球扁钢超声波自动探伤装置及探伤方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种球扁钢超声波自动探伤装置及探伤方法。包括机架、球头自动跟踪检测装置、腹板自动跟踪检测装置、探伤小车、轨道、探伤小车驱动装置以及下料架。自动跟踪检测装置安装在机架上，球扁钢放置在探伤小车上，探伤小车驱动装置带动探伤小车及球扁钢沿探伤小车平移轨道做往复平移运动。球头探头水平方向对球扁钢球头平面实时随动，腹板探头垂直方向对球扁钢腹板平面实时随动，球头探头自球头下端向上端自动垂直移动，腹板探头自腹板外端向球头自动水平移动完成球扁钢分区检测，球扁钢沿轨道做往复平移运动实现以上超声波探伤全过程。实现了球扁钢自动超声波探伤，并且探伤准确率与作业效率高，能够满足船舶建造的进度需要。

【技术实现步骤摘要】
球扁钢超声波自动探伤装置及探伤方法
本专利技术涉及无损检测
，尤其涉及一种球扁钢超声波自动探伤装置及探伤方法。
技术介绍
球扁钢是一种主要应用于造船和造桥领域的中型材，其中船用球扁钢是造船用关键性中型材，球扁钢按球头数量分为单头球扁钢和双头球扁钢。近年来随着造船业的迅猛发展，船用球扁钢需求旺盛，一般较大的船只和正规的船舶在设计时主船体大多选用船用球扁钢，采用与相连板材相同厚度与材质的球扁钢作骨材(也称筋骨或龙骨)。目前没有球扁钢自动探伤装置，球扁钢普遍采用人工手探，耦合不稳定极易造成检测灵敏度波动大，进而易形成漏检，从而影响船舶的使用安全；此外人工探伤效率低，进而影响对称球扁钢的产量，从而无法满足船舶建造的进度要求。
技术实现思路
本专利技术提供了一种球扁钢超声波自动探伤装置及探伤方法，实现了球扁钢自动超声波探伤，并且探伤准确率与作业效率高，能够满足船舶建造的进度需要。为了达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案实现：一种球扁钢超声波自动探伤装置，包括机架、球头自动跟踪检测装置、腹板自动跟踪检测装置、探伤小车、轨道、探伤小车驱动装置以及下料架；所述球头自动跟踪检测装置与腹板自动跟踪检测装置安装在机架上，球扁钢放置在探伤小车上，探伤小车驱动装置带动探伤小车及球扁钢沿探伤小车平移轨道做往复平移运动；球头自动跟踪检测装置的球头探头垂直方向与腹板自动跟踪检测装置的腹板探头随动，球头探头自球头下端向上端自动垂直移动，腹板探头自腹板外端向球头自动水平移动，进而完成球扁钢分区检测，同时球扁钢沿轨道做往复平移运动实现以上超声波探伤全过程。所述机架由支撑架、滑轨、球头探头横移架、腹板探头横移架构成；滑轨安装在支撑架顶部，球头探头横移架、腹板探头横移架安装在滑轨上，并沿滑轨做往复平移运动。所述球头自动跟踪监测装置由依次连接的球头探头水平移位气缸、球头探头垂直步进电机、减速机、球头探头垂直升降杆、球头垂直升降杆保护套、连接器、球头探头架、球头探头水平实时随动器、多通道球头探头构成；所述球头探头水平移位气缸的底座铰接在机架的支撑架上，球头探头水平移位气缸的活塞杆铰接在球头探头垂直步进电机尾部，球头探头垂直步进电机与减速机直连，减速机底座安装在球头探头横移架上；所述球头探头水平移位气缸带动多通道球头探头水平移位，球头探头垂直步进电机带动多通道球头探头座垂直移位。所述腹板自动跟踪监测装置由依次连接的腹板垂直升降气缸、腹板垂直随动器、腹板探头垂直升降杆、腹板探头框架、多通道腹板探头构成；所述腹板垂直升降气缸安装在腹板探头横移架上。所述探伤小车包括自上而下依次安装的球扁钢适配架、适配架锁紧机构、箱体、走行轮、探伤小车平移轨道；所述箱体侧面设有平移齿条。所述探伤小车驱动装置包括主动齿轮、主动轮电机、主动轮电机座、电机座锁紧装置，所述主动轮电机安装在电机座上，主动齿轮与主动轮电机直连；所述主动齿轮与探伤小车箱体侧面的平移齿条啮合，主动轮电机带动探伤小车沿小车平移轨道运动。基于球扁钢超声波自动探伤装置的探伤方法，球体检测采用多通道对称球头双向同时扫查，腹板检测采用多通道相互重叠覆盖扫查，具体包括如下步骤：1)在球扁钢腹板布置多通道超声波探头；布置多个纵向扫查的超声波探头其超声波声场有效宽度互相覆盖10～25％，纵向扫查时组成一个宽度为65～70mm的超声波有效检测声束，布置多组横向扫查的超声波探头，其超声波声场有效宽度互相覆盖10～25％，横向扫查时组成一个宽度为65～70mm的超声波有效检测声束。2)在球扁钢球头布置多通道超声波探头；布置多个有效声束宽度互相重叠10～25％的超声波探头组成的35～40mm超声波声束向上扫查球扁钢球头，多个有效宽度互相重叠10～25％的超声波探头组成的35～40mm超声波声束向下扫查球扁钢球头，多个声束有效宽度互相重叠20％的超声波探头负责水平方向扫查球扁钢球头；3)采用多通道相互重叠覆盖对球扁钢腹板进行多次扫查；腹板组合探头先压落到球扁钢起始端部腹板的外端，然后从外端向球头横向移动到距球头圆弧区起点4～6mm处停止，完成球扁钢腹板起始端的端部盲区探伤；腹板组合探头开始第一次纵向移动，多个纵向扫查双晶直探头组成的65～70mm的超声波有效检测束开始扫查球扁钢腹板的1/3腹板宽度，当探头运行到球扁钢尾部时停止，然后探头开始横向向球扁钢腹板板端横移1/3腹板宽度，完成球扁钢尾部2/3腹板宽度的端部盲区扫查；然后组合探头开始第二次纵向移动(反向)实现球扁钢腹板中心1/3腹板宽度的超声探伤，当探头运行到球扁钢起始端时，探头停止运行，探头横向移动到球扁钢腹板板端2～4mm处停止；然后探头开始第三次纵向扫查，完成球扁钢腹板剩余的1/3腹板宽度探伤，探头运行到球扁钢尾部时探头停止运行；最后探头开始横向向球扁钢球头运行至距球头圆弧区起点4～6mm处停止，完成球扁钢尾端盲区的超声波探伤；同时球扁钢及探伤小车在主动轮电机的带动下沿平移轨道往复移动多次，完成全部球扁钢腹板的检测；4)采用多通道双向同时对球扁钢球头进行多次扫查，同时球扁钢及探伤小车沿平移轨道往复移动多次；球头组合超声波探头对球扁钢球头的扫查动作与腹板检测动作一致，即先扫查球头起始端盲区，再进行三次纵向扫查和尾部最后横移的盲区扫查来完成全部的球头超声波探伤；球头探伤过程中两组向上和向下的超声探头同时对球头进行两个方向的检测，有利于发现不同方向的缺陷；同时球扁钢及探伤小车在主动轮电机的带动下沿平移轨道往复移动多次，完成全部球扁钢球头的检测。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：1)首次开发出球扁钢超声波自动探伤装置，实现球扁钢超声波自动探伤，实现在线自动检测，提高了劳动生产率；2)探伤过程中检测稳定性好，探伤过程中灵敏度波动≤2dB,漏报警率为零，误报警率≤3％；3)球扁钢球头超声波无间隔覆盖区域≥80％球头横截面积，球扁钢腹板超声波无间隔覆盖区域≥90％腹板横截面积。附图说明图1是本专利技术所述装置的结构示意图；图2是本专利技术球扁钢球头组合探头图；图3是本专利技术球扁钢球头第一次扫查区域图；图4是本专利技术球扁钢球头第二次扫查区域图；图5是本专利技术球扁钢球头第三次扫查区域图；图6是本专利技术腹板组合探头图；图7是本专利技术腹板组合探头三次扫查区域图；图8是本专利技术腹板两端部盲区扫查区域图。图中：1-机架2-球头自动跟踪监测装置3-腹板自动跟踪监测装置4-探伤小车5-探伤小车平移轨道6-探伤小车驱动装置7-下料架8-支撑架9-滑轨10-球头探头横移架11-腹板探头横移架12-球头探头水平位移气缸13-球头探头垂直步进电机14-减速机15-球头探头垂直升降杆16-球头垂直升降杆保护套17-连接器18-球头探头架19-多通道球头探头20-腹板垂直升降气缸21-腹板垂直随动器22-腹板探头垂直升降杆23-腹板探头框架24-多通道腹板探头25-球扁钢适配架26-适配架锁紧机构27-箱体28-走行轮29-球头探头框架30-平移齿条31-主动齿轮32-主动轮电机33-主动轮电机座34-电机锁紧装置35-球头36-腹板37-球扁钢38-蜗轮蜗杆机构39-球头探头水平实时随动器40-连接架41-球头1号位探头42-球头2号位探头43-球头球头3号位探头44-球头4号位探头45-球头5号位探头46-球头6号本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种球扁钢超声波自动探伤装置，其特征在于，包括机架、球头自动跟踪检测装置、腹板自动跟踪检测装置、探伤小车、轨道、探伤小车驱动装置以及下料架；所述球头自动跟踪监测装置与腹板自动跟踪检测装置安装在机架上，球扁钢放置在探伤小车上，探伤小车驱动装置带动探伤小车及球扁钢沿探伤小车平移轨道做往复直线运动；球头自动跟踪检测装置的球头探头对球扁钢球头平面水平方向自动跟踪随动，腹板探头对球扁钢腹板垂直方向自动跟踪随动，球头探头自球头下端向上端自动垂直移动，腹板探头自腹板外端向球头自动水平移动，进而完成球扁钢分区检测，同时球扁钢沿轨道做往复直线运动实现以上超声波探伤全过程。

【技术特征摘要】
1.一种球扁钢超声波自动探伤装置，其特征在于，包括机架、球头自动跟踪检测装置、腹板自动跟踪检测装置、探伤小车、轨道、探伤小车驱动装置以及下料架；所述球头自动跟踪监测装置与腹板自动跟踪检测装置安装在机架上，球扁钢放置在探伤小车上，探伤小车驱动装置带动探伤小车及球扁钢沿探伤小车平移轨道做往复直线运动；球头自动跟踪检测装置的球头探头对球扁钢球头平面水平方向自动跟踪随动，腹板探头对球扁钢腹板垂直方向自动跟踪随动，球头探头自球头下端向上端自动垂直移动，腹板探头自腹板外端向球头自动水平移动，进而完成球扁钢分区检测，同时球扁钢沿轨道做往复直线运动实现以上超声波探伤全过程。2.根据权利要求1所述的一种球扁钢超声波自动探伤装置，其特征在于，所述机架由支撑架、滑轨、球头探头横移架、腹板探头横移架构成；滑轨安装在支撑架顶部，球头探头横移架、腹板探头横移架安装在滑轨上，并沿滑轨做往复平移运动。3.根据权利要求1或2所述的一种球扁钢超声波自动探伤装置，其特征在于，所述球头自动跟踪检测装置由依次连接的球头探头水平移位气缸、球头探头垂直步进电机、减速机、球头探头垂直升降杆、球头垂直升降杆保护套、连接器、球头探头架、球头探头水平实时随动器、多通道球头探头构成；所述球头探头水平移位气缸的底座铰接在机架的支撑架上，球头探头水平移位气缸的活塞杆铰接在球头探头垂直步进电机尾部，球头探头垂直步进电机与减速机直连，减速机底座安装在球头探头横移架上；所述球头探头水平移位气缸带动多通道球头探头水平移位，球头探头垂直步进电机带动多通道球头探头座垂直移位。4.根据权利要求1或2所述的一种球扁钢超声波自动探伤装置，其特征在于，所述腹板自动跟踪监测装置由依次连接的腹板垂直升降气缸、腹板垂直随动器、腹板探头垂直升降杆、腹板探头框架、多通道腹板探头构成；所述腹板垂直升降气缸安装在腹板探头横移架上。5.根据权利要求1所述的一种球扁钢超声波自动探伤装置，其特征在于，所述探伤小车包括自上而下依次安装的球扁钢适配架、适配架锁紧机构、箱体、走行轮、探伤小车平移轨道；所述箱体侧面设有平移齿条。6.根据权利要求1或5所述的一种球扁钢超声波自动探伤装置，其特征在于，所述探伤小车驱动装置包括主动齿轮、主动轮电机、主动轮电机座、电机座锁紧装置，所述主动轮电机安装在电机座上，主动齿轮与主动轮电机直连；所述主动齿...

【专利技术属性】
技术研发人员：马东，丁宁，王伟，刘洪刚，雷成凯，张巍，李勇，王久鹏，
申请(专利权)人：鞍钢股份有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁,21