一種焊接轉(zhuǎn)子相控陣超聲波無損檢測夾具的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于檢測機器人領(lǐng)域，特別是一種焊接轉(zhuǎn)子相控陣超聲波無損檢測夾具。
【背景技術(shù)】
[0002]轉(zhuǎn)子是汽輪機的核心部件，其結(jié)構(gòu)形式很多，如整鍛轉(zhuǎn)子、套裝轉(zhuǎn)子、焊接轉(zhuǎn)子和組合轉(zhuǎn)子等。與常規(guī)火電機組汽輪機轉(zhuǎn)子相比，核電站汽輪機轉(zhuǎn)子體積和重量都大，加工精度要求高，一般均采用焊接轉(zhuǎn)子。
[0003]為保證焊接轉(zhuǎn)子的質(zhì)量，在制過程中、制備完成后、在役過程中均需要進行焊縫的相控陣超聲波檢測，相控陣探頭和楔塊較大，并且需要在焊縫不同位置，采用不同的楔塊進行檢測。特別是在制備完成后及在役過程中，由于轉(zhuǎn)子裝有葉片，作業(yè)空間變得極其狹小。
[0004]目前，針對相控陣超聲檢測已經(jīng)具有成熟的夾具和檢測系統(tǒng)，但由于焊接轉(zhuǎn)子應(yīng)用場合的特殊情況，現(xiàn)有方案都無法在焊接轉(zhuǎn)子上進行使用。
[0005]如專利申請?zhí)枮?01010248503.2，申請日期為2010年8月14日，名為“焊縫超聲檢測掃查裝置”的實用新型專利；以及申請?zhí)枮?01310685223.1，申請日期為2013年12月13日，名為“厚壁接管焊縫超聲檢測裝置”，這兩個方案均可以夾持超聲探頭進行檢測，但兩個方案均沒有設(shè)計定位裝置，在焊接轉(zhuǎn)子的檢測中，不能固定掃查的位置，使整個掃查數(shù)據(jù)不可靠；其次兩套方案均無驅(qū)動機構(gòu)，不能在工件上進行自動檢查。基于以上兩點，兩個方案不能應(yīng)用于焊接轉(zhuǎn)子場合。
[0006]又如專利申請?zhí)枮?01210192602.2，申請日期為2012年6月12日，名為“焊縫智能跟蹤超聲檢測機器人及其軟件分析系統(tǒng)”的實用新型專利，該實用新型介紹了一種根據(jù)視覺傳感器和測厚超聲探頭進行定位的超聲檢測機器人，由于焊接轉(zhuǎn)子焊縫被加工后，無法通過視覺傳感器進行識別，并且焊接轉(zhuǎn)子厚度固定不變，所以視覺和測厚的方法無法在焊接轉(zhuǎn)子的檢測中進行使用，不適合焊接轉(zhuǎn)子場合的使用。
【實用新型內(nèi)容】
[0007]為了克服【背景技術(shù)】中沒有定位、驅(qū)動裝置的缺陷以及利用視覺和測厚方法檢測焊接轉(zhuǎn)子焊縫的不足，本實用新型特提出一種新型的焊接轉(zhuǎn)子相控陣超聲波無損檢測夾具。
[0008]本實用新型所述的一種焊接轉(zhuǎn)子相控陣超聲波無損檢測夾具，所述夾具包括吸附式移動平臺(I)、定位系統(tǒng)(2)及可驅(qū)動夾具(3);所述的吸附式移動平臺I吸附在焊接轉(zhuǎn)子4表面，并可沿焊接轉(zhuǎn)子4圓周方向自由滑動；所述的定位系統(tǒng)(2)固定在吸附式移動平臺
(I)上，并與焊接轉(zhuǎn)子(4)兩邊側(cè)壁面接觸，實現(xiàn)軸向定位；所述的可驅(qū)動夾具(3)固定在吸附式移動平臺(I)上，并夾持相控陣檢測楔塊(5)，使其與焊接轉(zhuǎn)子(4)表面接觸進行檢測。
[0009]進一步的，所述吸附式移動平臺(I)包括支撐架(6)、滾動輪(7)、滑塊(8)、磁鐵(9 )及旋轉(zhuǎn)編碼器(10 );滾動輪(7 )與滑塊(8 )分別固定在支撐架(6 )底部，工作時與焊接轉(zhuǎn)子(4)表面接觸，使吸附式移動平臺(I)可沿焊接轉(zhuǎn)子(4)圓周方向運動；磁鐵(9)固定在支撐架(6)底部并與焊接轉(zhuǎn)子(4)保持一定的距離，使吸附式移動平臺(I)吸附在焊接轉(zhuǎn)子(4)表面，所述距離為1~5_;旋轉(zhuǎn)編碼器(10)與滾動輪(7)連接，檢測滾動輪(7)的旋轉(zhuǎn)圈數(shù)，根據(jù)旋轉(zhuǎn)圈數(shù)計算并得出吸附式移動平臺(I)與焊接轉(zhuǎn)子(4)的相對位置。
[0010]進一步的，所述定位系統(tǒng)(2)包括固定支撐桿(11)、彈性支撐桿(12)、軸套(13)、直線軸承(14)、固定環(huán)(15)、滾珠(16)、壓縮彈簧(17)及手柄(18);軸套(13)、固定環(huán)(15)及直線軸承(14)固定在吸附式移動平臺(I)的支撐架(6)上，軸套(13)和固定環(huán)(15)同軸安裝，直線軸承(14)與軸套(13)平行安裝；固定支撐桿(11)安裝在軸套(13)和固定環(huán)
(15)內(nèi)，固定支撐桿(11)可沿軸套(13)軸向滑動，以調(diào)節(jié)定位距離；固定環(huán)(15)可在任意位置鎖緊固定支撐桿(11)以阻止其滑動，鎖緊方式包括抱緊、螺絲頂緊等；滾珠(16)安裝在固定支撐桿(11)與彈性支撐桿(12)的末端，工作中與焊接轉(zhuǎn)子(4)的兩邊側(cè)壁接觸并相對其滾動；壓縮彈簧(17)安裝在直線軸承(14)與彈性支撐桿(12)之間，以使彈性支撐桿(12)末端的滾珠(16)頂緊兩邊側(cè)壁，從而實現(xiàn)軸向定位。
[0011]進一步的，所述可驅(qū)動夾具(3)包括固定底座(19)、橫向滑動架(20)、豎直滑動架
(21)、楔塊夾持架(22 )、驅(qū)動電機(23 )、滑動機構(gòu)(24)、傳動機構(gòu)(25 )、導(dǎo)向機構(gòu)(26 )和壓縮彈簧(27);固定底座(19)安裝在吸附式移動平臺(I)的支撐架(6)上；滑動機構(gòu)(24)安裝在橫向滑動架(20)與固定底座(19)之間，使橫向滑動架(20)可以與固定底座(19)相對滑動；驅(qū)動電機(23 )安裝在橫向滑動架(20 )上，傳動機構(gòu)(25 )連接驅(qū)動電機(23 )輸出軸和固定底座(19 )，通過驅(qū)動電機(23 )和傳動機構(gòu)(25 )的作用實現(xiàn)橫向滑動架(20 )和固定底座(19)的相對橫向滑動；導(dǎo)向機構(gòu)(26)連接橫向滑動架(20)和豎直滑動架(21)，使兩者可以相對上下滑動；楔塊保持架(22)通過鉸接結(jié)構(gòu)與豎直滑動架(21)連接，并可與其相對轉(zhuǎn)動；壓縮彈簧(27)安裝在橫向滑動架(20)和豎直滑動架(21)之間；楔塊夾持架(22)夾持楔塊，通過壓縮彈簧(27)的作用使相控陣檢測楔塊(5)壓緊焊接轉(zhuǎn)子(4)表面，通過豎直滑動架(21)與楔塊夾持架(22)之間的轉(zhuǎn)動自由度使楔塊與焊接轉(zhuǎn)子表面相互貼合，通過驅(qū)動電機的驅(qū)動使楔塊實現(xiàn)橫向不同位置的檢測。
[0012]進一步的，所述滑動機構(gòu)(24)為滑軌滑塊或?qū)е鶎?dǎo)套。
[0013]本實用新型所述的焊接轉(zhuǎn)子相控陣超聲波無損檢測夾具，其特點在于:
[0014]所述的焊接轉(zhuǎn)子相控陣超聲波無損檢測夾具，其作用為裝夾相控陣超聲波無損檢測楔塊和探頭，并依靠夾具末端的旋轉(zhuǎn)自由度和彈簧彈力使楔塊自動適應(yīng)焊接轉(zhuǎn)子表面角度，并與其緊密貼合；
[0015]所述的焊接轉(zhuǎn)子相控陣超聲波無損檢測夾具，可通過驅(qū)動電機和傳動機構(gòu)實現(xiàn)楔塊的橫向移動，使楔塊對焊接轉(zhuǎn)子表面不同位置進行檢測。
[0016]所述的焊接轉(zhuǎn)子相控陣超聲波無損檢測夾具，可在定位系統(tǒng)作用下實現(xiàn)與焊接轉(zhuǎn)子之間的軸向定位，從而使楔塊可以準(zhǔn)確地對準(zhǔn)焊縫。
【附圖說明】
[0017]圖1本實用新型設(shè)計的焊接轉(zhuǎn)子相控陣超聲波無損檢測夾具正視圖。
[0018]其中，I是吸附式移動平臺，2是定位系統(tǒng)，3是可驅(qū)動夾具，4是焊接轉(zhuǎn)子，5是相控陣檢測楔塊
[0019]圖2本實用新型設(shè)計的焊接轉(zhuǎn)子相控陣超聲波無損檢測夾具俯視圖。
[0020]其中，I是吸附式移動平臺，2是定位系統(tǒng)，3是可驅(qū)動夾具，4是焊接轉(zhuǎn)子
[0021]圖3本實用新型設(shè)計的吸附式移動平臺。
[0022]其中，6是支撐架，7是滾動輪，8是滑塊，9是磁鐵，10是旋轉(zhuǎn)編碼器
[0023]圖4本實用新型設(shè)計的定位系統(tǒng)。
[0024]其中，11是固定支撐桿，12是彈性支撐桿，13是軸套，14是直線軸承，15是固定環(huán)，16是滾珠，17是壓縮彈簧，18是手柄
[0025]圖5本實用新型設(shè)計的可驅(qū)動夾具正視圖。
[0026]其中，19是固定底座，20是橫向滑動架，21是豎直滑動架，22是楔塊夾持架，23是驅(qū)動電機，24是滑動機構(gòu)，25是傳動機構(gòu)，26是導(dǎo)向機構(gòu)，27是壓縮彈簧
[0027]圖6本實用新型設(shè)計的可驅(qū)動夾具側(cè)視圖。
[0028]其中，19是固定底座，20是橫向滑動架，21是豎直滑動架，22是楔塊夾持架，23是驅(qū)動電機，24是滑動機構(gòu)，25是傳動機構(gòu)，26是導(dǎo)向機構(gòu)，27是壓縮彈簧。
【具體實施方式】
[0029]下面結(jié)合附圖進一步詳細描述本實用新型。
[0030]如圖1、圖2所示，焊接轉(zhuǎn)子相控陣超聲波無損檢測夾具由吸附式移動平臺1、定位系統(tǒng)2和可驅(qū)動夾