專利名稱：一種多用途六軸自動超聲檢測系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種超聲檢測系統(tǒng)，特別涉及一種可應(yīng)用于管件、棒件等旋轉(zhuǎn)型工件，以及小型板件、復(fù)雜曲面工件等的多用途六軸自動超聲檢測系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
超聲檢測是保障關(guān)鍵零部件運行安全的重要無損檢測手段。常規(guī)手動超聲檢測存在檢測效率低、缺陷難以精確定位和定量，檢測結(jié)果受操作員技能影響較大。因此，自動超聲檢測在生產(chǎn)制造和實驗室研究等方面受到越來越多的重視。特別在實驗室研究方面，由于被試件種類繁多，如管件、棒件、板件、復(fù)雜曲面工件等，而目前的多軸自動超聲檢測系統(tǒng)功能較為單一，一般用來測量平面板件或自由曲面構(gòu)件，在檢測旋轉(zhuǎn)型工件時效率較低，且工件必須置于水中，限制了檢測用途。

實用新型內(nèi)容為了解決現(xiàn)有超聲檢測系統(tǒng)功能單一、檢測效率較低、檢測用途不廣的技術(shù)問題， 本實用新型提供一種具有多種用途，既可檢測小型板件，復(fù)雜曲面工件，又可高效檢測管件、棒件等旋轉(zhuǎn)部件。同時既可進行水浸式檢測，又可進行噴水耦合式檢測的多用途六軸自動超聲檢測系統(tǒng)。為了實現(xiàn)上述技術(shù)目的，本實用新型的技術(shù)方案是，一種多用途六軸自動超聲檢測系統(tǒng)，包括五軸機械手、轉(zhuǎn)盤、多軸運動控制卡、超聲探頭、超聲卡、計算機，所述的五軸機械手設(shè)置于轉(zhuǎn)盤上方，所述的轉(zhuǎn)盤上設(shè)有三爪卡盤，所述的超聲探頭設(shè)置于五軸機械手上， 所述的超聲卡和多軸運動控制卡均設(shè)置于計算機內(nèi)并與計算機通信連接，超聲探頭通過超聲卡與計算機通信連接，五軸機械手和轉(zhuǎn)盤通過多軸運動控制卡與計算機通信連接。所述的一種多用途六軸自動超聲檢測系統(tǒng)，還包括水槽、水循環(huán)系統(tǒng)和水循環(huán)控制電路，所述的水循環(huán)系統(tǒng)通過管道連接水槽，所述的水循環(huán)控制電路設(shè)置于計算機內(nèi)，水循環(huán)系統(tǒng)通過水循環(huán)控制電路與計算機通信連接，所述的轉(zhuǎn)盤設(shè)置于水槽內(nèi)。所述的一種多用途六軸自動超聲檢測系統(tǒng)，所述的水循環(huán)系統(tǒng)包括儲水箱、進水管道、進水閥、進水泵、放水管道、放水閥、放水泵和水壓控制閥，所述的儲水箱分別通過進水管道和放水管道連通水槽，所述的進水閥、進水泵和水壓控制閥設(shè)置于進水管道上，所述的放水閥和放水泵設(shè)置于放水管道上。所述的一種多用途六軸自動超聲檢測系統(tǒng)，還包括進水過濾器和放水過濾器，所述的進水過濾器設(shè)置于進水管道上，所述的放水過濾器設(shè)置于放水管道上。所述的一種多用途六軸自動超聲檢測系統(tǒng)，所述的超聲探頭為噴水耦合探頭，所述的進水管道連接至噴水耦合探頭。本實用新型的技術(shù)效果在于，彌補了現(xiàn)有多軸超聲自動檢測系統(tǒng)存在的不足，提高了旋轉(zhuǎn)體類工件的檢測效率，適合于多種類型工件的超聲自動檢測，既可水浸式檢測又可噴水耦合式檢測，因此用途廣，特別適合于實驗室研究使用。[0010]
以下結(jié)合附圖對本實用新型作進一步說明。
圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實用新型的電路連接框圖；圖3為本實用新型的水循環(huán)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本實用新型的管件掃查示意圖；其中1為水槽，2為工件，3為三爪卡盤，4為轉(zhuǎn)盤，5為超聲探頭，6為五軸機械手， 7為水循環(huán)系統(tǒng)，8為放水閥，9為進水閥，71為儲水箱，72為進水過濾器，73為放水管道，74 為放水泵，75為放水過濾器，76為水壓控制閥，77為進水泵，78為進水管道。
具體實施方式
參見圖1、圖2，本實用新型包括五軸機械手6、轉(zhuǎn)盤4、多軸運動控制卡、超聲探頭 5、超聲卡、計算機，五軸機械手6設(shè)置于轉(zhuǎn)盤4上方，并能沿水平的X軸向、Y軸向，上下升降的Z軸向移動，還可作自身的上下方向及水平方向轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)盤4上設(shè)有三爪卡盤3，可將工件2通過三爪卡盤3固定于轉(zhuǎn)盤4上，超聲探頭5設(shè)置于五軸機械手6上，超聲卡和多軸運動控制卡均設(shè)置于計算機內(nèi)并與計算機通信連接，超聲探頭5通過超聲卡與計算機通信連接，五軸機械手6和轉(zhuǎn)盤4通過多軸運動控制卡與計算機通信連接。本實用新型還包括水槽1、水循環(huán)系統(tǒng)7和水循環(huán)控制電路，水循環(huán)系統(tǒng)7通過管道連接水槽1，水循環(huán)控制電路設(shè)置于計算機內(nèi)，水循環(huán)系統(tǒng)7通過水循環(huán)控制電路與計算機通信連接，轉(zhuǎn)盤4設(shè)置于水槽1內(nèi)。參見圖3，水循環(huán)系統(tǒng)7包括儲水箱71、進水管道78、進水閥9、進水泵77、放水管道73、放水閥8、放水泵74和水壓控制閥76，儲水箱71分別通過進水管道78和放水管道 73連通水槽1，進水閥9、進水泵77和水壓控制閥76設(shè)置于進水管道78上，放水閥8和放水泵74設(shè)置于放水管道73上。還包括用于凈化水質(zhì)的進水過濾器72和放水過濾器75，進水過濾器72設(shè)置于進水管道78上，放水過濾器75設(shè)置于放水管道73上。超聲探頭5為噴水耦合探頭，進水管道78連接至噴水耦合探頭。工作時，根據(jù)被測工件2的形狀及材料特點，選擇合適的檢測方法和耦合方式。如對于管件和棒件旋轉(zhuǎn)體工件2，可將工件2通過三爪卡盤3固定于轉(zhuǎn)盤4上，調(diào)整機械手位姿，采取工件2邊旋轉(zhuǎn)邊檢測的檢測方法，提高檢測效率。而對于板件和非旋轉(zhuǎn)體的自由曲面構(gòu)件的檢測，則轉(zhuǎn)盤4不需要運動，將工件2直接置于水箱底部即可，或放在底部的定位裝置上。并根據(jù)材料特點，選擇水浸式檢測或者噴水耦合式檢測。然后根據(jù)檢測方法和耦合方式，由計算機相應(yīng)地控制機械手、轉(zhuǎn)盤4的運動及水循環(huán)系統(tǒng)7的工作，對工件2進行脈沖反射式超聲掃查。最后通過相應(yīng)的硬件及超聲檢測軟件，采集超聲信號，經(jīng)預(yù)處理后進行實時數(shù)據(jù)處理，包括A波顯示、B掃描成像、C掃描成像等，并可提取缺陷的特征值，對缺陷進行定量和定位分析等。以水浸式檢測管件為例，說明本實用新型的具體實施方式
，噴水耦合式檢測管件的實施過程與此類似，區(qū)別在于采用的超聲探頭5是噴水耦合探頭，且在檢測過程中通過水循環(huán)系統(tǒng)7 —直給噴水耦合探頭供水。[0021]將工件2通過三爪卡盤3定位夾緊于轉(zhuǎn)盤4上，調(diào)整好機械手初始位置，完成工件 2裝夾及設(shè)備復(fù)位工作。關(guān)閉出水閥，打開進水閥9，該閥門打開的同時即關(guān)閉了進入噴水耦合探頭的水流，通過水循環(huán)系統(tǒng)7向水槽1供水。打開進水泵77，調(diào)整水壓控制閥76，即可對水槽1進行供水。當水槽1中的水深達到要求后，停止供水，開始超聲自動檢測。參見圖4，通過計算機調(diào)整控制機械手位姿，使得探頭與被測表面垂直，利用超聲測距原理測量并保持水聲距 S，同時控制轉(zhuǎn)盤4，驅(qū)動轉(zhuǎn)盤4保持以角速度ω旋轉(zhuǎn)，待穩(wěn)定后，啟動超聲自動掃查程序，探頭以一定的速度ν由上至下運動，以螺旋形的掃查軌跡高效地完成對管件柱面的全部超聲檢測，同時通過計算機內(nèi)的超聲卡實時采集超聲信號進行存儲和實時顯示，并進行進一步的數(shù)據(jù)處理、缺陷分析等。
權(quán)利要求1.一種多用途六軸自動超聲檢測系統(tǒng)，其特征在于，包括五軸機械手、轉(zhuǎn)盤、多軸運動控制卡、超聲探頭、超聲卡、計算機，所述的五軸機械手設(shè)置于轉(zhuǎn)盤上方，所述的轉(zhuǎn)盤上設(shè)有三爪卡盤，所述的超聲探頭設(shè)置于五軸機械手上，所述的超聲卡和多軸運動控制卡均設(shè)置于計算機內(nèi)并與計算機通信連接，超聲探頭通過超聲卡與計算機通信連接，五軸機械手和轉(zhuǎn)盤通過多軸運動控制卡與計算機通信連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多用途六軸自動超聲檢測系統(tǒng)，其特征在于，還包括水槽、水循環(huán)系統(tǒng)和水循環(huán)控制電路，所述的水循環(huán)系統(tǒng)通過管道連接水槽，所述的水循環(huán)控制電路設(shè)置于計算機內(nèi)，水循環(huán)系統(tǒng)通過水循環(huán)控制電路與計算機通信連接，所述的轉(zhuǎn)盤設(shè)置于水槽內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種多用途六軸自動超聲檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述的水循環(huán)系統(tǒng)包括儲水箱、進水管道、進水閥、進水泵、放水管道、放水閥、放水泵和水壓控制閥， 所述的儲水箱分別通過進水管道和放水管道連通水槽，所述的進水閥、進水泵和水壓控制閥設(shè)置于進水管道上，所述的放水閥和放水泵設(shè)置于放水管道上。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種多用途六軸自動超聲檢測系統(tǒng)，其特征在于，還包括進水過濾器和放水過濾器，所述的進水過濾器設(shè)置于進水管道上，所述的放水過濾器設(shè)置于放水管道上。
5.根據(jù)權(quán)利要求2-4任一所述的一種多用途六軸自動超聲檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述的超聲探頭為噴水耦合探頭，所述的進水管道連接至噴水耦合探頭。
專利摘要本實用新型公開了一種多用途六軸自動超聲檢測系統(tǒng)，包括五軸機械手、轉(zhuǎn)盤、多軸運動控制卡、超聲探頭、超聲卡、計算機、水槽、水循環(huán)系統(tǒng)和水循環(huán)控制電路，五軸機械手設(shè)置于轉(zhuǎn)盤上方，轉(zhuǎn)盤上設(shè)有三爪卡盤，可將工件通過三爪卡盤固定于轉(zhuǎn)盤上，超聲探頭設(shè)置于五軸機械手上，水循環(huán)系統(tǒng)通過管道連接水槽，水循環(huán)控制電路設(shè)置于計算機內(nèi)，水循環(huán)系統(tǒng)通過水循環(huán)控制電路與計算機通信連接。本實用新型具有多種用途，既可檢測小型板件，復(fù)雜曲面工件，又可高效檢測管件、棒件等旋轉(zhuǎn)部件。同時既可進行水浸式檢測，又可進行噴水耦合式檢測。
文檔編號G01N29/04GK202305479SQ20112029805
公開日2012年7月4日 申請日期2011年8月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月16日
發(fā)明者倪培君, 李雄兵, 毛聰, 王向紅, 胡宏偉 申請人:長沙理工大學(xué)