厚壁复合材料壳体水耦合超声波自动探伤装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种厚壁复合材料壳体水耦合超声波自动探伤装置，由机械扫查系统、自动控制系统两大部分组成，所述机械扫查系统，包括两个床头箱、横梁、内外探头组、平台、壳体支撑轮、直线导轨、限位挡轮、旋转机构；所述自动控制系统，包括作为控制主机的工控机、探伤仪器系统、水控制及水处理单元、数控系统、非数控电动驱动单元等。本实用新型专利技术为全自动无损探伤，适用于各种复合材料的厚壁圆筒类(带封头或不带封头)，具有自动化程度高，操作方便，省时省力的优点。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种探伤设备，具体地说是一种用于厚壁复合材料壳体的探伤设备。
技术介绍
大型复合材料壳体，常用于航空航天等领域。对于薄壁且形状简单的大型复合材料壳体而言，可以用干耦合双探头方法解决，如，专利ZL201020019660. I和ZL201020115590.X，而对于厚壁(50mm以上)带封头、结构复杂的复合材料壳体，其探伤一直是个重大难题。传统探伤的方法是使用一台探伤仪器(配有两个探头)。工作时，手持探头，在材料表面移动，由人眼在探伤仪器的屏幕上通过波形或数字来判断工件的缺陷，探伤报告由人工制作。故此，对操作者的技术水平要求较高，劳动强度大，效率低，对缺陷定位不准，容易产生漏探，探伤的结果常常因人而异，随意性较大。
技术实现思路
本技术的目的在于，克服传统探伤技术之不足，提供一种能够适用不同尺寸厚壁复合材料壳体的全自动无损探伤设备，探查准确、操作简便、快捷。本技术是这样实现的该自动探伤设备，由机械扫查系统和自动控制系统两大部分组成。所述机械扫查系统，包括两个床头箱I、横梁4、内外探头组、平台8、支撑轮6、直线导轨7、限位挡轮9、旋转机构。I)床头箱I :内装内探头的驱动电动机及传动机构、减速机，也是横梁4的安装支座。内探头的驱动电动机及减速机构，通过I 2个传动杆，将2 4个坐标的运动传输到探头，每个传动杆完成两个坐标的运动一一个直线运动、一个旋转运动或两个旋转运动。2)横梁4 :由左右两个半截横梁组成，各自安装在床头箱I上；左右两个半截横梁4分别从壳体3的一侧端口穿入，会合后用锥形榫卯对接；横梁4始端的顶部沿轴线处有一长槽；横梁4中装有探头组件及运动传输杆；每个半截横梁又分为2 3段，段间通过榫卯加螺钉连接；各段横梁相互拼接，形成阶梯型结构；在横梁4的两侧设有移动轨道15 ；3)内探头组；共有多个内探头，分成两组，分别安装在两个半截横梁4上；每组探头中有一个封头段内探头11和两个直筒段内探头13，封头段内探头11可以沿壳体3轴向作直线运动、沿壳体径向作直线运动、沿封头弧线作旋转运动以及本身收进横梁腔内的旋转运动；直筒段内探头13分别沿壳体作轴向的直线运动及本身收进横梁腔内的旋转运动。直筒段内探头杆，其长度为可调或可换的。4)外探头组共有多个外探头，分别被安装在能沿各自直线导轨移动的溜板上，可沿壳体3外表面轴向移动；外探头安装在外探头杆上；外探头带有喷水装置，通过一定高度的水柱和壳体表面耦合；封头段外探头10可以沿轴向直线运动、沿径向直线运动、沿封头弧线做旋转运动；外探头始终和内探头处于被检壳体的法线方向；直筒段外探头12沿轴向做直线运动。外探头杆，为螺纹式调节长度杆。所有外探头的驱动电动机及减速机构，均安装在平台8下方。5)平台8 :是支撑壳体3的构件；平台8上安装着两排双坐标移动的支撑轮6 ;床头箱I、外探头及喷水组件都安装在平台8上；6)支撑轮6 :每侧的支撑轮均安装在可沿壳体3直径和长度方向移动的溜板上，壳体3 —侧安装主动轮，另一侧安装从动轮，主动轮按数控系统的指令可独立驱动壳体3转动；7)直线导轨7 :由导轨4. 6和滑块4. 7组成；8)限位挡轮9 :用于限制壳体轴向串动的限位挡轮9，安装在可沿两个坐标移动的轮架上；9)旋转机构安装在平台上的旋转机构，由伺服电动机、减速器和上述6)中的主动轮、从动轮组成；10)探头架和探头由直筒段探头一包括直筒段内、外探头和封头段探头一包括封头段内、外探头组成。该机械扫查系统，其所有探头及其安装杆可以自动收拢以便进出封头小孔，自动展开以便进行探伤。内探头浸没在水中，所有外探头均为自动喷水探头。该装置，通过三个坐标的运动，外探头始终和内探头处于被检位置法线方向，以获得准确的检测结果。该机械扫查系统的支撑轮6和限位挡轮9，轮子的主体为钢质，外表面覆盖柔性材质。所述自动控制系统，包括下述几个部分I)控制主机7. 6，它是一台工控机；2)探伤仪器系统，它包括探伤仪器及数据处理板7. 3、内探头9和外探头11 ；3)数控系统，包括数控主机7. 15、驱动器7. 13及电动机7. 14 ；4)水控制及水处理单元7. 8，包括外探头喷水压力的调节装置和壳体3内的定量充水，水循环、加压和过滤装置；5)非数控电动驱动单元7. 9，除数控系统以外的开关量和模拟量的控制都包括在其中；6)位置读入板7. 7，系一块多通道的计数板。该自动控制系统，数控主机选择三套西门子802D SL，每套带六个坐标的驱动，三套同时可驱动18个坐标(轴)的运动；控制系统之数控系统使用电动机34个，驱动器18个，18个驱动器分时段驱动34个电动机。本技术的有益效果是I、适用于各种厚壁圆筒类(带封头或不带封头)复合材料的全自动无损探伤。2、自动化程度高，操作方便，省时省力；除壳体吊装外，其他动作均由程序自动完成。3、数控系统采用多套组合设计，维修性极好。4、探伤仪器采用通用工控机+标准超声探伤信号处理板，结构紧凑，可靠性高，维修性好。5、机械驱动系统采用数控系统开环或闭环控制，位置及速度控制精度极高。以下结合附图和实施例对本技术做进一步说明附图说明图I为本实施例探伤装置的整体结构方框图图2为本实施例机械扫查系统的结构示意图图3-1是本实施例床头箱结构的主视图，图3-2是本实施例床头箱结构的侧视图图图4是本实施例直筒段探头架组件结构图图5是本实施例封头段探头架组件结构图图6是图2中横梁4的结构图7是控制系统的结构框图图中，I是床头箱，2是封头段内探头架，3是待检测的厚壁复合材料壳体，4是横梁，5是直筒段内探头架，6是支撑轮，7是直线导轨，8是平台，9是限位挡轮，10是封头段外探头，11是封头段内探头，12是直筒段外探头，13是直筒段内探头，14是水，15是移动轨道；3. I是床头箱直线导轨，3. 2是床头箱滑块，3. 3是横梁固定装置，3. 4代表几台传动电动机和减速器，3. 5是床头箱升降机构；4. I是移动导轨，4. 2是滚轮，4. 3是探头架控制杆，4. 4是内长度调节杆，4. 5是长度调节杆，4. 6是导轨，4. 7是直线导轨上的滑块；5. I是齿轮，5. 2移动轨道，5. 3探头控制杆，5. 4是齿轮箱，5. 5是齿条，5. 6内支点，5. 7内斜杆，5. 8是外斜杆，5. 9是可绕外支点，5. 10外直杆，5. 11可滑动的滑块，5. 12直线导轨；6. I和6. 2分别是半截横梁；7. 2,7. 5,7. 10,7. 11是计算机外设，7. 3是探伤仪器和数据处理板，7. 6是工控计算机，7. 7是位置读入板,7. 8是水控制及水处理单元,7. 9是非数控电动驱动单元,7. 4是配电系统，7. 13是18台伺服驱动器，7. 14伺服电动机，7. 15是数控系统主机，7. 16是保护系统，7. 17是便携式操作盒，7. 18状态切换开关。具体实施方式图I为本实施例之探伤装置的整体结构方框图。该探伤装置由机械扫查系统和自动控制系统两大部分组成。机械扫查系统是按照厚壁复合材料壳体水耦合超声波自动探伤的特殊需设计的一套机械装置，它的作用一是支撑并按控制系统的指令旋转被探伤的壳体3 ;二是根据控制系统的指令，驱动探头完成对给定壳体需探伤表面的扫查。自动控本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：冯严波，
申请(专利权)人：西安丁奇电力电子有限公司，
类型：实用新型
国别省市：