠22平行设置。X轴移动装置3包括第二电机31、第二导轨、同步轮32和从动轮33，第 二导轨的两端分别设置在第一导轨和丝杠22上，第二电机31连接同步轮32,从动轮33通过 皮带连接同步轮32。
[0019] R轴转动装置4包括第三电机41、减速器42、减速机同步轮43、主动轴同步轮44、第 一托轮45和第二托轮，第三电机41通过减速器42连接减速机同步轮43,减速机同步轮43通 过皮带连接主动轴同步轮44和第一托轮45，第二托轮与第一托轮45相对设置，超声波探测 装置设置在X轴移动装置3上。优选的，还包括第三导轨，第三导轨设置在水槽1的底部，第一 托轮45和第二托轮均设置在第三导轨上，第一托轮45或第二托轮相对第三导轨移动。优选 的，第一托轮45和/或第二托轮上设置有圆锥头。在第一托轮45和第二托轮上设置圆锥头， 适用于管类工件超声波探伤全覆盖扫查。
[0020] 本实用新型的超声波探伤水浸3D扫描装置通过在水槽1底部布置R轴转动装置4并 在水槽1上方布置X轴移动装置3和Y轴移动装置2，可方便地实现棒类工件内部超声波探伤 全覆盖扫查，采用螺旋式或矩形式步进扫查方式，满足棒类锻件内部缺陷的超声检测。
[0021] 机械系统参数：
[0022] 1、X轴移动装置3的电机同步轮直径44 · 7mm(Dl)，主动轴同步轮内径40 · 7mm(D2)， 同步轮32外径42.5mm(D3)，从动轮33直径44.7mm(D4)。
[0023] 电机转一周X轴移动装置3移动距离公式：
[0024]
[0025] 2、Y轴移动装置2丝杠22螺距5mm。
[0026] 3、（1)R轴转动装置4减速机同步轮直径37mm(Dl)，第一托轮直径90mm(D2)，主动 [0027] 轴同步轮直径50mm(D3)，减速机的减速比：1/30。
[0028]电机转一周R轴转动装置4第一托轮移动距离公式：
[0029]
[0030] (2)R轴转动装置4减速机同步轮直径37mm(Dl)，反射管直径43.2mm(D2)，主动轴同 步轮直径50mm(D3)，减速机减速比：1/30。
[0031]电机转一周反射管移动距离公式：
[0032]
[0033] (3)R轴转动装置4减速机同步轮直径37mm(Dl)，尾减管直径64.7mm(D2)，主动轴同 步轮44直径50mm(D3)，减速机减速比：1/30。
[0034]电机转一周尾减管移动距离公式：
[0035]
[0036] 实施例1
[0037] 请参阅图1所示，X轴移动装置3测试条件为：
[0038] 加速度lOOOpps2,速度lOOOpps，细分脉冲数P，给定距离S1，电机转一周X轴移动距 离S2，给定距离所需的脉冲数X。
[0039] 脉冲数计算公式:X/S1=P/S2 X/100 = 10000/130.62。
[0040] (1)设置等效同步轮直径 130.62/3.14 = 41.6mm。
[0041] 测试结果： 给定距离：1〇〇醒 实际距离（1) 99. 5mm (2) 99. 4mm 给定距离：200mm 实际距离（1) 198. 9iim (2) 199, 4mm
[0042] 给定距离：300mm 实际距离（1) 298. 5iim (2) 298. 8mm 给定距离：400mm 实际距离（1)398. 3niin(2)398. 0mm。
[0043] (2)设置等效同步轮直径41.8mm。
[0044] 测试结果：
[0045] 给定距离：100mm实际距离（1)99.7mm
[0046] 给定距离:400mm 实际距离（l)396mm(2)396mm。
[0047] (3)设置等效同步轮直径41.4mm。
[0048] 测试结果：
[0049] 给定距离：1〇〇_ 实际距离（l)99.7mm(2)100.4mm(3)99.8_
[0050] 给定距离:400mm实际距离（1) 399 · 8mm( 2) 399 · 5mm。
[0051 ] (4)设置等效同步轮直径41.3mm。
[0052] 测试结果：
[0053] 给定距离：100mm 实际距离（1) 100 · 4mm(2) 100 · 4mm
[0054] 给定距离:400mm实际距离（1 )400 · 8mm。
[0055] (5)设置等效同步轮直径41.35mm。
[0056] 测试结果： 给定距离：100mm 实际距离⑴100mm (2) 99· 9mm 给定距离：200mm 实际距萬（1) 200. 1mm (2) 200. 2ιτ皿
[0057] 给定距离：300mm 实际距离（1) 300. 2_(2) 300. 4ιτ皿 给定距离：400mm 实际距离（1) 4_Q0mm (2) 4Q0mm 给定距离：1200mm 实际距离（1) 1200mm (2) 1201mm。
[0058] 以上测试结果得知等效同步轮直径为41.35mm时，X轴移动装置3移动距离误差最 小，误差为3Q()^3Q(M -300=0. 3mm用尺量。重复定位精度误差〈〇. 〇3mm用千分表。
[0059] 实施例2
[0060]请参阅图2所示，Y轴移动装置2测试条件为：
[0061 ] 加速度lOOOpps2,速度lOOOpps，螺距5mm，细分脉冲数P，给定距离S1，电机转一周Y 轴移动装置2移动距离S2,给定距离所需的脉冲数X。
[0062]脉冲数计算公式:X/Sl =P/S2X/50 = 6400/5。
[0063]测试结果：
[0064] 给定距离：50mm 实际距离（l)50mm(2)50mm
[0065] 给定距离：100mm实际距离（1) 100mm
[0066] 给定距离:200mm实际距离（1)200 .lmm。
[0067] 从以上测试结果得知，Y轴移动装置2移动距离误差为0.1mm。
[0068] 实施例3
[0069] 请参阅图3所示，R轴转动装置4测试条件为：
[0070] 加速度1000PPS2,速度1000PPS，细分脉冲数P，给定距离S1，电机转一周R轴转动装 置4移动距离S2，给定距离所需的脉冲数X。
[0071 ]脉冲数计算公式:X/Sl =P/S2X/50 = 10000/6 · 97。
[0072] (1)设置等效同步轮直径6 · 97/3 · 14 = 2 · 23mm。
[0073] 测试结果：
[0074] 给定距离:50mm脉冲数71429 实际距离（l)51mm(2)50mm
[0075] 给定距离：100mm脉冲数 142857 实际距离（l)101mm(2)101mm。
[0076] (2)设置等效同步轮直径7.05/3.14 = 2.25mm。
[0077] 测试结果：
[0078] 给定距离：100mm脉冲数141844实际距离（1) 101mm。
[0079] (3)设置等效同步轮直径7 .l/3.14 = 2.26mm。
[0080] 测试结果：
[0081 ]给定距离：100mm脉冲数 140845实际距离（1) 100 · 5mm(2) 101mm。
[0082] (4)设置等效同步轮直径7.2/3.14 = 2.29mm。
[0083] 测试结果：
[0084] 给定距离：100mm脉冲数 138889实际距离（1 )99 · 6mm(2) 100mm。
[0085] (5)设置等效同步轮直径7.15/3.14 = 2.28mm。
[0086] 测试结果：
[0087] 给定距离：100mm脉冲数139860实际距离（1) 100 · 1mm。
[0088] 从以上测试结果得知，同步轮等效直径为2.28mm时，R轴转动装置4移动距离误差 最小，误差为 100.1-100 = 0.1_。
【主权项】
1. 一种超声波探伤水浸3D扫描装置，其特征在于，包括水槽（1)、X轴移动装置(3)、Y轴 移动装置(2)、R轴转动装置(4)和超声波探测装置，所述Υ轴移动装置(2)设置在所述水槽 (1)的上方，所述X轴移动装置(3)设置在所述Y轴移动装置(2)上，所述R轴转动装置(4)设置 在所述水槽(1)的底部。2. 如权利要求1所述的超声波探伤水浸3D扫描装置，其特征在于，所述Y轴移动装置(2) 包括第一电机(21)、第一导轨和丝杜(22)，所述第一电机(21)连接所述丝杜(22)，所述第一 导轨和丝杠(22)平行设置。3. 如权利要求2所述的超声波探伤水浸3D扫描装置，其特征在于，所述X轴移动装置(3) 包括第二电机(31)、第二导轨、同步轮(32)和从动轮(33)，所述第二导轨的两端分别设置在 所述第一导轨和丝杠(22)上，所述第二电机(31)连接所述同步轮(32)，所述从动轮(33)通 过皮带连接所述同步轮(32)。4. 如权利要求1所述的超声波探伤水浸3D扫描装置，其特征在于，所述R轴转动装置(4) 包括第三电机(41 )、减速器(42)、减速机同步轮(43)、主动轴同步轮(44)、第一托轮(45)和 第二托轮，所述第三电机(41)通过减速器(42)连接所述减速机同步轮(43)，所述减速机同 步轮(43)通过皮带连接所述主动轴同步轮(44)和第一托轮(45)，所述第二托轮与所述第一 托轮(45)相对设置，所述超声波探测装置设置在所述X轴移动装置(3)上。5. 如权利要求4所述的超声波探伤水浸3D扫描装置，其特征在于，还包括第三导轨，所 述第三导轨设置在所述水槽（1)的底部，所述第一托轮(45)和第二托轮均设置在所述第三 导轨上，所述第一托轮(45)或第二托轮相对所述第三导轨移动。6. 如权利要求5所述的超声波探伤水浸3D扫描装置，其特征在于，所述第一托轮(45) 和/或第二托轮上设置有圆锥头。
【文档编号】G01N29/26GK205607932SQ201620250822
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年3月29日
【发明人】陈昌华, 张利
【申请人】南京迪威尔高端制造股份有限公司