專利名稱：曲面三維超聲探傷用四-七軸聯(lián)動(dòng)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及超聲探傷多軸探傷設(shè)備的機(jī)械結(jié)構(gòu)，尤其涉及ー種曲面三維超聲探傷用四-七軸聯(lián)動(dòng)裝置。
背景技術(shù)：
超聲探傷是超聲波在被檢材料中傳播時(shí)，利用材料內(nèi)部缺陷所顯示的聲學(xué)性質(zhì)對(duì)超聲波傳播的影響來(lái)探測(cè)其內(nèi)部缺陷的方法。超聲波在被檢測(cè)材料中傳播吋，材料的聲學(xué)特性和內(nèi)部組織的變化對(duì)超聲波的傳播產(chǎn)生一定的影響，通過(guò)對(duì)超聲波受影響程度和狀況的探測(cè)了解材料性能和結(jié)構(gòu)變化的技術(shù)稱為超聲檢測(cè)。超聲檢測(cè)方法通常有穿透法、脈沖反射法、串列法等。長(zhǎng)期以來(lái)，復(fù)雜曲面，如渦輪增壓器的渦輪葉片等較為復(fù)雜的直紋曲面和復(fù)雜曲面難以進(jìn)行超聲或渦流的自動(dòng)探傷，因此需要ー種能適應(yīng)任意曲面探傷的檢測(cè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服以上缺陷，本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供ー種能夠進(jìn)行曲線、曲面、任意形狀超聲、渦流探傷，運(yùn)動(dòng)軌跡精確、探測(cè)的可控制性高的曲面三維超聲探傷用四-七軸聯(lián)動(dòng)裝置。本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為ー種曲面三維超聲探傷用四-七軸聯(lián)動(dòng)裝置，包括固定整個(gè)裝置的本體，所述本體上設(shè)有上部運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)、下部運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)，所述上部運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)包括實(shí)現(xiàn)沿空間正交的X軸、Y軸、Z軸方向移動(dòng)的移動(dòng)模塊，所述上部運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)通過(guò)連接部件與所述本體連接，所述下部運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)固定設(shè)于檢測(cè)板上。根據(jù)本發(fā)明的另ー個(gè)實(shí)施例，ー種曲面三維超聲探傷用四-七軸聯(lián)動(dòng)裝置進(jìn)ー步包括所述下部運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)包括支撐エ件做回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的エ件回轉(zhuǎn)模塊。根據(jù)本發(fā)明的另ー個(gè)實(shí)施例，ー種曲面三維超聲探傷用四-七軸聯(lián)動(dòng)裝置進(jìn)ー步包括所述移動(dòng)模塊包括X軸移動(dòng)模塊，所述連接部件與本體之間通過(guò)第一導(dǎo)軌以及與第一導(dǎo)軌配合的第一滑塊連接，所述連接部件上與X軸橫梁托板連接，所述X軸橫梁托板上固定設(shè)有通過(guò)X軸電機(jī)驅(qū)動(dòng)運(yùn)動(dòng)的X軸傳動(dòng)件；Y軸移動(dòng)模塊，在連接部件上的Y軸方向上設(shè)有驅(qū)動(dòng)Y軸移動(dòng)模塊的Y軸電機(jī)，與所述Y軸電機(jī)連接設(shè)有Y軸傳動(dòng)件，Y軸電機(jī)固定于本體上，所述本體上還固定設(shè)有Y軸導(dǎo)軌，與所述Y軸導(dǎo)軌配合設(shè)有第二滑塊，所述第二滑塊與Y軸傳動(dòng)件之間通過(guò)傳動(dòng)座連接；
Z軸移動(dòng)模塊，包括與本體固定連接的Z軸電機(jī)，Z軸電機(jī)與Z軸傳動(dòng)件連接，所述Z軸傳動(dòng)件上設(shè)有第三滑塊，與第三滑塊配合設(shè)有Z軸導(dǎo)軌，所述第三滑塊上連接設(shè)有探頭光桿，所述Z軸導(dǎo)軌固定與一 Z軸立柱上，Z軸立柱通過(guò)第一連接件與X軸橫梁托板連接。根據(jù)本發(fā)明的另ー個(gè)實(shí)施例，ー種曲面三維超聲探傷用四-七軸聯(lián)動(dòng)裝置進(jìn)ー步包括所述上部運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)還包括實(shí)現(xiàn)繞A軸、B軸或C軸擺動(dòng)的擺動(dòng)模塊。、
根據(jù)本發(fā)明的另ー個(gè)實(shí)施例，ー種曲面三維超聲探傷用四-七軸聯(lián)動(dòng)裝置進(jìn)ー步包括X軸橫梁托板的上設(shè)有與其軸向平行的第二導(dǎo)軌，第二導(dǎo)軌上配設(shè)有第四滑塊，X軸橫梁托板第一連接件之間通過(guò)第二導(dǎo)軌和第四滑塊連接，所述第一連接件與Z軸立柱之間活動(dòng)卡接。根據(jù)本發(fā)明的另ー個(gè)實(shí)施例，ー種曲面三維超聲探傷用四-七軸聯(lián)動(dòng)裝置進(jìn)ー步包括所述X軸移動(dòng)模塊、Y軸移動(dòng)模塊、Z軸移動(dòng)模塊的運(yùn)動(dòng)方向上分別設(shè)有位置傳感元件。根據(jù)本發(fā)明的另ー個(gè)實(shí)施例，ー種曲面三維超聲探傷用四-七軸聯(lián)動(dòng)裝置進(jìn)ー步包括所述Z軸立柱的下端部?jī)?nèi)設(shè)置的軸承為雙軸承兩點(diǎn)支撐結(jié)構(gòu)或單點(diǎn)支撐結(jié)構(gòu)。根據(jù)本發(fā)明的另ー個(gè)實(shí)施例，ー種曲面三維超聲探傷用四-七軸聯(lián)動(dòng)裝置進(jìn)ー步包括所述探頭光桿內(nèi)部呈單邊空心結(jié)構(gòu)。根據(jù)本發(fā)明的另ー個(gè)實(shí)施例，ー種曲面三維超聲探傷用四-七軸聯(lián)動(dòng)裝置進(jìn)ー步 包括エ件回轉(zhuǎn)模塊包括支撐エ件的支撐盤、置干支撐盤下方驅(qū)動(dòng)回轉(zhuǎn)模塊運(yùn)轉(zhuǎn)的回轉(zhuǎn)電機(jī)，所述支撐盤與回轉(zhuǎn)電機(jī)之間設(shè)有檢測(cè)板，檢測(cè)板下方設(shè)有與回轉(zhuǎn)電機(jī)連接的外底座，檢測(cè)板上方設(shè)有與所述外底座固定連接的底座，所述底座與支撐盤之間設(shè)有與底座固定連接的定心環(huán)，所述定心環(huán)內(nèi)圈設(shè)有與支撐盤固定連接的驅(qū)動(dòng)環(huán)，與所述驅(qū)動(dòng)環(huán)連接設(shè)有驅(qū)動(dòng)盤，所述驅(qū)動(dòng)盤與底座、外底座連接，所述外底座與驅(qū)動(dòng)盤之間設(shè)有一整體套環(huán)，驅(qū)動(dòng)盤與回轉(zhuǎn)電機(jī)通過(guò)整體套環(huán)連接。根據(jù)本發(fā)明的另ー個(gè)實(shí)施例，ー種曲面三維超聲探傷用四-七軸聯(lián)動(dòng)裝置進(jìn)ー步包括所述整體套環(huán)內(nèi)部配設(shè)有ー軸承，在所述軸承上方的驅(qū)動(dòng)盤與整體套環(huán)內(nèi)側(cè)之間設(shè)有第一密封件。根據(jù)本發(fā)明的另ー個(gè)實(shí)施例，ー種曲面三維超聲探傷用四-七軸聯(lián)動(dòng)裝置進(jìn)ー步包括所述整體套環(huán)外側(cè)與外底座之間還設(shè)有第二密封件。根據(jù)本發(fā)明的另ー個(gè)實(shí)施例，ー種曲面三維超聲探傷用四-七軸聯(lián)動(dòng)裝置進(jìn)ー步包括與所述探頭光桿端部連接設(shè)有探頭，所述擺動(dòng)模塊設(shè)置于探頭光桿與探頭之間，所述擺動(dòng)模塊通過(guò)第二連接件與所述探頭光桿固定連接，所述擺動(dòng)模塊包括B軸擺動(dòng)模塊，與所述第二連接件連接設(shè)有擺頭基座，擺頭基座上設(shè)有通過(guò)B軸擺動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的探頭座，所述探頭設(shè)置在探頭座上；C軸擺動(dòng)模塊，包括與所述第二連接件固定連接的過(guò)渡套筒，所述過(guò)渡套筒內(nèi)裝配有C軸擺動(dòng)電機(jī)，所述C軸擺動(dòng)電機(jī)輸出與所述探頭座連接；A軸擺動(dòng)模塊，包括A軸擺動(dòng)電機(jī)，所述擺動(dòng)電機(jī)的輸出與探頭連接。根據(jù)本發(fā)明的另ー個(gè)實(shí)施例，ー種曲面三維超聲探傷用四-七軸聯(lián)動(dòng)裝置進(jìn)ー步包括所述B軸擺動(dòng)電機(jī)、C軸擺動(dòng)電機(jī)、A軸擺動(dòng)電機(jī)分別同軸連接設(shè)有的信號(hào)反饋裝置。根據(jù)本發(fā)明的另ー個(gè)實(shí)施例，ー種曲面三維超聲探傷用四-七軸聯(lián)動(dòng)裝置進(jìn)ー步包括所述本體為機(jī)架、門架形式，連接上部運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)與所述機(jī)架本體的連接部件為主橫梁，連接上部運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)與所述門架本體的連接部件為梁框架。本發(fā)明的有益效果是能夠在探頭的空間正交的X軸、Y軸、Z軸移動(dòng)和エ件回轉(zhuǎn)模塊實(shí)現(xiàn)四軸聯(lián)動(dòng)探測(cè)，為了更好的方便探測(cè)，通過(guò)與繞A軸、B軸或C軸的擺動(dòng)模塊的任意組合組成五-七軸的聯(lián)動(dòng)模塊，探頭能夠進(jìn)行復(fù)雜運(yùn)動(dòng)，可以適應(yīng)較大的復(fù)雜表面エ件，由于不需要對(duì)エ件進(jìn)行各種運(yùn)動(dòng)或僅僅進(jìn)行局部旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，因此，對(duì)エ件運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)的密封性要求降低，而探頭由于其運(yùn)動(dòng)范圍小，其探頭線壽命大大延長(zhǎng)。


圖I是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖I中Y軸移動(dòng)模塊的側(cè)視圖；圖3是圖I中Z軸移動(dòng)模塊的側(cè)視圖；圖4是圖3的裝配結(jié)構(gòu)圖；圖5是圖I中工件回轉(zhuǎn)模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖6是門架形式本體結(jié)構(gòu)示意圖；其中1、機(jī)罩,2、連接部件,3、第一滑塊,4、第一導(dǎo)軌,5、本體,6、X軸橫梁托板,7、基座，8、X軸傳動(dòng)件，9、第一聯(lián)軸器，10、X軸光柵，11、X軸電機(jī)，12、連接孔，13、Y軸電機(jī)，14、電機(jī)座，15、第二聯(lián)軸器，16、Y軸傳動(dòng)件，17、同心套筒，18、Y軸導(dǎo)軌，19、第二滑塊，20、傳動(dòng)座，21、電機(jī)板，22、Z軸立柱，23、Z軸電機(jī)，24、第三聯(lián)軸器，25、Z軸傳動(dòng)件，26、第三滑塊，27、第一連接件，28、第二導(dǎo)軌，29、第四滑塊，30、Z軸導(dǎo)軌，31、探頭光桿，32、Y軸光柵，33、軸承，34、探頭，35、第二連接件，36、擺頭基座，37、B軸擺動(dòng)電機(jī)，38、探頭座，39、B軸編碼器，40、過(guò)渡套筒，41、C軸擺動(dòng)電機(jī)，42、C軸編碼器，43、A軸擺動(dòng)電機(jī)，44、A軸編碼器，45、支撐盤，46、回轉(zhuǎn)電機(jī)，47、檢測(cè)板，48、外底座，49、底座，50、定心環(huán)，51、驅(qū)動(dòng)環(huán)，52、鋼珠，53、驅(qū)動(dòng)盤，54、整體套環(huán)，55、鍵結(jié)構(gòu)，56、第一密封件，57、第二密封件。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)在結(jié)合附圖和優(yōu)選實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。這些附圖均為簡(jiǎn)化的示意圖，僅以示意方式說(shuō)明本發(fā)明的基本結(jié)構(gòu)，因此其僅顯示與本發(fā)明有關(guān)的構(gòu)成。如圖I所示，一種曲面三維超聲探傷用四-七軸聯(lián)動(dòng)裝置，包括固定整個(gè)裝置的本體5，所述本體5上設(shè)有上部運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)、下部運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)，所述上部運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)包括實(shí)現(xiàn)沿空間正交X軸、Y軸、Z軸方向移動(dòng)的移動(dòng)模塊，所述下部運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)包括支撐工件做回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的工件回轉(zhuǎn)模塊，所述上部運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)通過(guò)連接部件2與所述本體5連接，所述下部運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)固定設(shè)于檢測(cè)板47上，所述上部運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)還包括實(shí)現(xiàn)繞A軸、B軸或C軸擺動(dòng)的擺動(dòng)模塊。通過(guò)移動(dòng)模塊、擺動(dòng)模塊、工件回轉(zhuǎn)模塊中任意組合結(jié)構(gòu)，組成四-七軸的聯(lián)動(dòng)結(jié)構(gòu)帶動(dòng)探頭34實(shí)現(xiàn)曲線、曲面、任意形狀超聲、渦流探傷。如圖I所示，整個(gè)四-七軸聯(lián)動(dòng)裝置可以安裝在機(jī)罩I內(nèi)，對(duì)于較大型結(jié)構(gòu)也可以不使用機(jī)罩I直接放置于室內(nèi)空間中。移動(dòng)模塊包括如圖I所示的X軸移動(dòng)模塊，所述連接部件2與本體5之間通過(guò)第一導(dǎo)軌4以及與第一導(dǎo)軌4配合的第一滑塊3連接，連接部件2與X軸橫梁托板6連接，所述X軸橫梁托板6上通過(guò)基座7連接設(shè)有X軸傳動(dòng)件8，所述X軸傳動(dòng)件8的通過(guò)第一聯(lián)軸器9與X軸電機(jī)11連接，X軸傳動(dòng)件8兩端設(shè)有軸承座，在X軸移動(dòng)模塊的運(yùn)動(dòng)方向上設(shè)有X軸的位置感應(yīng)元件，本方案選用光柵10，伺服系統(tǒng)或步進(jìn)電機(jī)的反饋系統(tǒng)需要X軸光柵10提供X軸運(yùn)動(dòng)位置的信息，X軸傳動(dòng)件8與X軸光柵10通過(guò)在X橫梁托板8上的精確加工確保二者在X方向的平行度。其中，第一導(dǎo)軌4的結(jié)構(gòu)為圓柱形導(dǎo)軌、方形導(dǎo)軌、滑枕形式的導(dǎo)軌，所述第一滑塊3結(jié)構(gòu)與第一導(dǎo)軌4結(jié)構(gòu)相配合。對(duì)于小型結(jié)構(gòu)，導(dǎo)軌滑塊可以使用圓柱型結(jié)構(gòu)，也可以使用成品方形結(jié)構(gòu)，就是本方案圖中的滑塊3安裝于方導(dǎo)軌4上的組合結(jié)構(gòu)，還可以使用滑枕結(jié)構(gòu)，采用導(dǎo)軌貼塑或貼塑導(dǎo)軌上在連接部件2與第一導(dǎo)軌4的連接處設(shè)置靜壓油膜結(jié)構(gòu)。如圖2所示，Y軸移動(dòng)模塊，包括設(shè)置在連接部件2上Y軸方向的連接孔12、所述連接孔12內(nèi)設(shè)有驅(qū)動(dòng)Y軸移動(dòng)模塊的Y軸電機(jī)13，所述Y軸電機(jī)13與一電機(jī)座14固定連接，所述電機(jī)座14固定于本體5上，通過(guò)第二聯(lián)軸器15與所述Y軸電機(jī)13連接設(shè)有Y軸傳動(dòng)件16驅(qū)動(dòng)Y方向的運(yùn)動(dòng)，在Y軸的運(yùn)動(dòng)方向的精度在該方向的Y軸位置感應(yīng)元件保證，本案采用Y軸光柵32，所述Y軸傳動(dòng)件16上與其同軸心設(shè)有同心套筒17，所述本體5上還固定設(shè)有Y軸導(dǎo)軌18，與所述Y軸導(dǎo)軌18配合設(shè)有兩塊第二滑塊19，所述第二滑塊19與同心套筒17之間通過(guò)一傳動(dòng)座20固定連接，所述傳動(dòng)座20與X軸橫梁托板6固定連接。傳動(dòng)座20可以減少Z軸負(fù)載偏心引起的微小變形。
如圖3-4所示，Z軸移動(dòng)模塊，包括固定于本體5上的電機(jī)板21、與電機(jī)板21固定連接的Z軸立柱22，所述電機(jī)板21上安裝有Z軸電機(jī)23，所述Z軸立柱22內(nèi)通過(guò)第三聯(lián)軸器24與Z軸電機(jī)23連接設(shè)有Z軸傳動(dòng)件25，所述Z軸傳動(dòng)件25上設(shè)有第三滑塊26，所述Z軸立柱22與X軸橫梁托板6之間通過(guò)第一連接件27連接，所述第一連接件27上設(shè)有一對(duì)與X軸橫梁托板6的軸向平行的第二導(dǎo)軌28，所述第二導(dǎo)軌28置于X軸橫梁托板6上，本案選擇將第二導(dǎo)軌28置于X軸橫梁托板6的上下兩側(cè)，最大限度的擴(kuò)大了 Z軸的上下與X軸橫梁托板6的作用范圍，第二導(dǎo)軌28與X軸橫梁托板6之間通過(guò)第四滑塊29連接，為了保證垂直度，所述第一連接件27與Z軸立柱22的接觸面之間通過(guò)槽結(jié)構(gòu)形式活動(dòng)卡接，可放置薄形平鍵定位；與所述Z軸立柱22上的槽結(jié)構(gòu)固定連接有與第三滑塊26配合的Z軸導(dǎo)軌30，與所述第三滑塊26連接設(shè)有探頭光桿31。為了減少Z軸上下運(yùn)動(dòng)給下部軸承的載荷，Z軸立柱22的下端部?jī)?nèi)設(shè)置的軸承33為雙軸承兩點(diǎn)支撐結(jié)構(gòu)或單點(diǎn)支撐結(jié)構(gòu)。在Z軸移動(dòng)模塊運(yùn)動(dòng)的方向上同樣設(shè)有Z軸位置感應(yīng)兀件,即為Z軸光柵,Z軸光柵的讀數(shù)頭與第三滑塊26或探頭光桿31用螺釘緊固相連。探頭光桿31內(nèi)部通過(guò)單邊銑削加工呈單邊空心結(jié)構(gòu)。在設(shè)計(jì)Z軸移動(dòng)模塊的結(jié)構(gòu)時(shí)，通過(guò)將探頭光桿31內(nèi)部單邊銑削加工成單邊空心結(jié)構(gòu)，使得探頭光桿31的中心盡可能降低與Z軸導(dǎo)軌30的距離，以減少探頭光桿31的偏心給X軸橫梁托板6帶來(lái)的扭矩。與所述探頭光桿31端部通過(guò)防松裝置連接設(shè)有探頭34，確保定位定向的精度，其中的探頭34可為單探頭，也可以安裝探頭組，以適應(yīng)不同的探測(cè)工藝，如收發(fā)分置、雙晶探頭、TOFD或相控陣探頭，或用來(lái)提高探測(cè)效率。各移動(dòng)模塊中的直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)采用步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)通過(guò)聯(lián)軸節(jié)同軸或者經(jīng)過(guò)變速同軸或非同軸驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)件方式帶動(dòng)與其相連部件，且各軸的定義應(yīng)該遵守笛卡爾坐標(biāo)系定義準(zhǔn)則。傳動(dòng)件可優(yōu)選為滾珠絲杠傳動(dòng)件。為了滿足復(fù)雜的曲面探傷時(shí)減少探頭34運(yùn)動(dòng)而確保探頭線壽命的要求，在應(yīng)用上述三軸三個(gè)自由度的探頭34的探測(cè)結(jié)構(gòu)時(shí)，可以把工件通過(guò)夾具安裝于工件回轉(zhuǎn)模塊之上成為四軸系統(tǒng)，達(dá)成增加系統(tǒng)可靠性的目的。如圖5所示，工件回轉(zhuǎn)模塊包括支撐工件的支撐盤45、置于支撐盤45下方驅(qū)動(dòng)回轉(zhuǎn)模塊運(yùn)轉(zhuǎn)的回轉(zhuǎn)電機(jī)46，所述支撐盤45與回轉(zhuǎn)電機(jī)46之間設(shè)有檢測(cè)板47，檢測(cè)板47下方設(shè)有與回轉(zhuǎn)電機(jī)46連接的外底座48，檢測(cè)板47上方設(shè)有與所述外底座48固定連接的底座49，所述底座49與支撐盤45之間設(shè)有與底座49固定連接的定心環(huán)50，所述定心環(huán)50內(nèi)圈設(shè)有與支撐盤45固定連接的驅(qū)動(dòng)環(huán)51，驅(qū)動(dòng)環(huán)51與定心環(huán)50之間設(shè)有一圈鋼珠52，提供軸承，以在確保定心的同時(shí)減少摩擦；與所述驅(qū)動(dòng)環(huán)51連接設(shè)有驅(qū)動(dòng)盤53，所述驅(qū)動(dòng)盤53與底座49、外底座48連接，為了增加驅(qū)動(dòng)的定心精度，所述外底座48與驅(qū)動(dòng)盤53之間設(shè)有一內(nèi)部配設(shè)有軸承33的整體套環(huán)54，為了更為穩(wěn)定的效果，可采用雙軸承結(jié)構(gòu)，所述整體套環(huán)54內(nèi)設(shè)有連接驅(qū)動(dòng)盤53與回轉(zhuǎn)電機(jī)46的鍵結(jié)構(gòu)55連接。在所述軸承33上方的驅(qū)動(dòng)盤53與整體套環(huán)54內(nèi)側(cè)之間設(shè)有第一密封件56，為了確保密封效果，可采用雙密封圈結(jié)構(gòu)，對(duì)于水浸法超聲探傷，為了密封所述整體套環(huán)54外側(cè)與外底座48之間設(shè)有第二密封件57。而探頭34的四個(gè)自由度運(yùn)動(dòng)可以分別增加一至三軸的運(yùn)動(dòng)成為五至七軸的聯(lián)動(dòng)結(jié)構(gòu)。如圖I所示，上部運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)還包括實(shí)現(xiàn)繞A軸、B軸或C軸擺動(dòng)的擺動(dòng)模塊。擺動(dòng)模 塊設(shè)置于探頭光桿31與探頭34之間，所述擺動(dòng)模塊通過(guò)第二連接件35與所述探頭光桿31固定連接，在具體的應(yīng)用結(jié)構(gòu)中要設(shè)置防松螺栓或類似的結(jié)構(gòu)，以確保探頭34的角度不發(fā)生任何變化，也可以采取非螺紋結(jié)構(gòu)，確保可靠安裝、可靠的定向和定位。當(dāng)探傷不需要擺頭結(jié)構(gòu)時(shí)，可以按照工藝需求決定的探頭34方向決定的角度實(shí)施探傷，可對(duì)工件進(jìn)行平面縱波探傷的探頭34安裝方式，可以采用過(guò)盈配合或者螺紋連接等方式，該結(jié)構(gòu)則為四個(gè)自由度的四軸聯(lián)動(dòng)裝置。如果探測(cè)需要隨著工件表面的變化改變探傷角度，所述擺動(dòng)模塊的結(jié)構(gòu)則需要包括B軸擺動(dòng)模塊，與所述第二連接件35連接設(shè)有擺頭基座36，擺頭基座36上設(shè)有通過(guò)B軸擺動(dòng)電機(jī)37驅(qū)動(dòng)的探頭座38，探頭座38上與B軸擺動(dòng)電機(jī)37同軸連接有信號(hào)反饋裝置，本方案優(yōu)選B軸編碼器39，所述探頭34采用過(guò)盈配合或者螺紋連接等方式連接到在探頭座38上，根據(jù)高分辨率掃描的需要，可以采用點(diǎn)聚焦探頭、線聚焦探頭或點(diǎn)線組合聚焦探頭，即此結(jié)構(gòu)與四軸聯(lián)動(dòng)結(jié)構(gòu)配合則構(gòu)成了具有五個(gè)自由度的五軸聯(lián)動(dòng)裝置。當(dāng)需要擺動(dòng)模塊在不同的位置以不同的角度探測(cè)工件時(shí)，就需要有C軸擺動(dòng)模塊，包括與所述第二連接件35固定連接的過(guò)渡套筒40，所述過(guò)渡套筒40內(nèi)裝配有C軸擺動(dòng)電機(jī)41以及與C軸擺動(dòng)電機(jī)41同軸連接的信號(hào)反饋裝置，本方案優(yōu)選C軸編碼器42，所述C軸擺動(dòng)電機(jī)41輸出與所述探頭座38連接，此結(jié)構(gòu)與五軸聯(lián)動(dòng)結(jié)構(gòu)配合即構(gòu)成了具有六個(gè)自由度的六軸聯(lián)動(dòng)裝置。如果有需要加入A軸擺動(dòng)模塊，包括A軸擺動(dòng)電機(jī)43、與A軸擺動(dòng)電機(jī)43同軸連接的信號(hào)反饋裝置，本方案優(yōu)選A軸編碼器44，所述擺動(dòng)電機(jī)的輸出與探頭34連接，即可實(shí)現(xiàn)探頭34的360°的范圍內(nèi)進(jìn)行準(zhǔn)確定位探測(cè)。加入該擺動(dòng)模塊則與六軸聯(lián)動(dòng)裝置配合為具有七個(gè)自由度的七軸聯(lián)動(dòng)裝置。所述本體5為機(jī)架、門架形式，如圖I所示，本體5為機(jī)架形式，連接上部運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)與所述機(jī)架本體的連接部件2為主橫梁，如圖6所示，本體5為門架形式，連接上部運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)與所述門架本體的連接部件2為梁框架。門架形式本體5時(shí)，采用雙步進(jìn)電機(jī)同步驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)件。以上述依據(jù)本發(fā)明的理想實(shí)施例為啟示，通過(guò)上述的說(shuō)明內(nèi)容，相關(guān)工作人員完全可以在不偏離本項(xiàng)發(fā)明技術(shù)思想的范圍內(nèi)，進(jìn)行多樣的變更以及修改。本項(xiàng)發(fā)明的技 術(shù)性范圍并不局限于說(shuō)明書(shū)上的內(nèi)容，必須要根據(jù)權(quán)利要求范圍來(lái)確定其技術(shù)性范圍。
權(quán)利要求
1.ー種曲面三維超聲探傷用四-七軸聯(lián)動(dòng)裝置，包括固定整個(gè)裝置的本體，所述本體上設(shè)有上部運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)、下部運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于所述上部運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)包括實(shí)現(xiàn)沿空間正交的X軸、Y軸、Z軸方向移動(dòng)的移動(dòng)模塊，所述上部運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)通過(guò)連接部件與所述本體連接，所述下部運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)固定設(shè)于檢測(cè)板上。
2.如權(quán)利要求I所述的曲面三維超聲探傷用四-七軸聯(lián)動(dòng)裝置，其特征在于所述下部運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)包括支撐エ件做回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的エ件回轉(zhuǎn)模塊。
3.如權(quán)利要求I所述的曲面三維超聲探傷用四-七軸聯(lián)動(dòng)裝置，其特征在于所述移動(dòng)模塊包括 X軸移動(dòng)模塊，所述連接部件與本體之間通過(guò)第一導(dǎo)軌以及與第一導(dǎo)軌配合的第一滑塊連接，所述連接部件上與X軸橫梁托板連接，所述X軸橫梁托板上固定設(shè)有通過(guò)X軸電機(jī)驅(qū)動(dòng)運(yùn)動(dòng)的X軸傳動(dòng)件； Y軸移動(dòng)模塊，在連接部件上的Y軸方向上設(shè)有驅(qū)動(dòng)Y軸移動(dòng)模塊的Y軸電機(jī)，與所述Y軸電機(jī)連接設(shè)有Y軸傳動(dòng)件，Y軸電機(jī)與本體連接，所述本體上還固定設(shè)有Y軸導(dǎo)軌，與所述Y軸導(dǎo)軌配合設(shè)有第二滑塊，所述第二滑塊與Y軸傳動(dòng)件之間通過(guò)傳動(dòng)座連接； Z軸移動(dòng)模塊，包括與本體固定連接的Z軸電機(jī)，Z軸電機(jī)與Z軸傳動(dòng)件連接，所述Z軸傳動(dòng)件上設(shè)有第三滑塊，與第三滑塊配合設(shè)有Z軸導(dǎo)軌，所述第三滑塊上連接設(shè)有探頭光桿，所述Z軸導(dǎo)軌固定與一 Z軸立柱上，Z軸立柱通過(guò)第一連接件與X軸橫梁托板連接。
4.如權(quán)利要求I或3所述的曲面三維超聲探傷用四-七軸聯(lián)動(dòng)裝置，其特征在于所述上部運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)還包括實(shí)現(xiàn)繞A軸、B軸或C軸擺動(dòng)的擺動(dòng)模塊。
5.如權(quán)利要求3所述的曲面三維超聲探傷用四-七軸聯(lián)動(dòng)裝置，其特征在于X軸橫梁托板的上設(shè)有與其軸向平行的第二導(dǎo)軌，第二導(dǎo)軌上配設(shè)有第四滑塊，X軸橫梁托板第一連接件之間通過(guò)第二導(dǎo)軌和第四滑塊連接，所述第一連接件與Z軸立柱之間活動(dòng)卡接。
6.如權(quán)利要求3所述的曲面三維超聲探傷用四-七軸聯(lián)動(dòng)裝置，其特征在于所述X軸移動(dòng)模塊、Y軸移動(dòng)模塊、Z軸移動(dòng)模塊的運(yùn)動(dòng)方向上分別設(shè)有位置傳感元件。
7.如權(quán)利要求3所述的曲面三維超聲探傷用四-七軸聯(lián)動(dòng)裝置，其特征在于所述Z軸立柱的下端部?jī)?nèi)設(shè)置的軸承為雙軸承兩點(diǎn)支撐結(jié)構(gòu)或單點(diǎn)支撐結(jié)構(gòu)。
8.如權(quán)利要求3所述的曲面三維超聲探傷用四-七軸聯(lián)動(dòng)裝置，其特征在于所述探頭光桿內(nèi)部呈單邊空心結(jié)構(gòu)。
9.如權(quán)利要求2所述的曲面三維超聲探傷用四-七軸聯(lián)動(dòng)裝置，其特征在于エ件回轉(zhuǎn)模塊包括支撐エ件的支撐盤、置干支撐盤下方驅(qū)動(dòng)回轉(zhuǎn)模塊運(yùn)轉(zhuǎn)的回轉(zhuǎn)電機(jī)，所述支撐盤與回轉(zhuǎn)電機(jī)之間設(shè)有檢測(cè)板，檢測(cè)板下方設(shè)有與回轉(zhuǎn)電機(jī)連接的外底座，檢測(cè)板上方設(shè)有與所述外底座固定連接的底座，所述底座與支撐盤之間設(shè)有與底座固定連接的定心環(huán)，所述定心環(huán)內(nèi)圈設(shè)有與支撐盤固定連接的驅(qū)動(dòng)環(huán)，與所述驅(qū)動(dòng)環(huán)連接設(shè)有驅(qū)動(dòng)盤，所述驅(qū)動(dòng)盤與底座、外底座連接，所述外底座與驅(qū)動(dòng)盤之間設(shè)有一整體套環(huán)，驅(qū)動(dòng)盤與回轉(zhuǎn)電機(jī)通過(guò)整體套環(huán)連接。
10.如權(quán)利要求9所述的曲面三維超聲探傷用四-七軸聯(lián)動(dòng)裝置，其特征在于所述整體套環(huán)內(nèi)部配設(shè)有ー軸承，在所述軸承上方的驅(qū)動(dòng)盤與整體套環(huán)內(nèi)側(cè)之間設(shè)有第一密封件。
11.如權(quán)利要求9所述的曲面三維超聲探傷用四-七軸聯(lián)動(dòng)裝置，其特征在于所述整體套環(huán)外側(cè)與外底座之間還設(shè)有第二密封件。
12.如權(quán)利要求4所述的曲面三維超聲探傷用四-七軸聯(lián)動(dòng)裝置，其特征在于與所述探頭光桿端部連接設(shè)有探頭，所述擺動(dòng)模塊設(shè)置于探頭光桿與探頭之間，所述擺動(dòng)模塊通過(guò)第二連接件與所述探頭光桿固定連接，所述擺動(dòng)模塊包括 B軸擺動(dòng)模塊，與所述第二連接件連接設(shè)有擺頭基座，擺頭基座上設(shè)有通過(guò)B軸擺動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的探頭座，所述探頭設(shè)置在探頭座上； C軸擺動(dòng)模塊，包括與所述第二連接件固定連接的過(guò)渡套筒，所述過(guò)渡套筒內(nèi)裝配有C軸擺動(dòng)電機(jī)，所述C軸擺動(dòng)電機(jī)輸出與所述探頭座連接； A軸擺動(dòng)模塊，包括A軸擺動(dòng)電機(jī)，所述擺動(dòng)電機(jī)的輸出與探頭連接。
13.如權(quán)利要求12所述的曲面三維超聲探傷用四-七軸聯(lián)動(dòng)裝置，其特征在于所述B軸擺動(dòng)電機(jī)、C軸擺動(dòng)電機(jī)、A軸擺動(dòng)電機(jī)分別同軸連接設(shè)有的信號(hào)反饋裝置。
14.如權(quán)利要求I所述的曲面三維超聲探傷用四-七軸聯(lián)動(dòng)裝置，其特征在于所述本體為機(jī)架、門架形式，連接上部運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)與所述機(jī)架本體的連接部件為主橫梁，連接上部運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)與所述門架本體的連接部件為梁框架。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種曲面三維超聲探傷用四-七軸聯(lián)動(dòng)裝置，包括固定整個(gè)裝置的本體，本體上設(shè)有上部運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)包括實(shí)現(xiàn)沿空間正交X軸、Y軸、Z軸方向移動(dòng)的移動(dòng)模塊、實(shí)現(xiàn)繞X軸、Y軸或C軸擺動(dòng)的擺動(dòng)模塊，下部運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)包括支撐工件做回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的工件回轉(zhuǎn)模塊，上部運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)通過(guò)主橫梁與所述本體連接，所述下部運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)固定設(shè)于檢測(cè)板上；能夠通過(guò)移動(dòng)模塊和工件回轉(zhuǎn)模塊實(shí)現(xiàn)四軸聯(lián)動(dòng)探測(cè)，為了更好的方便探測(cè)，通過(guò)與繞X軸、Y軸或Z軸的擺動(dòng)模塊的任意組合組成五-七軸的聯(lián)動(dòng)模塊，探頭能夠進(jìn)行四-七軸的復(fù)雜運(yùn)動(dòng)，可以適應(yīng)較大的復(fù)雜表面工件，相對(duì)地工件支撐運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)的密封性要求降低，而探頭由于其運(yùn)動(dòng)范圍小，其導(dǎo)線壽命大大延長(zhǎng)。
文檔編號(hào)G01N29/275GK102692457SQ20111007171
公開(kāi)日2012年9月26日 申請(qǐng)日期2011年3月24日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月24日
發(fā)明者周倩, 李輝章, 符小信, 鄭健 申請(qǐng)人:常州信雷迪特電子系統(tǒng)工程有限公司