[實用新型]用于增材制造零件的水浸超聲自動化檢測系統

有效

• 申請號: 201822263072.1
• 申請日: 2018-12-31
• 公開（公告）號: CN210221904U
• 公開（公告）日: 2020-03-31
• 發明（設計）人: 趙吉賓;趙宇輝;何振豐;王志國;孫長進;孫大偉
• 申請（專利權）人: 中國科學院沈陽自動化研究所
• 主分類號: G01N29/04
• 分類號: G01N29/04;G01N29/22
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 于曉波

本實用新型公開了一種用于增材制造零件的水浸超聲自動化檢測系統，屬于超聲無損檢測技術領域。該檢測系統包括六自由度工業機器人、夾具、水循環裝置、水浸超聲檢測系統和控制系統；待檢測零件通過夾具安裝在六自由度工業機器人的手臂上，通過控制系統實現零件的自動裝夾與換取，通過機器人實現零件的移動與定位；所述水循環裝置包括水槽、水箱、水泵、過濾器和噴嘴，水浸探頭固定安裝在水槽內，噴嘴安裝在水浸探頭上方；所述水浸超聲檢測系統包括水浸探頭和超聲檢測儀器，水浸探頭與超聲檢測儀器相連接。本實用新型超聲水浸檢測在探頭與工件之間填充水層做耦合劑，能夠減小盲區，實現近表面檢測，檢測結果重復性好，易于實現自動化檢測，提高檢測速度。

技術領域

本實用新型涉及超聲無損檢測技術領域，具體涉及一種用于增材制造零件的水浸超聲自動化檢測系統。

背景技術

金屬增材制造技術是一種數字化的“近凈成形”制造技術，可以直接成形任意復雜的三維幾何實體，在大型零件及復雜零件的制造領域具有獨特優勢，廣泛應用于航空航天等領域重要零件的制備。作為航空航天的重要結構件，對其成形質量進行準確地無損檢測與評價尤為重要。

超聲檢測具有穿透能力強、定位準確、檢測深度大、檢測成本低、應用范圍廣、對人及環境無害等優點，廣泛應用用于航空航天、壓力容器、核電等重要結構件的無損檢測，在無損檢測中占有重要的地位。常規超聲檢測通過人手持移動探頭對工件進行檢測，工作量大，檢測效率低，容易產生疲勞，難以保證工件的全面檢測，容易出現漏檢，對于大型及復雜零件的檢測存在局限性。隨著增材制造技術的不斷發展，金屬增材制件在工業上的應用日益普遍，為了響應金屬增材制件的無損檢測需求，滿足大型及復雜增材制件的高效可靠檢測，實現超聲自動化檢測具有重要意義。

實用新型內容

針對增材制造零件無損檢測領域的需求，本實用新型的目的在于提供一種用于增材制造零件的水浸超聲自動化檢測系統，該檢測系統能夠提高超聲檢測效率與檢測精度。

為了實現上述目的，本實用新型采用的技術方案如下：

一種用于增材制造零件的水浸超聲自動化檢測系統，包括六自由度工業機器人、夾具、水循環裝置、水浸超聲檢測系統和控制系統；其中：

待檢測零件通過夾具安裝在六自由度工業機器人的手臂上，通過控制系統實現零件的自動裝夾與換取，通過機器人實現零件的移動與定位；

所述水循環裝置包括水槽、水箱、水泵、過濾器和噴嘴；所述水箱的上表面開口，水槽設于水箱開口處且水槽與水箱相連通；水浸探頭固定安裝在所述水槽內并通過支撐臺支撐，使水浸探頭的頂部伸出水槽的頂端平面；所述噴嘴安裝在水浸探頭上方；所述噴嘴通過管道連接所述水泵，水泵設于水箱內；

所述水浸超聲檢測系統包括水浸探頭和超聲檢測儀器，水浸探頭與超聲檢測儀器相連接。

所述六自由度工業機器人基本參數為：機器人有效負載10公斤，工作半徑1101mm，重復位置精度±0.03mm，自重56kg，機身及手腕均為IP67防護等級。

所述水循環裝置中，通過水泵控制水介質以小于3L/min的流動，保證無氣泡產生且能夠在探頭上方測量位置噴出；所述水箱容積為15升，所述水泵功率 180W，水泵最大流速為60L/min。

所述水循環裝置中，所述水泵的進水口處安裝過濾器，所述過濾器能夠過濾掉20微米以上的顆粒；所述噴嘴通過螺紋連接件與水浸探頭相連接。

所述水浸超聲檢測系統中，水浸探頭為大直徑外殼式，頻率5MHz，晶片直徑19mm。

所述水浸超聲檢測系統中，水浸探頭發射的超聲波經過水層進入零件，由數據采集分析軟件記錄檢測位置，同時自動采集探頭接收反射聲波并保存檢測數據。