专利名称：一种多用途六轴自动超声检测系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种超声检测系统，特别涉及一种可应用于管件、棒件等旋转型工件，以及小型板件、复杂曲面工件等的多用途六轴自动超声检测系统。
背景技术：
超声检测是保障关键零部件运行安全的重要无损检测手段。常规手动超声检测存在检测效率低、缺陷难以精确定位和定量，检测结果受操作员技能影响较大。因此，自动超声检测在生产制造和实验室研究等方面受到越来越多的重视。特别在实验室研究方面，由于被试件种类繁多，如管件、棒件、板件、复杂曲面工件等，而目前的多轴自动超声检测系统功能较为单一，一般用来测量平面板件或自由曲面构件，在检测旋转型工件时效率较低，且工件必须置于水中，限制了检测用途。
实用新型内容为了解决现有超声检测系统功能单一、检测效率较低、检测用途不广的技术问题， 本实用新型提供一种具有多种用途，既可检测小型板件，复杂曲面工件，又可高效检测管件、棒件等旋转部件。同时既可进行水浸式检测，又可进行喷水耦合式检测的多用途六轴自动超声检测系统。为了实现上述技术目的，本实用新型的技术方案是，一种多用途六轴自动超声检测系统，包括五轴机械手、转盘、多轴运动控制卡、超声探头、超声卡、计算机，所述的五轴机械手设置于转盘上方，所述的转盘上设有三爪卡盘，所述的超声探头设置于五轴机械手上， 所述的超声卡和多轴运动控制卡均设置于计算机内并与计算机通信连接，超声探头通过超声卡与计算机通信连接，五轴机械手和转盘通过多轴运动控制卡与计算机通信连接。所述的一种多用途六轴自动超声检测系统，还包括水槽、水循环系统和水循环控制电路，所述的水循环系统通过管道连接水槽，所述的水循环控制电路设置于计算机内，水循环系统通过水循环控制电路与计算机通信连接，所述的转盘设置于水槽内。所述的一种多用途六轴自动超声检测系统，所述的水循环系统包括储水箱、进水管道、进水阀、进水泵、放水管道、放水阀、放水泵和水压控制阀，所述的储水箱分别通过进水管道和放水管道连通水槽，所述的进水阀、进水泵和水压控制阀设置于进水管道上，所述的放水阀和放水泵设置于放水管道上。所述的一种多用途六轴自动超声检测系统，还包括进水过滤器和放水过滤器，所述的进水过滤器设置于进水管道上，所述的放水过滤器设置于放水管道上。所述的一种多用途六轴自动超声检测系统，所述的超声探头为喷水耦合探头，所述的进水管道连接至喷水耦合探头。本实用新型的技术效果在于，弥补了现有多轴超声自动检测系统存在的不足，提高了旋转体类工件的检测效率，适合于多种类型工件的超声自动检测，既可水浸式检测又可喷水耦合式检测，因此用途广，特别适合于实验室研究使用。[0010]
以下结合附图对本实用新型作进一步说明。
图1为本实用新型的结构示意图；图2为本实用新型的电路连接框图；图3为本实用新型的水循环系统的结构示意图；图4为本实用新型的管件扫查示意图；其中1为水槽，2为工件，3为三爪卡盘，4为转盘，5为超声探头，6为五轴机械手， 7为水循环系统，8为放水阀，9为进水阀，71为储水箱，72为进水过滤器，73为放水管道，74 为放水泵，75为放水过滤器，76为水压控制阀，77为进水泵，78为进水管道。
具体实施方式
参见图1、图2，本实用新型包括五轴机械手6、转盘4、多轴运动控制卡、超声探头 5、超声卡、计算机，五轴机械手6设置于转盘4上方，并能沿水平的X轴向、Y轴向，上下升降的Z轴向移动，还可作自身的上下方向及水平方向转动，转盘4上设有三爪卡盘3，可将工件2通过三爪卡盘3固定于转盘4上，超声探头5设置于五轴机械手6上，超声卡和多轴运动控制卡均设置于计算机内并与计算机通信连接，超声探头5通过超声卡与计算机通信连接，五轴机械手6和转盘4通过多轴运动控制卡与计算机通信连接。本实用新型还包括水槽1、水循环系统7和水循环控制电路，水循环系统7通过管道连接水槽1，水循环控制电路设置于计算机内，水循环系统7通过水循环控制电路与计算机通信连接，转盘4设置于水槽1内。参见图3，水循环系统7包括储水箱71、进水管道78、进水阀9、进水泵77、放水管道73、放水阀8、放水泵74和水压控制阀76，储水箱71分别通过进水管道78和放水管道 73连通水槽1，进水阀9、进水泵77和水压控制阀76设置于进水管道78上，放水阀8和放水泵74设置于放水管道73上。还包括用于净化水质的进水过滤器72和放水过滤器75，进水过滤器72设置于进水管道78上，放水过滤器75设置于放水管道73上。超声探头5为喷水耦合探头，进水管道78连接至喷水耦合探头。工作时，根据被测工件2的形状及材料特点，选择合适的检测方法和耦合方式。如对于管件和棒件旋转体工件2，可将工件2通过三爪卡盘3固定于转盘4上，调整机械手位姿，采取工件2边旋转边检测的检测方法，提高检测效率。而对于板件和非旋转体的自由曲面构件的检测，则转盘4不需要运动，将工件2直接置于水箱底部即可，或放在底部的定位装置上。并根据材料特点，选择水浸式检测或者喷水耦合式检测。然后根据检测方法和耦合方式，由计算机相应地控制机械手、转盘4的运动及水循环系统7的工作，对工件2进行脉冲反射式超声扫查。最后通过相应的硬件及超声检测软件，采集超声信号，经预处理后进行实时数据处理，包括A波显示、B扫描成像、C扫描成像等，并可提取缺陷的特征值，对缺陷进行定量和定位分析等。以水浸式检测管件为例，说明本实用新型的具体实施方式
，喷水耦合式检测管件的实施过程与此类似，区别在于采用的超声探头5是喷水耦合探头，且在检测过程中通过水循环系统7 —直给喷水耦合探头供水。[0021]将工件2通过三爪卡盘3定位夹紧于转盘4上，调整好机械手初始位置，完成工件 2装夹及设备复位工作。关闭出水阀，打开进水阀9，该阀门打开的同时即关闭了进入喷水耦合探头的水流，通过水循环系统7向水槽1供水。打开进水泵77，调整水压控制阀76，即可对水槽1进行供水。当水槽1中的水深达到要求后，停止供水，开始超声自动检测。参见图4，通过计算机调整控制机械手位姿，使得探头与被测表面垂直，利用超声测距原理测量并保持水声距 S，同时控制转盘4，驱动转盘4保持以角速度ω旋转，待稳定后，启动超声自动扫查程序，探头以一定的速度ν由上至下运动，以螺旋形的扫查轨迹高效地完成对管件柱面的全部超声检测，同时通过计算机内的超声卡实时采集超声信号进行存储和实时显示，并进行进一步的数据处理、缺陷分析等。
权利要求1.一种多用途六轴自动超声检测系统，其特征在于，包括五轴机械手、转盘、多轴运动控制卡、超声探头、超声卡、计算机，所述的五轴机械手设置于转盘上方，所述的转盘上设有三爪卡盘，所述的超声探头设置于五轴机械手上，所述的超声卡和多轴运动控制卡均设置于计算机内并与计算机通信连接，超声探头通过超声卡与计算机通信连接，五轴机械手和转盘通过多轴运动控制卡与计算机通信连接。
2.根据权利要求1所述的一种多用途六轴自动超声检测系统，其特征在于，还包括水槽、水循环系统和水循环控制电路，所述的水循环系统通过管道连接水槽，所述的水循环控制电路设置于计算机内，水循环系统通过水循环控制电路与计算机通信连接，所述的转盘设置于水槽内。
3.根据权利要求2所述的一种多用途六轴自动超声检测系统，其特征在于，所述的水循环系统包括储水箱、进水管道、进水阀、进水泵、放水管道、放水阀、放水泵和水压控制阀， 所述的储水箱分别通过进水管道和放水管道连通水槽，所述的进水阀、进水泵和水压控制阀设置于进水管道上，所述的放水阀和放水泵设置于放水管道上。
4.根据权利要求3所述的一种多用途六轴自动超声检测系统，其特征在于，还包括进水过滤器和放水过滤器，所述的进水过滤器设置于进水管道上，所述的放水过滤器设置于放水管道上。
5.根据权利要求2-4任一所述的一种多用途六轴自动超声检测系统，其特征在于，所述的超声探头为喷水耦合探头，所述的进水管道连接至喷水耦合探头。
专利摘要本实用新型公开了一种多用途六轴自动超声检测系统，包括五轴机械手、转盘、多轴运动控制卡、超声探头、超声卡、计算机、水槽、水循环系统和水循环控制电路，五轴机械手设置于转盘上方，转盘上设有三爪卡盘，可将工件通过三爪卡盘固定于转盘上，超声探头设置于五轴机械手上，水循环系统通过管道连接水槽，水循环控制电路设置于计算机内，水循环系统通过水循环控制电路与计算机通信连接。本实用新型具有多种用途，既可检测小型板件，复杂曲面工件，又可高效检测管件、棒件等旋转部件。同时既可进行水浸式检测，又可进行喷水耦合式检测。
文档编号G01N29/04GK202305479SQ20112029805
公开日2012年7月4日 申请日期2011年8月16日 优先权日2011年8月16日
发明者倪培君, 李雄兵, 毛聪, 王向红, 胡宏伟 申请人:长沙理工大学