專利名稱：鋼包耳軸環(huán)焊縫相控超聲波自動(dòng)檢測定位系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型主要涉及相控陣超聲波無損檢測領(lǐng)域，具體涉及一種鋼包耳軸環(huán)焊縫相控超聲波自動(dòng)檢測定位系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
鋼包是冶金行業(yè)廣泛使用的一種設(shè)備，它的作用是承載鋼水并將其轉(zhuǎn)運(yùn)至下一道煉鋼工序。耳軸是起吊鋼包的部件，它通過耳軸箱與包體組接到一起，起吊時(shí)承載著整個(gè)鋼包的重量。由于承重較大，且鋼包內(nèi)介質(zhì)的高危害性，要求鋼包耳軸必須具有較高的安全性和可靠性。通常情況下，耳軸與包體、耳軸箱間有一定程度的焊接區(qū)域。與 其它部位相比較，這些焊接區(qū)域更容易產(chǎn)生缺陷，導(dǎo)致安全事故，因此，需要加強(qiáng)對(duì)焊接區(qū)域的定期檢驗(yàn)。相控陣超聲波檢測技術(shù)是一種特殊的超聲波檢測技術(shù)，它具有①檢測靈敏度高，穿透力強(qiáng)；②扇形掃描，檢測效率高；③成像方便，且通過成像可對(duì)缺陷進(jìn)行定性的分析；④設(shè)備攜帶方便，檢測成本低對(duì)身體無害等一系列優(yōu)點(diǎn)?；谶@些優(yōu)點(diǎn)，相控陣超聲波技術(shù)已越來越多的應(yīng)用于工業(yè)現(xiàn)場的無損檢測，特別是對(duì)金屬焊縫的檢測。在對(duì)焊縫進(jìn)行檢測時(shí)，雖然相控陣超聲成像系統(tǒng)能夠直觀的顯示缺陷相對(duì)探頭的位置，但是在記錄檢測結(jié)果時(shí)，無法定位探頭的位置。因此，要準(zhǔn)確的定位某個(gè)缺陷，必須使用編碼器對(duì)探頭進(jìn)行定位。編碼器能夠記錄探頭與掃查起點(diǎn)的距離。然而，常規(guī)的編碼器只擅長線性掃查的定位，對(duì)于環(huán)焊縫一類的檢測對(duì)象，其定位計(jì)算將會(huì)非常復(fù)雜。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種鋼包耳軸環(huán)焊縫相控超聲波自動(dòng)檢測定位系統(tǒng)。本實(shí)用新型一種鋼包耳軸環(huán)焊縫相控超聲波自動(dòng)檢測定位系統(tǒng)包括工控機(jī)，RS-232串口線，PLC，變頻器，步進(jìn)電機(jī)，帶指針的掃查臂，導(dǎo)軌固定裝置，探頭夾持架，帶楔塊的相控超聲探頭，耦合劑儲(chǔ)槽，相控陣超聲波探傷儀和以太網(wǎng)線。工控機(jī)的串口通過RS-232串口線與PLC的com 口相連，PLC的I/O 口通過電纜線接變頻器，變頻器通過電纜與步進(jìn)電機(jī)連接，步進(jìn)電機(jī)固定安裝在帶指針的掃查臂上，并通過傳動(dòng)軸與帶指針的掃查臂的行進(jìn)齒輪連接，帶指針的掃查臂通過行進(jìn)齒輪安裝在導(dǎo)軌固定裝置的環(huán)形導(dǎo)軌上，探頭夾持架固定安裝在帶指針的掃查臂上，探頭夾持架夾頭內(nèi)側(cè)與彈簧一端連接，并通過夾頭夾持帶楔塊的相控超聲探頭，彈簧的另一端與帶楔塊的相控超聲探頭的末端連接，探頭夾持架夾頭外側(cè)壁上安裝有耦合劑儲(chǔ)槽，耦合劑儲(chǔ)槽通過軟管與探頭楔塊上的耦合劑槽連接，帶楔塊的相控超聲探頭通過電纜與相控陣超聲波探傷儀連接，相控陣超聲波探傷儀通過以太網(wǎng)線與工控機(jī)連接。所述的導(dǎo)軌固定裝置包括定長夾釘，環(huán)形導(dǎo)軌，導(dǎo)軌連接件，刻度盤和固定夾板。環(huán)形導(dǎo)軌和刻度盤同軸設(shè)置，定長夾釘包括第一定長夾釘和第二定長夾釘，環(huán)形導(dǎo)軌包括第一導(dǎo)軌和第二導(dǎo)軌，刻度盤包括第一刻度盤和第二刻度盤。第一導(dǎo)軌與第二導(dǎo)軌通過導(dǎo)軌連接件連接，第一刻度盤與第二刻度盤通過導(dǎo)軌連接件連接，第一定長夾釘與第二定長夾釘分別穿過第一環(huán)形導(dǎo)軌、第二導(dǎo)軌環(huán)形、第一刻度盤和第二刻度盤，并同軸設(shè)置，第一定長夾釘與第二定長夾釘尾部分別設(shè)置固定夾板。有益效果本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)了檢測的自動(dòng)化和簡單化。只需要簡單的安裝，即可以實(shí)現(xiàn)對(duì)鋼包耳軸環(huán)焊縫的自動(dòng)檢測，如果檢測到缺陷信息，還可以直觀的對(duì)缺陷進(jìn)行定位，省去了繁瑣的定位計(jì)算。提高了檢測效率，降低了檢測結(jié)果對(duì)檢測人員經(jīng)驗(yàn)和專業(yè)水平的依賴。本系統(tǒng)對(duì)于煉鋼廠鋼包耳軸的大批量檢測，具有較好的應(yīng)用意義。

圖I為本實(shí)用新型的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；圖2為本實(shí)用新型的環(huán)形導(dǎo)軌裝置圖。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖給出本實(shí)用新型的實(shí)施例，詳細(xì)說明本實(shí)用新型的技術(shù)方案。如圖I所示，本系統(tǒng)包括工控機(jī)(含上位機(jī)軟件)，RS-232串口線，PLC，變頻器，步進(jìn)電機(jī)1，帶指針的掃查臂2，導(dǎo)軌固定裝置3，探頭夾持架4，彈簧5，耦合劑儲(chǔ)槽6，帶楔塊的相控超聲探頭7，相控陣超聲波探傷儀8和以太網(wǎng)線。上位機(jī)軟件包括人機(jī)界面和相控陣超聲波采集及分析軟件。工控機(jī)(含上位機(jī)軟件)的串口通過RS-232串口線與PLC的com 口相連，PLC的I/
O口通過電纜線接變頻器，變頻器通過電纜與步進(jìn)電機(jī)I連接，步進(jìn)電機(jī)I固定安裝在帶指針的掃查臂2上，并通過傳動(dòng)軸與帶指針的掃查臂2的行進(jìn)齒輪連接，帶指針的掃查臂2通過行進(jìn)齒輪安裝在導(dǎo)軌固定裝置3的環(huán)形導(dǎo)軌上，探頭夾持架4固定安裝在帶指針的掃查臂2上，探頭夾持架4夾頭內(nèi)側(cè)與彈簧5 —端連接，并通過夾頭夾持帶楔塊的相控超聲探頭7，彈簧5的另一端與帶楔塊的相控超聲探頭7的末端連接，探頭夾持架4夾頭外側(cè)壁上安裝有耦合劑儲(chǔ)槽6，耦合劑儲(chǔ)槽6通過軟管與探頭楔塊上的耦合劑槽連接，帶楔塊的相控超聲探頭7通過電纜與相控陣超聲波探傷儀8連接，相控陣超聲波探傷儀8通過以太網(wǎng)線與工控機(jī)(含上位機(jī)軟件)連接。如圖2所示，導(dǎo)軌固定裝置3包括定長夾釘，環(huán)形導(dǎo)軌，導(dǎo)軌連接件17，刻度盤和固定夾板16。環(huán)形導(dǎo)軌和刻度盤同軸設(shè)置，定長夾釘包括第一定長夾釘10和第二定長夾釘11，環(huán)形導(dǎo)軌包括第一導(dǎo)軌12和第二導(dǎo)軌13,刻度盤包括第一刻度盤14和第二刻度盤15。第一導(dǎo)軌12與第二導(dǎo)軌13通過導(dǎo)軌連接件連接，第一刻度盤14與第二刻度盤15通過導(dǎo)軌連接件連接，第一定長夾釘10與第二定長夾釘11分別穿過第一導(dǎo)軌12、第一刻度盤14、第二刻度盤15和第二導(dǎo)軌13，并同軸設(shè)置，第一定長夾釘10與第二定長夾釘11尾部分別設(shè)置固定夾板16。本系統(tǒng)的工作原理為試驗(yàn)時(shí)，首先確定耳軸9直徑以選擇合適的導(dǎo)軌固定裝置3，之后將導(dǎo)軌固定裝置3安裝在耳軸9軸體上，記錄刻度盤零度位置作為基準(zhǔn)點(diǎn)。調(diào)整探頭夾持架4，使帶楔塊的相控超聲探頭與檢測面接觸，之后可在工控機(jī)的上位機(jī)軟件中設(shè)置自動(dòng)或手動(dòng)模式，PLC接受上位機(jī)指令通過變頻器控制步進(jìn)電機(jī)工作，步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)帶指針的掃查臂沿環(huán)形導(dǎo)軌移動(dòng)，耦合劑伴隨探頭移動(dòng)通過耦合劑儲(chǔ)槽6自動(dòng)涂抹在檢測面上。檢測到焊縫缺陷時(shí)，記 錄缺陷圖像，同時(shí)記錄帶指針的掃查臂上指針對(duì)應(yīng)的刻度盤刻度。
權(quán)利要求1.鋼包耳軸環(huán)焊縫相控超聲波自動(dòng)檢測定位系統(tǒng)，其特征在于該系統(tǒng)包括工控機(jī)，RS-232串口線，PLC，變頻器，步進(jìn)電機(jī)，帶指針的掃查臂，導(dǎo)軌固定裝置，探頭夾持架，帶楔塊的相控超聲探頭，耦合劑儲(chǔ)槽，相控陣超聲波探傷儀和以太網(wǎng)線； 工控機(jī)的串口通過RS-232串口線與PLC的com 口相連，PLC的I/O 口通過電纜線接變頻器，變頻器通過電纜與步進(jìn)電機(jī)連接，步進(jìn)電機(jī)固定安裝在帶指針的掃查臂上，并通過傳動(dòng)軸與帶指針的掃查臂的行進(jìn)齒輪連接，帶指針的掃查臂通過行進(jìn)齒輪安裝在導(dǎo)軌固定裝置的環(huán)形導(dǎo)軌上，探頭夾持架固定安裝在帶指針的掃查臂上，探頭夾持架夾頭內(nèi)側(cè)與彈簧一端連接，并通過夾頭夾持帶楔塊的相控超聲探頭，彈簧的另一端與帶楔塊的相控超聲探頭的末端連接，探頭夾持架夾頭外側(cè)壁上安裝有耦合劑儲(chǔ)槽，耦合劑儲(chǔ)槽通過軟管與探頭楔塊上的耦合劑槽連接，帶楔塊的相控超聲探頭通過電纜與相控陣超聲波探傷儀連接，相控陣超聲波探傷儀通過以太網(wǎng)線與工控機(jī)連接。
2.鋼包耳軸環(huán)焊縫相控超聲波自動(dòng)檢測定位系統(tǒng)，其特征在于所述的導(dǎo)軌固定裝置包括定長夾釘，環(huán)形導(dǎo)軌，導(dǎo)軌連接件，刻度盤和固定夾板，環(huán)形導(dǎo)軌和刻度盤同軸設(shè)置，定長夾釘包括第一定長夾釘和第二定長夾釘，環(huán)形導(dǎo)軌包括第一導(dǎo)軌和第二導(dǎo)軌，刻度盤包括第一刻度盤和第二刻度盤，第一導(dǎo)軌與第二導(dǎo)軌通過導(dǎo)軌連接件連接，第一刻度盤與第二刻度盤通過導(dǎo)軌連接件連接，第一定長夾釘與第二定長夾釘分別穿過第一環(huán)形導(dǎo)軌、第二導(dǎo)軌環(huán)形、第一刻度盤和第二刻度盤，并同軸設(shè)置，第一定長夾釘與第二定長夾釘尾部分別設(shè)置固定夾板。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種鋼包耳軸環(huán)焊縫相控超聲波自動(dòng)檢測定位系統(tǒng)，本實(shí)用新型將導(dǎo)軌固定裝置安裝在耳軸軸體上，記錄刻度盤零度位置作為基準(zhǔn)點(diǎn)，調(diào)整探頭夾持架，使帶楔塊的相控超聲探頭與檢測面接觸，之后可在工控機(jī)的上位機(jī)軟件中設(shè)置自動(dòng)或手動(dòng)模式，PLC接受上位機(jī)指令通過變頻器控制步進(jìn)電機(jī)工作，步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)帶指針的掃查臂沿環(huán)形導(dǎo)軌移動(dòng)，耦合劑伴隨探頭移動(dòng)通過耦合劑儲(chǔ)槽自動(dòng)涂抹在檢測面上，檢測到焊縫缺陷時(shí)，記錄缺陷圖像，同時(shí)記錄帶指針的掃查臂上指針對(duì)應(yīng)的刻度盤刻度。本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)了鋼包耳軸環(huán)焊縫檢測的圖像化和自動(dòng)化，提高了超聲檢測的準(zhǔn)確性和效率，克服了傳統(tǒng)人工檢測的缺點(diǎn)和不足。
文檔編號(hào)G01N29/26GK202693532SQ20122036082
公開日2013年1月23日 申請(qǐng)日期2012年7月25日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月25日
發(fā)明者王強(qiáng), 胡棟, 肖琨 申請(qǐng)人:中國計(jì)量學(xué)院