一種用于超聲相控陣快速檢測平板對接焊焊縫的行走裝置制造方法
【專利摘要】一種用于超聲相控陣快速檢測平板對接焊焊縫的行走裝置，它涉及一種檢測平板對接焊焊縫的行走裝置，以解決現有的手動操作實現平板對接焊焊縫的缺陷檢測，存在檢測結果不穩(wěn)定、檢測效率低和檢測成本高的問題，它包括小車、聲透鏡、聲透鏡夾具、編碼器和編碼輪，底盤的下表面上安裝有四個車輪，聲透鏡通過聲透鏡夾具安裝在第一開口處，聲透鏡的下表面的中部加工有半圓弧形凹槽，聲透鏡的上表面的一端加工有貫通半圓弧形凹槽的注水通孔，聲透鏡的另一端加工有貫通半圓弧形凹槽的出水通孔，底盤的上表面上安裝有編碼器，編碼輪安裝在編碼器的軸上，編碼輪位于第二開口內。本發(fā)明用于超聲相控陣探頭焊縫的檢測。
【專利說明】一種用于超聲相控陣快速檢測平板對接焊焊縫的行走裝置
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種檢測平板對接焊焊縫的行走裝置，具體涉及一種用于超聲相控陣檢測焊縫的行走裝置，屬于平板對接焊接結構質量檢測【技術領域】。
【背景技術】
[0002]攪拌摩擦焊(簡稱FSW)已在列車車廂、船舶等結構中獲得廣泛應用，并被越來越多地應用于長直薄板對接焊接。超聲相控陣技術可以對其實現快速C掃描檢測，因而被廣泛用于FSW平板對接焊縫的缺陷檢測。
[0003]然而在工程現場對焊縫實際檢測中由于多采用人工手動操作，檢測結果不穩(wěn)定；并且在對長直FSW焊縫檢測時，人工檢測效率較低；人工手動檢測需要用油進行耦合，大大提高了檢測成本。這些都不利于超聲相控陣檢測技術在對長直焊縫的檢測應用。為此，需要一種能夠搭載相控陣探頭的機械行走裝置。
【發(fā)明內容】
[0004]本發(fā)明為解決現有的手動操作實現平板對接焊焊縫的缺陷檢測，存在檢測結果不穩(wěn)定、檢測效率低和檢測成本高的問題，進而提供一種用于超聲相控陣快速檢測平板對接焊焊縫的行走裝置。
[0005]本發(fā)明為解決上述問題采取的技術方案是:本發(fā)明的一種用于超聲相控陣快速檢測平板對接焊焊縫的行走裝置包括小車、聲透鏡、聲透鏡夾具、編碼器和編碼輪，所述編碼輪為橡膠編碼輪，所述小車包括底盤和四個車輪，底盤上安裝有四個車輪，底盤上加工有第一開口和第二開口，所述聲透鏡為長方體形聲透鏡，第一開口為長方體形開口，聲透鏡通過聲透鏡夾具安裝在第一開口處，且聲透鏡與聲透鏡夾具二者密封連接，聲透鏡的下表面的中部加工有半圓弧形凹槽，半圓弧形凹槽的長度方向與小車的行走方向相垂直，聲透鏡的上表面的一端加工有貫通半圓弧形凹槽的注水通孔，聲透鏡的另一端加工有貫通半圓弧形凹槽的出水通孔，聲透鏡的上表面上固定有超聲相控陣探頭，底盤的上表面上安裝有編碼器，編碼輪安裝在編碼器的軸上，編碼輪位于第二開口內，且編碼輪的下端面與底盤的下表面齊平。
[0006]本發(fā)明的有益效果是:1、本發(fā)明整體尺寸較小，底盤較低，行走運動時較為穩(wěn)定，適用于絕大多數平板對接焊焊縫的檢測。可以大大提高實際焊縫的檢測效率及檢測準確性。
[0007]2、本發(fā)明行走裝置對于聲透鏡夾持穩(wěn)定，靈活。
[0008]3、編碼輪為橡膠材質，可以增大摩擦，也可以實現在多種材料表面及不同表面狀態(tài)的材料能穩(wěn)定轉動，返回穩(wěn)定準確的位置信息，用以同檢測圖像進行同步，獲得理想的檢測圖像信息。檢測靈敏度為0.1?2.0mm/p。
[0009]4、本發(fā)明用于同工件進行水耦合的聲透鏡來實現超聲檢測，聲透鏡設置有半圓弧形凹槽來實現超聲聲束的幾何聚焦，采用噴水耦合，省去了采用手工檢測時用油后清理的費用，檢測成本得到降低，聲透鏡兩側各加工有注水通孔和出水通孔，實現良好的耦合。
[0010]5、本發(fā)明提供的應用于長直薄板FSW焊縫的超聲相控陣檢測的行走裝置，保證了C掃描時探頭與工件間距的穩(wěn)定從而保證檢測深度的穩(wěn)定，檢測時只需推動小車按照指定路徑行走并在聲透鏡與工件間注水耦合即可獲得理想的檢測圖像，可以提高C掃描檢測的效率和檢測過程的穩(wěn)定性，檢測效率可以達到0.8-1.2m/min ;本發(fā)明能實現裝載超聲相控陣探頭對攪拌摩擦焊對接焊縫進行C掃描。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0011]圖1是本發(fā)明的立體結構示意圖。
【具體實施方式】
[0012]【具體實施方式】一:結合圖1說明本實施方式，本實施方式的一種用于超聲相控陣快速檢測平板對接焊焊縫的行走裝置包括小車1、聲透鏡2、聲透鏡夾具3、編碼器4和編碼輪5，所述編碼輪5為橡膠編碼輪，所述小車I包括底盤1-1和四個車輪1-2，底盤1-1上安裝有四個車輪1-2，底盤1-1上加工有第一開口 1-3和第二開口 1-4，所述聲透鏡2為長方體形聲透鏡，第一開口 1-3為長方體形開口，聲透鏡2通過聲透鏡夾具3安裝在第一開口 1-3處，且聲透鏡2與聲透鏡夾具3 二者密封連接，聲透鏡2的下表面的中部加工有半圓弧形凹槽，半圓弧形凹槽的長度方向與小車I的行走方向相垂直，聲透鏡2的上表面的一端加工有貫通半圓弧形凹槽的注水通孔2-1，聲透鏡2的另一端加工有貫通半圓弧形凹槽的出水通孔2-2，聲透鏡2的上表面上固定有超聲相控陣探頭6，底盤1-1的上表面上安裝有編碼器4，編碼輪5安裝在編碼器4的軸上，編碼輪5位于第二開口 1-4內，且編碼輪5的下端面與底盤1-1的下表面齊平。
[0013]本實施方式的小車車輪采用普通小號軸承，并用合適尺寸的螺釘將其直接固定于
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[0014]本實施方式的超聲相控陣探頭米用奧林巴斯生產的型號為5L64-A2和10L64-A2探頭，探頭為64晶片陣列的相控陣探頭，頻率不限，5MHz和IOMHz均可。編碼器采用歐姆龍的型號為E6A2-CW3E的編碼器，并與上位機通過電纜相連接，探頭所處的位置信息通過編碼器的編碼值進行確定，并通過芯電纜與上位機相連接，小車在行走時編碼輪通過與工件表面摩擦而旋轉從而返回編碼值。
[0015]本實施方式的聲透鏡可以選用物理聚焦聲透鏡和非聚焦聲透鏡。本實施方式注水時水泵選用優(yōu)選用小功率水泵。使用時，聲透鏡的下表面與底盤的下表面具有一定的高度差，底盤的下表面與平板工件的上表面接觸貼靠。
[0016]【具體實施方式】二:結合圖1說明本實施方式，本實施方式所述編碼器4為增量式兩相光電編碼器。如此設置，轉速控制在500p/r以上，從而可以保證lm/min的檢測效率。其它與【具體實施方式】一相同。
[0017]【具體實施方式】三:結合圖1說明本實施方式，本實施方式所述聲透鏡2為聚焦聲透鏡。如此設置，聚焦效果好，滿足超聲相控陣探頭檢測的需要。其它與【具體實施方式】一或二相同。
[0018]【具體實施方式】四:結合圖1說明本實施方式，本實施方式所述聲透鏡2的材質為環(huán)氧樹脂或有機玻璃。如此設置，如此設置，能有效地提高探傷靈敏度即提高被探區(qū)域聲壓。其它與【具體實施方式】三相同。
[0019]【具體實施方式】五:結合圖1說明本實施方式，本實施方式所述底盤1-1為鋁合金底盤。如此設置，采用鋁合金材質，質量較輕，易于攜帶，有利于室外作業(yè)。其它與【具體實施方式】一或二相同。
[0020]【具體實施方式】六:結合圖1說明本實施方式，本實施方式所述聲透鏡夾具3包括兩個長立板3-1、兩個短立板3-2、兩個凸耳3-3和兩個螺栓3-4,兩個長立板3_1固定在第一開口 1-3的長邊的邊緣，兩個凸耳3-3分別固定在底盤1-1上靠近第一開口 1-3的短邊處，兩個短立板3-2置于第一開口 1-3的短邊的邊緣，每個凸耳3-3上旋擰有一個螺栓3-4，螺栓3-4的頭部頂靠在短立板3-2上，聲透鏡2通過旋擰在兩個凸耳3-3上的兩個螺栓3_4夾裝在兩個長立板3-1和兩個短立板3-2圍成的框架內。如此設置，可以在一定范圍內調節(jié)超聲相控陣探頭距離檢測工件的高度，滿足實際檢測的需要，能很好地實現裝夾聲透鏡和固定超聲相控陣探頭，便于編碼器采集超聲相控陣探頭位置信息，并將編碼信息返回至上位機，上位機將探頭采集的檢測圖像和位置信息進行同步輸出C掃描檢測圖像。其它與【具體實施方式】一、二或四相同。
[0021]【具體實施方式】七:結合圖1說明本實施方式，本實施方式所述裝置還包括編碼夾具7，所述編碼夾具7包括夾板7-1和兩個立板7-2，兩個立板7-2并列安裝在底盤1_1的上表面上，兩個立板7-2之間安裝有能轉動的夾板7-1，編碼器4通過夾板7-2安裝在底盤1-1上。如此設置，能有效地保證編碼器穩(wěn)定牢靠的固定在底盤上，保證了編碼器采集超聲相控陣探頭位置信息。其它與【具體實施方式】六相同。
[0022]【具體實施方式】八:結合圖1說明本實施方式，本實施方式所述裝置還包括毛氈8，與聲透鏡2貼靠的兩個長立板3-1和兩個短立板3-2的板面上分別粘貼有毛氈8。如此設置，為了在注水口注水后防止水從聲透鏡側邊緣流過溢出。其它與【具體實施方式】六相同。
[0023]工作過程
[0024]小車行走時，編碼輪帶動編碼器旋轉并將編碼值返回到上位機，同時超聲相控陣探頭將該位置檢測信息返回上位計算機，計算機將數據進行同步并輸出C掃檢測圖像。
[0025]檢測的同時，采用較低功率水泵將水從注水通孔注入聲透鏡中，用開關控制好水流的流速，使小車行走時聲透鏡剛好和平板工件耦合良好，水從出水通孔流出。
【權利要求】
1.一種用于超聲相控陣快速檢測平板對接焊焊縫的行走裝置，其特征在于:所述行走裝置包括小車(I)、聲透鏡(2)、聲透鏡夾具(3)、編碼器(4)和編碼輪(5)，所述編碼輪(5)為橡膠編碼輪，所述小車(I)包括底盤(1-1)和四個車輪(1-2)，底盤(1-1)上安裝有四個車輪(1-2)，底盤(1-1)上加工有第一開口( 1-3)和第二開口( 1-4)，所述聲透鏡(2)為長方體形聲透鏡，第一開口( 1-3)為長方體形開口，聲透鏡(2)通過聲透鏡夾具(3)安裝在第一開口(1-3)處，且聲透鏡(2)與聲透鏡夾具(3) 二者密封連接，聲透鏡(2)的下表面的中部加工有半圓弧形凹槽，半圓弧形凹槽的長度方向與小車(I)的行走方向相垂直，聲透鏡(2)的上表面的一端加工有貫通半圓弧形凹槽的注水通孔(2-1)，聲透鏡(2)的另一端加工有貫通半圓弧形凹槽的出水通孔(2-2)，聲透鏡(2)的上表面上固定有超聲相控陣探頭(6)，底盤(1-1)的上表面上安裝有編碼器(4 )，編碼輪(5 )安裝在編碼器(4 )的軸上，編碼輪(5 )位于第二開口(1-4)內，且編碼輪(5)的下端面與底盤(1-1)的下表面齊平。
2.根據權利要求1所述的一種用于超聲相控陣快速檢測平板對接焊焊縫的行走裝置，其特征在于:所述編碼器(4)為增量式兩相光電編碼器。
3.根據權利要求1或2所述的一種用于超聲相控陣快速檢測平板對接焊焊縫的行走裝置，其特征在于:所述聲透鏡(2)為聚焦聲透鏡。
4.根據權利要求3所述的一種用于超聲相控陣快速檢測平板對接焊焊縫的行走裝置，其特征在于:所述聲透鏡(2)的材質為環(huán)氧樹脂或有機玻璃。
5.根據權利要求1或2所述的一種用于超聲相控陣快速檢測平板對接焊焊縫的行走裝置，其特征在于:所述底盤(1-1)為鋁合金底盤。
6.根據權利要求1、2或4所述的一種用于超聲相控陣快速檢測平板對接焊焊縫的行走裝置，其特征在于:所述聲透鏡夾具(3)包括兩個長立板(3-1)、兩個短立板(3-2)、兩個凸耳(3-3)和兩個螺栓(3-4)，兩個長立板(3-1)固定在第一開口(1-3)的長邊的邊緣，兩個凸耳(3-3)分別固定在底盤(1-1)上靠近第一開口( 1-3)的短邊處，兩個短立板(3-2)置于第一開口(1-3)的短邊的邊緣，每個凸耳(3-3)上旋擰有一個螺栓(3-4)，螺栓(3-4)的頭部頂靠在短立板(3-2 )上，聲透鏡(2 )通過旋擰在兩個凸耳(3-3 )上的兩個螺栓(3-4 )夾裝在兩個長立板(3-1)和兩個短立板(3-2)圍成的框架內。
7.根據權利要求6所述的一種用于超聲相控陣快速檢測平板對接焊焊縫的行走裝置，其特征在于:所述裝置還包括編碼夾具(7 )，所述編碼夾具(7 )包括夾板(7-1)和兩個立板(7-2)，兩個立板(7-2)并列安裝在底盤(1-1)的上表面上，兩個立板(7-2)之間安裝有能轉動的夾板(7-1)，編碼器(4)通過夾板(7-2)安裝在底盤(1-1)上。
8.根據權利要求6所述的一種用于超聲相控陣快速檢測平板對接焊焊縫的行走裝置，其特征在于:所述裝置還包括毛氈(8)，與聲透鏡(2)貼靠的兩個長立板(3-1)和兩個短立板(3-2)的板面上分別粘貼有毛氈(8)。
【文檔編號】G01N29/265GK103439416SQ201310409680
【公開日】2013年12月11日 申請日期:2013年9月11日 優(yōu)先權日:2013年9月11日
【發(fā)明者】剛鐵, 王常璽, 于朋, 王龍 申請人:哈爾濱工業(yè)大學