工业ct用3d球检测平台的制作方法
【专利摘要】一种工业CT用3D球检测平台。是由万向驱动轮装置，牛眼万向球，上下支撑架，上连接法兰板，立架，升降丝杠副装置，升降直线导轨，中间连接板及球形工件托盘构成。上下支撑架上面的牛眼万向球对球壳起到支撑导向作用，再通过上下部及中间万向轮驱动装置的伺服电机转动带动滚球滚动，沿着W1，W2，W3，W4轴向的水平轴向转动和垂直轴向的转动，滚球通过摩擦将动能传导到聚氨酯球壳，从而使得检测工件伴随球壳做所需任意轨迹方向转动。其采用的三维运动可以调节多种运动轨迹角度，相比传统单一运动CT平台技术，大大提高了CT检测灵敏度和精度，是一种更加程序化的检测平台。
【专利说明】
工业CT用3D球检测平台
技术领域
[0001]本发明涉及一种3D球检测平台，具体说涉及一种用于工业CT检测用的3D球检测平台ο
【背景技术】
[0002]近年来随着数字科技的不断普及和发展，无损检测技术的工业CT检测技术得到了进一步的发展，现有技术的CT扫描方式是平移加旋转方式或单独旋转方式。工件垂直放置夹持到承载的旋转平台上，通过旋转平移进行扫描检测。而目前对立方体结构或球状结构等大形工件的工业CT检测，一般都将工件等放置夹持到承载的旋转平台上，受到承载工件检测平台的限制，其检测工件与接触的承载平台位置或者夹具夹持位置属于成像扫描限制区域，存在边界遮挡障碍缺陷，无法全方位清晰的一次检测完成射线的CT扫描检测，往往需要关闭射线系统后人工二次调换工件安装位置使其第一次下面的接触面部分或第一次夹持部位转到上面，才能进行清晰的检测。这种一个轴向或两个轴向的简单CT平台所提供的运动无法实现方便全方位的一次性连续的射线检测，大大降低了检测效率。另外对于一些结构复杂的工件，需要寻找一个最佳的透照角度，才能够实现最佳二维投影数据的采集，完成高精度的三维建模，这对现有简单旋转平台的单一方向旋转移动方式是无法实现的，无法达到最佳的扫描成像效果。
【发明内容】
[0003]针对现有工业CT检测平台存在的缺陷，本发明提供了一种能够实现多轴任意轨迹角度旋转定位的高精度检测平台。
[0004]解决上述技术问题的具体技术措施是:一种工业CT用3D球检测平台。如图2图3图4所示，其结构是:由万向驱动轮装置21牛眼万向球22上下支撑架23上连接法兰板24，立架25，升降丝杠副装置26升降直线导轨27中间连接板28，球形工件托盘29构成。其中升降丝杠副装置26中的丝杠通过标准轴承座安装固定在立架25的上下端，上端连接固定驱动电机驱动。在立架25的侧立面上安装固定升降直线导轨27，直线导轨与连接法兰板24螺钉连接固定，连接法兰板24另一端用螺钉固定上下支撑架23的上支撑架，上支撑架四角处螺钉安装固定4个标准件牛眼万向球22，并在支撑架中间用螺钉固定万向驱动轮装置21，立架25底端通过螺钉与上下支撑架23的下支撑架连接固定，下支撑架同样四角处螺钉安装固定4个标准件牛眼万向球22，并在支撑架中间用螺钉固定万向驱动轮装置21，在立架25中间位置，螺钉安装中间连接板28，中间连接板28上螺钉固定安装一组万向驱动轮装置21。在上下支撑架23的牛眼万向球22中间放置需要承载工件的球形工件托盘29。其中的万向驱动轮装置21如图5所示，其结构是由聚氨酯摩擦滚球211，上旋转套212，固定角轴承213，滚动驱动电机减速机214，摩擦滚轮215，旋转轴承216，旋转驱动电机减速机217，固定套218构成。在固定套218上端安装固定旋转轴承216，其内环与上旋转套212紧密配合，旋转驱动电机减速机217安装在固定套218下端，伸出轴与上旋转套212的轴孔用键连接固定，上旋转套212上端装有两层相对安装的固定角轴承213，固定角轴承213中间安装聚氨酯摩擦滚球211，使其能够灵活转动，在上旋转套212中间位置用螺钉安装滚动驱动电机减速机214，滚动驱动电机减速机214前端伸出轴处通过键连接固定摩擦滚轮215，调整安装位置使得摩擦滚轮215与聚氨酯摩擦滚球211紧密配合。这样就可以通过滚动驱动电机减速机214驱动摩擦滚轮215带动聚氨酯摩擦滚球211滚动，又可以通过旋转驱动电机减速机217带动上旋转套212转动从而改变聚氨酯摩擦滚球211的滚动方向，达到任意方向调节的作用。上下支撑架23上面的牛眼万向球22与球形工件托盘29的外球壳紧密接触起到支撑导向作用。再通过上下部万向轮驱动装置21及中间水平的万向轮驱动装置21的伺服电机转动，从而带动滚球滚动，沿着Wl，W2，W3，W4轴向的水平轴向转动和垂直轴向的转动，滚球通过摩擦将动能传导到聚氨酯球壳，从而使得检测工件伴随球壳做所需任意轨迹方向转动。
[0005]本发明的有益效果:本发明克服了传统立体铸件在CT扫描检测中，因承载平台位置或者是夹具夹持位置限制无法一次连续检测完成的缺陷，提供了一种具有高自动化，高定位精度CT检测平台，因为本发明采用三维运动可以调节多种运动轨迹角度，相比传统的CT平台只能提供一个轴向或2个轴向运动技术，大大提高了CT检测灵敏度，提高了检测精度，是以往单一检测平台无法实现的，是一种更加程序化的检测平台，推动了无损检测技术的进一步发展。可广泛应用于无损检测领域，具有广阔的发展空间。
【附图说明】
[0006]图1是本发明的应用原理系统组成图；
图2是图1中的3D球检测平台的结构示意图；
图3是图2 3D球检测平台的结构示意侧视图；
图4是图2 3D球检测平台的结构示意C向俯视图；
图5是图2中的万向驱动轮装置结构图；
图中:1.移动吊臂装置，2.3D球检测平台，3射线源探测器扫描装置，4系统控制台，21万向驱动轮装置22牛眼万向球23上下支撑架24上连接法兰板，25立架，26升降丝杠副装置27升降直线导轨28中间连接板29球形工件托盘。211聚氨酯摩擦滚球，212上旋转套，213固定角轴承，214滚动驱动电机减速机，215摩擦滚轮，216旋转轴承，217旋转驱动电机减速机，218固定套。
【具体实施方式】
[0007]结合【附图说明】本发明的结构构成及原理应用。
[0008]一种用于工业CT用3D球检测平台。其应用原理如图1所示，在移动吊臂装置I两侧分别装有射线源探测器扫描装置3，在中间放置3D球检测平台2。系统控制台4对各信息进行反馈汇总后，发送驱动控制命令，先后驱动移动吊臂装置I各轴驱动电机分别移动升降射线源和探测器到达预定检测位置，然后控制驱动3D球检测平台2中的万向驱动轮装置滚动，从而带动球形工件托盘承载内部工件沿着所需检测的轨迹方向转动，同时开启射线源探测器扫描装置扫描成像功能，完成CT扫描检测。
[0009]3D球检测平台2如图2图3图4所示，其结构是:由万向驱动轮装置21牛眼万向球22上下支撑架23上连接法兰板24，立架25，升降丝杠副装置26升降直线导轨27中间连接板28，球形工件托盘29构成。其中升降丝杠副装置26中的丝杠通过标准轴承座安装固定在立架25的上下端，上端连接固定驱动电机驱动。在立架25的侧立面上安装固定升降直线导轨27，直线导轨与连接法兰板24螺钉连接固定，连接法兰板24另一端用螺钉固定上下支撑架23的上支撑架，上支撑架四角处螺钉安装固定4个标准件牛眼万向球22，并在支撑架中间用螺钉固定万向驱动轮装置21，立架25底端通过螺钉与上下支撑架23的下支撑架连接固定，下支撑架同样四角处螺钉安装固定4个标准件牛眼万向球22，并在支撑架中间用螺钉固定万向驱动轮装置21，在立架25中间位置，螺钉安装中间连接板28，中间连接板28上螺钉固定安装一组万向驱动轮装置21。在上下支撑架23的牛眼万向球22中间放置需要承载工件的球形工件托盘29。其中的万向驱动轮装置21如图5所示，其结构是由聚氨酯摩擦滚球211，上旋转套212，固定角轴承213，滚动驱动电机减速机214，摩擦滚轮215，旋转轴承216，旋转驱动电机减速机217，固定套218构成。在固定套218上端安装固定旋转轴承216，其内环与上旋转套212紧密配合，旋转驱动电机减速机217安装在固定套218下端，伸出轴与上旋转套212的轴孔用键连接固定，上旋转套212上端装有两层相对安装的固定角轴承213，固定角轴承213中间安装聚氨酯摩擦滚球211，使其能够灵活转动，在上旋转套212中间位置用螺钉安装滚动驱动电机减速机214，滚动驱动电机减速机214前端伸出轴处通过键连接固定摩擦滚轮215，调整安装位置使得摩擦滚轮215与聚氨酯摩擦滚球211紧密配合。这样就可以通过滚动驱动电机减速机214驱动摩擦滚轮215带动聚氨酯摩擦滚球211滚动，又可以通过旋转驱动电机减速机217带动上旋转套212转动从而改变聚氨酯摩擦滚球211的滚动方向，达到任意方向调节的作用。上下支撑架23上面的牛眼万向球22与球形工件托盘29的外球壳紧密接触起到支撑导向作用。再通过上下部万向轮驱动装置21及中间水平的万向轮驱动装置21的伺服电机转动，从而带动滚球滚动，沿着Wl，W2，W3，W4轴向的水平轴向转动和垂直轴向的转动，滚球通过摩擦将动能传导到聚氨酯球壳，从而使得检测工件伴随球壳做所需任意轨迹方向转动。其中球形工件托盘29根据其具体检测工件配套制作，采用高强度低密度的聚氨酯材料加工，氨酯球壳分上下半球，下半球放置工件后再旋紧扣上上半球球壳，形成一个封闭圆滑球体。
[0010]工作原理及应用检测过程:第一步，装载上件阶段:将待检测工件安装其设计尺寸，在其最外沿边角处垫上专用胶垫后，将立方体形状的合金铸件放置到聚氨酯球形工件托盘29下半球内，再旋紧扣上上半球球壳，将球形壳体连同工件用吸盘吊装到3D球检测平台2的下支撑架上，驱动电机调节升降丝杠副装置降下上支撑架使得上下支撑架23上面的牛眼万向球22与球形工件托盘29的外球壳紧密接触起到支撑导向作用。再分别调整上下位置的万向轮驱动装置21与球壳中心顶紧，调整侧面的万向轮驱动装置21与球壳侧面中心顶紧。第二步，射线源探测器准备阶段:系统控制台4发送驱动命令，将移动吊臂I移动到3D球检测平台2球壳中心两侧，将射线源和探测器调节到最佳焦距位置。第三步，CT扫描阶段:系统控制台4发送驱动命令，驱动上下部万向轮驱动装置21及中间水平的万向轮驱动装置21的伺服电机转动，沿着Wl，W2，W3，W4轴向转动，从而带动滚球滚动，滚球通过摩擦将动能传导到聚氨酯球壳，从而使得检测工件伴随球壳做所需各方向转动，根据不同型号工件，将球壳连同工件调整到最佳透照旋转角度位置。射线源探测器开启扫描检测工件，同时系统控制台控制驱动聚氨酯球沿最佳透照角度旋转，旋转空位精度20"(秒)，直至旋转一周，扫描结束，若工件较大无法一次扫描全部，则系统控制台驱动平移移动吊臂I升降或横向移动一个检测扫描有效区至下一个扫描区域，再次开启射线源探测器扫描检测工件，按旋转空位精度要求，驱动旋转工件，直至旋转一周，扫描结束。重复扫描检测动作直至整体工件全部检测完毕。第四步，图像重建阶段:系统控制台4通过自身计算机所加载的CT扫描软件，将透照后探测器采集到的二维投影数据，通过软件的特殊软件算法进行三维重建，构建可视化的三维图像模型或断层切片图像。第五步，缺陷识别判断阶段:系统控制台4通过自身计算机软件对构建的三维图像模型或断层切片图像，进行图像分析，识别缺陷位置及缺陷大小，进行缺陷定位，完成后进行检查存档，并支持导出检测结果。第六步，结束收尾阶段:扫描结束后关闭射线系统，移走移动吊臂，吊装卸下聚氨酯球，取出工件，完成检测。
【主权项】
1.一种工业CT用3D球检测平台，其特征在于:由万向驱动轮装置(21)牛眼万向球(22)上下支撑架(23)上连接法兰板(24)，立架(25)，升降丝杠副装置(26)升降直线导轨(27)中间连接板(28)，球形工件托盘(29)构成。2.根据权利要求1所述工业CT用3D球检测平台的万向驱动轮装置(21)，其特征在于:是由聚氨酯摩擦滚球(211)，上旋转套(212)，固定角轴承(213)，滚动驱动电机减速机(214)，摩擦滚轮(215)，旋转轴承(216)，旋转驱动电机减速机(217)，固定套(218)构成。
【文档编号】G01N23/04GK105973918SQ201610534053
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年7月8日
【发明人】尚宝刚, 任慧, 王成, 王浩, 戴东辉, 夏海涛, 王艳伟, 高波, 郭磊, 孙德超, 丁庆玲, 隋莹莹, 李芳
【申请人】丹东华日理学电气股份有限公司