[實用新型]超聲波自動檢測系統

有效

• 申請號: 201220632438.8
• 申請日: 2012-11-26
• 公開（公告）號: CN202974951U
• 公開（公告）日: 2013-06-05
• 發明（設計）人: 薛興;李寶強;鐘慶華;陳偉康
• 申請（專利權）人: 桂林電子科技大學
• 主分類號: G01N29/04
• 分類號: G01N29/04;G01N29/22
• 代理公司: 桂林市持衡專利商標事務所有限公司 45107
• 代理人: 歐陽波

技術領域

本實用新型涉及自動超聲檢測技術領域，特別涉及一種控制超聲波探頭三自由度運動的超聲波自動檢測系統。

背景技術

超聲檢測是無損檢測領域中重要檢測方法之一。從超聲回波的位置和波形即可得到材料內部缺陷的位置和缺陷的性質等信息。目前，超聲波無損探傷廣泛地應用于鍛件、鑄件和焊接件的質量檢測。

但目前超聲檢測基本上還是手工操作進行超聲波探傷。工人手持探頭架在浸入水中的工件上來回移動，并翻動工件，以對工件全表面實行掃描探傷。這種探傷方式勞動強度高，效率低，易出安全事故。而且由于探頭移動掃描速度不均勻，不可避免存在誤檢、漏檢，探傷質量較差。

實用新型內容

本實用新型的目的在于提供了一種超聲波自動檢測系統，其超聲波探頭安裝于可三自由度移動的探頭調節裝置上，探頭移動調節方便。

本實用新型設計的超聲波自動檢測系統包括工作臺、水箱、超聲波探傷卡和超聲波探頭，工作臺安裝于水箱內，工件固定于工作臺上，超聲波探傷卡連接超聲波探頭，探傷卡向探頭發送超聲波脈沖并接收探頭得到的回波信號。超聲波探頭安裝于探頭夾持器上，探頭夾持器安裝于工作臺上方。本實用新型還設計有包括相互垂直的X軸導軌、Y軸導軌和縱桿導軌以及X軸滑塊、Y軸滑塊和縱桿滑塊的探頭調節裝置。所述水箱上方固定有2根相互平行的X軸導軌，Y軸導軌兩端各固裝一個X軸滑塊，X軸滑塊與X軸導軌相配合、嵌于X軸導軌上，Y軸導軌與X軸垂直，X軸伺服電機驅動連接其中一個X軸滑塊，X軸伺服電機驅動X軸滑塊、X軸滑塊和Y軸導軌在X軸導軌上移動；縱桿導軌與X軸、Y軸導軌的平面垂直，縱桿導軌上端固裝有一個Y軸滑塊，Y軸滑塊與Y軸導軌相配合、嵌于Y軸導軌上，Y軸伺服電機與Y軸滑塊驅動連接，驅動Y軸滑塊帶動縱桿導軌在Y軸導軌上移動；探頭夾持器上固裝縱桿滑塊，縱桿滑塊與縱桿導軌相配合、嵌于縱桿導軌上，縱桿伺服電機與縱桿滑塊驅動連接，驅動縱桿滑塊帶動探頭夾持器在縱桿導軌上移動。

計算機連接超聲波探傷卡和同步控制電路，同步控制電路連接X軸伺服電機控制電路、Y軸伺服電機控制電路和縱桿伺服電機控制電路。計算機控制各伺服電機、控制探頭夾持器的三自由度運動。超聲波探傷卡可安裝于計算機內。

所述探頭調節裝置的各伺服電機分別經絲杠和絲杠螺母與各滑塊連接。X軸絲杠與X軸導軌平行，X軸螺母套在X軸絲杠上，X軸螺母與X軸滑塊固定連接，X軸伺服電機經聯軸器與X軸絲杠連接，X軸伺服電機驅動X軸絲杠轉動，X軸螺母直線運動，帶動X軸滑塊在X軸導軌上移動。Y軸絲杠與Y軸導軌平行，Y軸螺母套在Y軸絲杠上，Y軸螺母與Y軸滑塊固定連接，Y軸伺服電機經聯軸器與Y軸絲杠連接?？v桿絲杠與縱桿導軌平行，縱桿螺母套在縱桿絲杠上，縱桿螺母與縱桿滑塊固定連接，縱桿伺服電機經聯軸器與縱桿絲杠連接。Y軸伺服電機、縱桿伺服電機的驅動情況與X軸伺服電機相似。

所述探頭調節裝置X軸伺服電機、Y軸伺服電機和縱桿伺服電機，由于運行中產生嚴重的電磁噪聲干擾，影響超聲檢測系統的正常工作，所以X軸伺服電機、Y軸伺服電機和縱桿伺服電機安裝有電磁屏蔽罩，屏蔽電磁噪聲向外輻射。

所述探頭調節裝置的X軸導軌、Y軸導軌和縱桿導軌分別在超聲波探頭行程的極限位置上安裝有限位開關或限位器，限位開關或限位器的信號線與計算機相連接；并在計算機上配有限位程序，雙重保險，防止超聲探頭與水箱碰撞。

縱桿滑塊連接可調節的探頭導桿，手動調節探頭導桿的長度以增加豎直方向的行程，探頭導桿下方經球形萬向節連接探頭夾持器，探頭夾持器可以實現各方向轉動。

所述工作臺為旋轉工作臺，工作臺安裝在豎直的旋轉軸上，旋轉軸下端可轉動地穿過水箱底與電機相連接，旋轉軸與水箱底之間密封，旋轉電機安裝于水箱底下方。旋轉軸上端處于水箱內、固定工作臺。當焊縫為環形時，可將超聲探頭固定，利用旋轉工作臺帶動工件旋轉實現超聲檢測。計算機所接的同步控制電路連接旋轉電機控制電路。工作臺上固定三爪卡盤，便于工件的夾裝。三爪卡盤也可拆卸更換為其他夾具，便于不同類型的工件裝夾。

與現有技術相比，本實用新型超聲波自動檢測系統的優點為：1、計算機控制三臺伺服電機驅動超聲波探頭在三維空間移動定位，迅速準確方便；2、旋轉工作臺帶動工件旋轉，便于環形焊縫工件的超聲檢測。3、排除了人為因素的干擾，重復性較高，可以在惡劣環境下工作；4、計算機定位控制，結合超聲波探傷卡先進的數據采集與處理技術，檢測結果自動處理，缺陷自動識別，缺陷尺寸的測量更加準確，實現超聲波檢測的自動化、數字化、智能化和圖像化，提高檢測的可靠性和效率；5、適合自動化生產線使用、性價比高。