專利名稱：下臥式滾動大型筒節(jié)類件超聲波自動探傷機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于超聲波自動探傷設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種整體置于地表面之下的下臥式滾動大型筒節(jié)類件超聲波自動探傷機。
背景技術(shù)：
超聲波探傷可在不破壞工件的前提下探查其體積內(nèi)部缺陷，是國家重大工程和各類重要民用品制造中質(zhì)量保障的一項關(guān)鍵技術(shù)。核電等大型發(fā)電設(shè)備的主要零部件及各種大型管道、橋梁構(gòu)件、海洋、航空等領(lǐng)域大型工件等均需進行超聲波探傷或其它形式無損探傷，以確保設(shè)備的全壽命安全運行。超聲波自動化探傷在美、日、德等發(fā)達國家已有所應(yīng)用，而其關(guān)鍵技術(shù)可參考信息難以獲取。在國內(nèi)，鋼管焊縫的超聲波自動化探傷應(yīng)用較廣泛。實用新型專利“一種門式 行車探傷機” (CN201653987U),主要針對大型螺旋焊管的焊縫進行自動化超聲波探傷，探傷時，行車在龍門架上的軌道上移動，沿焊縫走向探傷，其不能實現(xiàn)對于工件表面的全部體積探測，不適應(yīng)其它工藝規(guī)程要求。目前工程生產(chǎn)中常用的超聲波探傷多數(shù)為手工操作，即工件表面分區(qū)、操作者手持探頭、眼觀示波器的方式，主要依據(jù)個人技術(shù)和經(jīng)驗進行評判，探測效果、個人水準難以統(tǒng)一。手工探傷工人勞動強度大，每個工件探傷所需時間較長，生產(chǎn)周期大幅延長，甚至已經(jīng)成為制約企業(yè)整個生產(chǎn)鏈的瓶頸，嚴重影響生產(chǎn)進度和生產(chǎn)效率；此外，由于具有探傷資質(zhì)的操作人員較少，工人經(jīng)常加班加點，造成疲勞操作，探測過程易于產(chǎn)生誤判，特別是人體生理特征，如注意力、手操作力、速度、穩(wěn)定性均不能持久，在一定程度上影響工件探傷的可靠性和準確性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種整體藏于地表面之下的下臥式滾動大型筒節(jié)類件超聲波自動探傷機，通過其實現(xiàn)自動超聲波探傷檢測，以提高探傷生產(chǎn)率，縮短生產(chǎn)周期，增強可靠性，改善手工探傷勞動強度大、并避免手工探傷的漏檢等問題。本發(fā)明基本思想是通過托輥驅(qū)動工件，使其繞軸線作回轉(zhuǎn)運動，工件的內(nèi)、外表面各由一臺機器人進行探傷，機器人可沿各自平行于工件軸線方向的直線導(dǎo)軌移動。本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下
本發(fā)明主要包括機器底座、內(nèi)探傷機器人、外探傷機器人、驅(qū)動電機；機器底座上有設(shè)備安裝腔，在設(shè)備安裝腔底部一側(cè)平行固聯(lián)有兩條導(dǎo)軌枕座，兩條導(dǎo)軌枕座上用移動副垂直連接有主動托輥導(dǎo)軌，在主動托輥導(dǎo)軌之上通過移動副安裝有一對主動托輥，在設(shè)備安裝腔底部另一側(cè)的與主動托輥導(dǎo)軌平行的軸線上安裝有一對采用雙舉升機構(gòu)可調(diào)節(jié)的從動托輥，在設(shè)備安裝腔中主動托輥的外側(cè)設(shè)有內(nèi)導(dǎo)軌里側(cè)支撐架、從動托輥的外側(cè)設(shè)有內(nèi)導(dǎo)軌外側(cè)支撐架，且內(nèi)導(dǎo)軌里側(cè)支撐架頂部的導(dǎo)向槽和內(nèi)導(dǎo)軌外側(cè)支撐架頂部的導(dǎo)向槽的中心線位于同一軸線上，在從動托輥外側(cè)設(shè)備安裝腔的壁上開有內(nèi)導(dǎo)軌安裝槽，內(nèi)導(dǎo)軌安裝槽的軸線與外側(cè)支撐架導(dǎo)向槽的中心線位于同一立面，在內(nèi)導(dǎo)軌安裝槽內(nèi)部固聯(lián)有輔助軌道，輔助軌道上通過滾動支撐設(shè)有軌道支撐小車，在軌道支撐小車上部與內(nèi)導(dǎo)軌外側(cè)支撐架導(dǎo)向槽間設(shè)有內(nèi)導(dǎo)軌梁，內(nèi)導(dǎo)軌梁的外端與軌道支撐小車上部固聯(lián)、里端位于內(nèi)導(dǎo)軌外側(cè)支撐架導(dǎo)向槽中，在設(shè)備安裝腔內(nèi)導(dǎo)軌枕座的外側(cè)固聯(lián)有與內(nèi)導(dǎo)軌梁平行的外導(dǎo)軌，內(nèi)探傷機器人通過移動副置于內(nèi)導(dǎo)軌梁上，外探傷機器人通過移動副置于外導(dǎo)軌上，內(nèi)、夕卜探傷機器人末端均安裝有超聲波探頭。本發(fā)明的探傷機的機器底座安裝于地面之下，工件由主動托輥和從動托輥支撐，其中，主動托輥可驅(qū)動工件回轉(zhuǎn)，在托輥的徑向方向可調(diào)節(jié)、設(shè)置兩個工位以適應(yīng)不同直徑工件探傷，而在軸向則設(shè)置多個工位以適合不同長度的工件探傷，另外，從動托輥利用雙舉升機構(gòu)可調(diào)節(jié)從動端宏觀支撐高度，并可實現(xiàn)寬度方向位移的精確調(diào)節(jié)，適合過渡筒節(jié) 探傷；探傷由內(nèi)、外兩臺機器人共同完成，機器人末端均安裝有超聲波探頭，其中，外探傷機器人所在導(dǎo)軌固定，內(nèi)探傷機器人所在導(dǎo)軌為移動式長梁結(jié)構(gòu)，包括兩端分離的支撐架、輔助軌道、軌道支撐小車，全部置于地面以下，工作時移動式長梁拉出、由工件內(nèi)孔中穿過、架在兩端分離的支撐架上。內(nèi)、外探傷機器人可沿相應(yīng)的導(dǎo)軌移動到指定位置，利用工件的旋轉(zhuǎn)和機器人的聯(lián)合運動實現(xiàn)預(yù)期的探傷軌跡。目前我國尚未建立起自動化超聲波探傷的技術(shù)標準和規(guī)范，而隨著生產(chǎn)的不斷發(fā)展，自動化超聲波探傷將是超聲波探傷檢測領(lǐng)域的必由之路。本發(fā)明旨在提高生產(chǎn)效率、改善勞動條件、提高產(chǎn)品安全質(zhì)量，具有重要的技術(shù)價值。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點探傷機主體位于地面以下，既節(jié)省地面以上的空間，又避免了碰撞，便于吊裝工件；結(jié)構(gòu)簡單，工作臺獨立，易于實現(xiàn)，并可適應(yīng)較大范圍內(nèi)的工件尺寸變化；本發(fā)明實現(xiàn)了自動超聲波探傷檢測，提高了探傷生產(chǎn)率，縮短了生產(chǎn)周期，增強了探傷的可靠性，改善了手工探傷勞動強度大、并避免了手工探傷的漏檢等問題。


圖I為本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意 圖2為本發(fā)明的機器底座內(nèi)部組件的結(jié)構(gòu)示意 圖3為本發(fā)明在對直筒節(jié)工件探傷時的工作狀態(tài)示意 圖4為本發(fā)明的機器底座內(nèi)部組件在對直筒節(jié)工件探傷時的工作狀態(tài)示意 圖5為本發(fā)明在對過渡筒節(jié)工件探傷時的工作狀態(tài)示意 圖6為本發(fā)明的機器底座內(nèi)部組件在對過渡筒節(jié)工件探傷時的工作狀態(tài)示意圖。
具體實施例方式如下將結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明。如圖1、2所示，本發(fā)明所涉及的下臥式滾動大型筒節(jié)類件超聲波自動探傷機的構(gòu)成包括內(nèi)導(dǎo)軌里側(cè)支撐架I、內(nèi)導(dǎo)軌外側(cè)支撐架2、內(nèi)探傷機器人3、外探傷機器人4、內(nèi)導(dǎo)軌梁5、外導(dǎo)軌6、主動托輥7、主動托輥導(dǎo)軌8、導(dǎo)軌枕座9、驅(qū)動電機10、從動托輥11、輔助軌道12、外端軌道支撐小車13、機器底座14。其中機器底座14為大剛度焊接結(jié)構(gòu)平臺，機器底座上有設(shè)備安裝腔，兩條導(dǎo)軌枕座9平行固聯(lián)于機器底座14上的設(shè)備安裝腔底部，用于支撐主動托輥導(dǎo)軌8。主動托輥導(dǎo)軌8與兩條導(dǎo)軌枕座9垂直、移動副連接，主動托輥導(dǎo)軌8沿兩條導(dǎo)軌枕座9軸向移動、按預(yù)設(shè)多個工位定位以適合不同長度工件探傷；主動托輥7由驅(qū)動電機10驅(qū)動帶動工件回轉(zhuǎn)，主動托輥7通過移動副裝在主動托輥導(dǎo)軌8之上，并可沿主動托輥導(dǎo)軌8移動、調(diào)節(jié)托輥間距以適應(yīng)不同直徑工件探傷。主動托輥7和從動托輥11共同支撐定位筒節(jié)工件，從動托輥11采用雙舉升機構(gòu)可調(diào)節(jié)托輥宏觀支撐高度，并可實現(xiàn)寬度方向輥間位移的精確調(diào)節(jié)，適應(yīng)不同錐度的過渡筒節(jié)、保證過渡筒節(jié)的軸向水平；內(nèi)導(dǎo)軌里側(cè)支撐架I、內(nèi)導(dǎo)軌外側(cè)支撐架2分別固聯(lián)機器底座14上，內(nèi)導(dǎo)軌里側(cè)支撐架I位于主動托輥7外側(cè)、內(nèi)導(dǎo)軌外側(cè)支撐架2位于從動托輥11外側(cè)；內(nèi)導(dǎo)軌梁5由位于同一軸線方向但分離的內(nèi)導(dǎo)軌里側(cè)支撐架I、內(nèi)導(dǎo)軌外側(cè)支撐架2和外端的軌道支撐小車13來共同支撐，外端的軌道支撐小車13上與內(nèi)導(dǎo)軌梁5的外端固聯(lián)，軌道支撐小車13下與輔助軌道12通過滾動支撐構(gòu)成內(nèi)導(dǎo)軌梁5的隨動支撐。內(nèi)導(dǎo)軌梁5伸出、由工件內(nèi)孔穿過、由內(nèi)導(dǎo)軌里偵忮撐架I、內(nèi)導(dǎo)軌外側(cè)支撐架2支撐定位，以保證其足夠的剛度；內(nèi)導(dǎo)軌梁5回縮時，由內(nèi)導(dǎo)軌外側(cè)支撐架2支撐定位和軌道支撐小車13支撐定位；外導(dǎo)軌6與機器底座14固聯(lián)、并與內(nèi)導(dǎo)軌梁5及由主動托 輥7和從動托輥11所確定的軸向?qū)ΨQ中間面平行。內(nèi)探傷機器人3通過移動副置于內(nèi)導(dǎo)軌梁5上，可沿內(nèi)導(dǎo)軌梁5移動，外探傷機器人4通過移動副置于外導(dǎo)軌6上，可沿外導(dǎo)軌6移動。探傷機主體位于地面以下，對應(yīng)內(nèi)導(dǎo)軌梁5地面上的空間用于其他用途。內(nèi)、外探傷機器人末端均安裝有超聲波探頭，借助工件的旋轉(zhuǎn)、機器人沿導(dǎo)軌移動及自身的運動實現(xiàn)探傷預(yù)期工藝軌跡。在非工作狀態(tài)，內(nèi)導(dǎo)軌梁5收縮至一側(cè)，外探傷機器人4移至外導(dǎo)軌6的一端，以留出工件吊入空間。探傷機工作狀態(tài)如圖3 6所示，待吊入工件并落定于托輥后，根據(jù)工件實際尺寸調(diào)整主動托輥與從動托輥的相對位置，保證工件回轉(zhuǎn)軸向處于水平，試旋轉(zhuǎn)平穩(wěn)后，內(nèi)導(dǎo)軌梁5伸出到里側(cè)支撐架I上并固定，內(nèi)探傷機器人3和外探傷機器人4沿相應(yīng)的導(dǎo)軌移動到指定位置，調(diào)整探頭與工件的相對位置，由主動托輥7驅(qū)動工件轉(zhuǎn)動，同時內(nèi)、外探機器人移動，使探頭依據(jù)設(shè)定軌跡、完成探傷動作要求。探傷完畢，內(nèi)導(dǎo)軌梁5收縮歸位，內(nèi)、外探傷機器人歸位；根據(jù)記錄人工復(fù)查完成探傷，最后吊出工件。
權(quán)利要求
1.一種下臥式滾動大型筒節(jié)類件超聲波自動探傷機，包括機器底座、內(nèi)探傷機器人、夕卜探傷機器人、驅(qū)動電機，其特征是機器底座上有設(shè)備安裝腔，在設(shè)備安裝腔底部一側(cè)平行固聯(lián)有兩條導(dǎo)軌枕座，兩條導(dǎo)軌枕座上用移動副垂直連接有主動托輥導(dǎo)軌，在主動托輥導(dǎo)軌之上通過移動副安裝有一對主動托輥，在設(shè)備安裝腔底部另一側(cè)與主動托輥導(dǎo)軌平行的軸線上安裝有一對采用雙舉升機構(gòu)可調(diào)節(jié)的從動托輥，在設(shè)備安裝腔中主動托輥的外側(cè)設(shè)有內(nèi)導(dǎo)軌里側(cè)支撐架、從動托輥的外側(cè)設(shè)有內(nèi)導(dǎo)軌外側(cè)支撐架，且內(nèi)導(dǎo)軌里側(cè)支撐架頂部的導(dǎo)向槽和內(nèi)導(dǎo)軌外側(cè)支撐架頂部的導(dǎo)向槽的中心線位于同一軸線上，在從動托輥外側(cè)設(shè)備安裝腔的壁上開有內(nèi)導(dǎo)軌安裝槽，內(nèi)導(dǎo)軌安裝槽的軸線與外側(cè)支撐架導(dǎo)向槽的中心線位于同一立面，在內(nèi)導(dǎo)軌安裝槽內(nèi)部固聯(lián)有輔助軌道，輔助軌道上通過滾動支撐設(shè)有軌道支撐小車，在軌道支撐小車上部與內(nèi)導(dǎo)軌外側(cè)支撐架導(dǎo)向槽間設(shè)有內(nèi)導(dǎo)軌梁，內(nèi)導(dǎo)軌梁的外端與軌道支撐小車上部固聯(lián)、里端位于內(nèi)導(dǎo)軌外側(cè)支撐架導(dǎo)向槽中，在設(shè)備安裝腔內(nèi)導(dǎo)軌枕座的外側(cè)固聯(lián)有與內(nèi)導(dǎo)軌梁平行的外導(dǎo)軌，內(nèi)探傷機器人通過移動副置于內(nèi)導(dǎo)軌梁上，外探傷機器人通過移動副置于外導(dǎo)軌上，內(nèi)、外探傷機器人末端均安裝有超聲波探頭。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種下臥式滾動大型筒節(jié)類件超聲波自動探傷機，包括機器底座、內(nèi)探傷機器人、外探傷機器人、驅(qū)動電機，其特征是機器底座上固聯(lián)有導(dǎo)軌枕座，導(dǎo)軌枕座上用移動副垂直連接有主動托輥導(dǎo)軌，主動托輥導(dǎo)軌上通過移動副安裝有主動托輥，在機器底座另一側(cè)安裝有從動托輥，在主動托輥和從動托輥外側(cè)分別設(shè)有內(nèi)導(dǎo)軌里側(cè)支撐架、內(nèi)導(dǎo)軌外側(cè)支撐架，在機器底座內(nèi)部固聯(lián)有輔助軌道，輔助軌道上通過滾動支撐設(shè)有軌道支撐小車，軌道支撐小車上部與內(nèi)導(dǎo)軌外側(cè)支撐架導(dǎo)向槽間設(shè)有內(nèi)導(dǎo)軌梁，在機器底座上固聯(lián)有外導(dǎo)軌，內(nèi)、外探傷機器人分別通過移動副置于內(nèi)導(dǎo)軌梁和外導(dǎo)軌上。其優(yōu)點是實現(xiàn)了自動超聲波探傷檢測，避免了手工探傷的漏檢等問題。
文檔編號G01N29/04GK102809603SQ20121026477
公開日2012年12月5日 申請日期2012年7月30日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月30日
發(fā)明者趙永生, 姚建濤, 周玉林, 曾達幸, 侯雨雷 申請人:燕山大學(xué)