本发明属于焊缝无损检测技术领域，具体涉及到一种用于运载火箭贮箱铝合金搅拌摩擦焊缝相控阵超声自动检测装置，它适用于运载火箭贮箱铝合金搅拌摩擦焊焊缝的相控阵超声检测。
背景技术：
运载火箭贮箱通常为大直径薄壁铝合金焊接结构，直径约为2250mm～5000mm，焊接区域厚度约为3mm～15mm。运载火箭贮箱通常由箱体、箱底焊接而成；其中，箱体由筒段焊接而成，筒段由壁板焊接而成；贮箱箱底为椭球底结构，由圆环、顶盖、型材框和各种法兰等零件焊接而成，圆环由瓜瓣焊接而成。
运载火箭贮箱通常采用的钨极氩弧焊工艺在焊接质量控制、加工效率和加工成本等方面已无法不能满足运载火箭生产和市场激烈竞争的要求。搅拌摩擦焊是利用轴肩和搅拌头与焊件间的摩擦热使结合面处的金属塑态化形成焊缝的固相焊接方法，具有接头强度高、焊接缺陷少、焊接变形小、易于自动化、不需要填充材料、不需要保护气体、不用去除氧化膜、无飞溅、无烟尘等优点，已广泛应用于航空、航天领域。搅拌摩擦焊接内部缺陷形式主要是孔洞型缺陷、未焊透、夹杂、根部弱连接等具有明显的紧贴、细微、取向复杂的特点，增加了其缺陷无损检测的难度。相控阵超声检测技术是通过控制换能器阵中各阵元的激励(或接收)脉冲的时间延迟，改变由各阵元发射(或接收)声波到达(或来自)物体内某点时的相位关系，达到聚焦和声束偏转的效果，实现声成像的技术。超声检测中常使用聚焦探头以提高超声检测的灵敏度和分辨力，相控阵超声聚焦则可以做到灵活改变焦点位置、焦点尺寸、聚焦深度，在大范围内都能获得最佳的检测灵敏度和分辨力的提高。从90年代起相控阵超声技术主要用于核工业压力容器中喷嘴的检测、低压涡轮部件检测、航空部件、摩擦焊焊缝在内的焊缝的自动检测、混凝土等大型的部件的检测。鉴于运载火箭贮箱搅拌摩擦焊工艺特点和焊缝厚度较小的结构特点，难以采用常规超声检测运载火箭贮箱铝合金搅拌摩擦焊焊缝质量，相控阵超声检测是解决搅拌摩擦焊接内部缺陷的有效方法。
国内外对搅拌摩擦焊接工艺和相控阵超声检测方法开展了大量研究，申请了不少专利，具体分析如下。申请号为cn104267102a名称为“一种超声相控阵检测搅拌摩擦焊焊缝的方法”利用超声相控阵探头对搅拌摩擦焊焊缝进行b扫描、扇扫描和c扫描检测。申请号为cn106198740a名称为“一种核电站主管道焊缝自动化相控阵检测方法”、申请号为cn104597128a名称为“一种适用于汽轮机焊接转子的相控阵超声波无损检测机器人系统”、申请号为cn100424507c名称为“大口径管道环焊缝相控阵超声波自动检测系统”、申请号为201310228869.7名称为“用相控阵超声检测核电站主回路管道焊缝质量的方法”、申请号为201310685223.1名称为“厚壁接管焊缝超声检测装置”、申请号为201320805340.2名称为“一种相控阵超声自动检测装置”等专利利用机械装置、传动机构或者电磁原理将扫查装置固定在旋转体上进行相控阵超声检测。申请号为201120568008.x名称为“用于铝合金搅拌摩擦焊超声相控阵检测的自动扫查装置”借助轨道实现直焊缝的相控阵超声检测。申请号为201010248503.2名称为“焊缝超声检测扫查装置”，都可以夹持超声探头进行检测，但无法固定扫查位置，不能在工件上进行自动检查。申请号为105203637a名称为“检测飞机油箱搅拌摩擦焊缺陷的超声特征成像检测装置”采用水浸超声检测方法实现了飞机油箱焊缝的自动检测。申请号为cn204228664u名称为“一种贮箱搅拌摩擦焊缝在位自动检测装置”将探头连接在搅拌摩擦焊机上，通过搅拌摩擦焊机与贮箱的相对运动实现贮箱搅拌摩擦焊缝在位自动检测。
由于运载火箭贮箱焊缝形状复杂，包括直缝、环缝、相贯线焊缝，难以采用简单的机械传动方式实现自动扫查；运载火箭贮箱材料为铝合金，无法采用电磁原理研制扫查机构；运载火箭贮箱结构较大，无法将工件直接放置在水槽中进行水浸超声检测。目前没有发现同本发明专利类似技术的说明或报道，也尚未收集到国内外类似的资料。
技术实现要素：
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种提高检测效率和自动化水平的火箭贮箱搅拌摩擦焊缝相控阵超声自动检测系统。
为解决上述技术问题，本发明提供的一种火箭贮箱搅拌摩擦焊缝相控阵超声自动检测系统，包括：变位机及被动旋转机构，所述变位机与所述被动旋转机构间隔设置，火箭贮箱连接在所述变位机与所述被动旋转机构之间；旋转导轨，所述被动旋转机构与所述旋转导轨连接；检测导轨，所述检测导轨与所述旋转导轨间隔设置；检测机构，所述检测机构与所述检测导轨连接；总控机构，所述总控机构分别与所述变位机、所述被动旋转机构及所述检测机构通信。
优选地，所述检测机构包括：底座，所述底座与所述检测导轨连接；机器人，所述机器人设置在所述检测导轨上；探头机构，所述探头机构设置在所述机器人上。
优选地，所述机器人为六关节机器人。
优选地，所述探头机构包括探头、楔块、水和水囊。
优选地，所述水囊为透声柔性材料。
优选地，所述检测机构还包括水调节机构，所述水调节机构安装在所述机器人上，所述水调节机构与所述探头机构连接。
优选地，所述变位机为两轴变位机。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：通过六关节机器人和两轴变位机协调控制，配合总控制系统、相控阵超声探头机构实现运载火箭贮箱铝合金全搅拌焊焊缝的相控阵超声自动检测，提高检测效率和自动化水平，为智能化检测奠定基础。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征目的和优点将会变得更明显。
图1为本发明火箭贮箱搅拌摩擦焊缝相控阵超声自动检测系统原理图。
图中：
1-总控机构2-两轴变位机3-运载火箭贮箱
4-被动旋转机构5-旋转导轨6-检测导轨
7-六关节机器人8-探头机构9-水调节机构
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。
如图1所示，本发明的一种火箭贮箱搅拌摩擦焊缝相控阵超声自动检测系统主要包括：总控机构1，两轴变位机2，运载火箭贮箱3，被动旋转机构4；旋转导轨5，检测导轨6，六关节机器人7，相控阵超声探头机构8，水调节机构9。
总控机构1用于运载火箭贮箱焊缝相控阵超声检测路径规划；总控机构1用于控制六关节机器人7与两轴变位机2的相对位置、相对速度，实现相控阵超声探头始终垂直于焊缝表面并与焊缝表面保持接触、保持相对稳定的速度进行检测；总控机构1用于通过水压传感器实现相控阵超声探头机构8中水压的稳定；总控机构1用于进行相控阵超声检测工艺仿真；总控机构1用于设置、调整相控阵超声检测工艺参数；总控机构1用于采集相控阵超声检测数据，实现数据存储、查询、分析、数据共享等数据管理操作。
六关节机器人7用于夹持相控阵超声探头机构8，通过关节动作并使相控阵超声探头前缘可以始终垂直于搅拌摩擦焊接方向；六关节机器人7末关节带有接触觉传感器和力传感器，实现相控阵超声探头机构8与焊缝表面以恒定的力接触。六关节机器人7通过底座(图中未示出)安装在检测导轨6上可以实现水平移动，底座(图中未示出)高度可以调整。
两轴变位机2可以独立运动，也可以与旋转导轨5上移动的被动旋转机构4共同运动；两轴变位机2独立运动时，用于固定贮箱箱底组件、贮箱筒段，与六关节机器人7配合可以实现贮箱筒段纵缝、贮箱箱底环缝、贮箱箱底纵缝、贮箱箱底平面法兰环焊缝、贮箱箱底翻边法兰环焊缝的相控阵超声检测；两轴变位机2与可以在旋转导轨5上移动的被动旋转机构4共同运动时可以实现运载贮箱3箱体环缝的相控阵超声检测。
相控阵超声探头机构8由探头、楔块、水和水囊组成，水囊由透声性好的柔性材料。相控阵超声探头机构8通过探头和楔块实现搅拌摩擦焊焊缝的相控阵超声横波检测；通过水和水囊实现相控阵超声探头与搅拌摩擦焊焊缝的局部水浸耦合。
水调节机构9用于为相控阵超声探头机构8内补充水。
下面结合附图1对本发明的具体实施过程进行描述。
按图1所示，将相控阵超声检测探头机构8安装在六关节机器人7的末关节上，运载火箭贮箱3固定在两轴变位机2及被动旋转机构4上。在总控机构1上规划六关节机器人7、两轴变位机2运动轨迹，设置、调节相控阵超声探头机构8的位置和姿态，设置相控阵超声检测工艺参数，根据设定的路径参数、检测工艺参数开展搅拌摩擦焊焊缝相控阵检测，采集相控阵检测数据，分析相控阵超声检测结果。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。