一種超聲波檢測設備的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種超聲波檢測設備，包括：超聲波探頭；驅動超聲波探頭在X軸、Y軸、Z軸、A軸和B軸上移動的驅動裝置。本實用新型的優點在于，將超聲波探頭與五軸驅動裝置結合，使超聲波探頭能夠在對準每個測量點的同時，能夠調整超聲波探頭的姿態，從而讓超聲波探頭發射的聲束與被測物體表面的法線重合，實用于多斜率曲面工件的探傷。
【專利說明】一種超聲波檢測設備
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及超聲波探傷領域，具體涉及一種用于超聲波探傷的設備。
【背景技術】
[0002]多斜率曲面工件在機械加工和制造領域中較為常見，例如核反應堆中的第一壁壁板多斜率屏蔽模塊。
[0003]多斜率曲面工件加工較為困難，加工過程中，容易出現內部缺陷。為了保證最終成品的質量，需要對加工好的多斜率曲面工件進行探傷。
[0004]超聲波探傷是一種較為成熟的探傷方法，超聲波探傷利用超聲能透入金屬材料的深處,并由一截面進入另一截面時,在界面邊緣發生反射的特點來檢查零件缺陷。
[0005]要得到準確的超聲波探傷結果，需要保證入射聲束與被測物體表面的法線重合。對于多斜率曲面工件，其表面狀況較為復雜，如何控制超聲波探頭的姿態，使其發射的聲束始終與被測物體表面的法線重合，是當前難以解決的問題。
[0006]現有的超聲波檢測設備無法實現在連續運動中，使超聲波探頭發射的聲束始終與被測物體表面的法線重合。
實用新型內容
[0007]本實用新型的目的即在于克服現有超聲波檢測設備無法實現在連續運動中，使超聲波探頭發射的聲束始終與被測物體表面的法線重合的不足，提供一種超聲波檢測設備。
[0008]本實用新型的目的通過以下技術方案實現:
[0009]一種超聲波檢測設備，包括:超聲波探頭；驅動超聲波探頭在X軸、Y軸、Z軸、A軸和B軸上移動的驅動裝置。
[0010]本實用新型在于將超聲波探頭與五軸驅動裝置結合，使超聲波探頭能夠在對準每個測量點的同時，能夠調整超聲波探頭的姿態，從而讓超聲波探頭發射的聲束與被測物體表面的法線重合，實用于多斜率曲面工件的探傷。
[0011]具體的，驅動裝置首先驅動超聲波探頭在X軸和Y軸上運動，使超聲波探頭移動至測量點的位置；然后，驅動裝置再帶動超聲波探頭在Z軸、A軸和B軸方向上運動，在此過程中，超聲波探頭連接的超聲波探傷儀不斷檢測被測物體的表面反射波幅，當表面反射波幅最大時，即超聲波探頭發射的聲束與被測物體表面的法線重合。
[0012]進一步的，所述驅動裝置包括:X軸運動模塊；設置于X軸運動模塊上的Y軸運動模塊；設置于Y軸運動模塊上的Z軸運動模塊；設置于Z軸運動模塊底部的B軸運動模塊；與B軸運動模塊連接的A軸運動模塊；所述超聲波探頭設置于A軸運動模塊上。
[0013]進一步的，所述X軸運動模塊包括滾珠絲杠X、絲杠螺母X、殼體X、支撐軸承X和伺服電機X ;
[0014]滾珠絲杠X通過支撐軸承X固定于殼體X中，絲杠螺母X與滾珠絲杠X連接，滾珠絲杠X與伺服電機X連接。[0015]進一步的，所述Y軸運動模塊包括滾珠絲杠Y、絲杠螺母Y、殼體Y、支撐軸承Y和伺服電機Y;
[0016]滾珠絲杠Y通過支撐軸承Y固定于殼體Y中，絲杠螺母Y與滾珠絲杠Y連接，滾珠絲杠Y與伺服電機Y連接，殼體Y與所述X軸運動模塊連接。
[0017]進一步的，所述Z軸運動模塊包括滾珠絲杠Z、絲杠螺母Z、殼體Z、支撐軸承Z和伺服電機Z ；
[0018]滾珠絲杠Z通過支撐軸承Z固定于殼體Z中，絲杠螺母Z與滾珠絲杠Z連接，滾珠絲杠Z與伺服電機Z連接，殼體Z與所述Y軸運動模塊連接。
[0019]進一步的，還包括設置于所述驅動裝置下方的水槽。
[0020]設置水槽，使本實用新型能夠采用水作用耦合劑。利用水作為耦合劑，水能夠與被測物體充分接觸，接能量高，盲區小，對提高檢測精度有較大幫助。
[0021]進一步的，所述超聲波探頭為水浸點聚焦探頭。
[0022]綜上所述，本實用新型的優點和有益效果在于:
[0023]1.將超聲波探頭與五軸驅動裝置結合，使超聲波探頭能夠在對準每個測量點的同時，能夠調整超聲波探頭的姿態，從而讓超聲波探頭發射的聲束與被測物體表面的法線重合，實用于多斜率曲面工件的探傷；
[0024]2.設置水槽，使本實用新型能夠采用水作用耦合劑，能減小檢測盲區，提高檢測精度。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0025]為了更清楚地說明本實用新型的實施例，下面將對描述本實用新型實施例中所需要用到的附圖作簡單的說明。顯而易見的，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型中記載的一些實施例，對于本領域的技術人員來講，在不付出創造性勞動的情況下，還可以根據下面的附圖，得到其它附圖。
[0026]圖1為本實用新型的主視圖；
[0027]圖2為本實用新型的左視圖；
[0028]圖3為本實用新型的俯視圖；
[0029]圖4為驅動裝置的原理圖；
[0030]圖5為本實用新型的工作原理圖；
[0031]其中，附圖標記對應的零部件名稱如下:
[0032]1-超聲波探頭，2-驅動裝置，3-水槽，21- X軸運動模塊，22- Y軸運動模塊，23- Z軸運動模塊，24- A軸運動模塊，25- B軸運動模塊，4-超聲波探頭實際位置，5-超聲波探頭對準位置，6-多斜率曲面工件。
【具體實施方式】
[0033]為了使本領域的技術人員更好地理解本實用新型，下面將結合本實用新型實施例中的附圖對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整的描述。顯而易見的，下面所述的實施例僅僅是本實用新型實施例中的一部分，而不是全部。基于本實用新型記載的實施例，本領域技術人員在不付出創造性勞動的情況下得到的其它所有實施例，均在本實用新型保護的范圍內。
[0034]實施例1:
[0035]一種超聲波檢測設備，包括:超聲波探頭；驅動超聲波探頭在X軸、Y軸、Z軸、A軸和B軸上移動的驅動裝置。
[0036]在本實施例中，驅動裝置可以采用如下現有的裝置實現:
[0037]五軸聯動機床，將超聲波探頭夾持在五軸聯動機床的卡盤上，從而實現超聲波探頭在X軸、Y軸、Z軸、A軸和B軸上的運動；
[0038]五自由度機械臂，將超聲波探頭安裝在五自由度機械臂上，從而實現超聲波探頭在X軸、Y軸、Z軸、A軸和B軸上的運動。
[0039]本實施例主要提供一種超聲波探頭與具有五自由度的驅動裝置相結合的設備，以實現讓超聲波探頭發射的聲束與被測物體表面的法線重合的功能。本實施例并不意味著本實用新型中的驅動裝置只能采用五軸聯動機床或五自由度機械臂。
[0040]如圖5所示，本實施例在工作時，超聲波探頭與超聲波探傷儀連接。驅動裝置首先驅動超聲波探頭在X軸和Y軸上運動，使超聲波探頭移動至測量點的位置，此時超聲波探頭的位置處于超聲波探頭實際位置4 ;然后，驅動裝置再帶動超聲波探頭在Z軸、A軸和B軸方向上運動，在此過程中，超聲波探頭連接的超聲波探傷儀不斷檢測多斜率曲面工件6的表面反射波幅，當表面反射波幅最大時，即超聲波探頭發射的聲束與多斜率曲面工件6表面的法線重合，此時超聲波探頭的位置處于超聲波探頭對準位置5。
[0041]實施例2:
[0042]本實施例在實施例1的基礎上，對驅動裝置進行詳細說明。
[0043]由于五軸聯動機床和五自由度機械臂的結構復雜，成本較高，且五軸聯動機床和五自由度機械臂無法很好的適應超聲波探傷的工作環境。因此，在本實施例中，提供一種結構較為簡單，成本較低，且適用于多斜率曲面工件等表面尺寸較大的工件探傷的驅動裝置。
[0044]如圖廣圖4所示，所述驅動裝置2包括:X軸運動模塊21 ;設置于X軸運動模塊21上的Y軸運動模塊22 ;設置于Y軸運動模塊22上的Z軸運動模塊23 ;設置于Z軸運動模塊23底部的B軸運動模塊25 ;與B軸運動模塊25連接的A軸運動模塊24 ;所述超聲波探頭I設置于A軸運動模塊24上。
[0045]X軸運動模塊21驅動超聲波探頭I在X軸方向上運動；
[0046]Y軸運動模塊22驅動超聲波探頭I在Y軸方向上運動；
[0047]Z軸運動模塊23驅動超聲波探頭I垂直運動；
[0048]A軸運動模塊24驅動超聲波探頭I在A軸方向上運動，即繞X軸轉動；
[0049]B軸運動模塊25驅動超聲波探頭I在B軸方向上運動，即繞Y軸轉動。
[0050]實施例3:
[0051]如圖f圖4所示，本實施例在實施例2的基礎上，對驅動裝置2進行詳細說明。
[0052]所述X軸運動模塊包括滾珠絲杠X、絲杠螺母X、殼體X、支撐軸承X和伺服電機X ；滾珠絲杠X通過支撐軸承X固定于殼體X中，絲杠螺母X與滾珠絲杠X連接，滾珠絲杠X與伺服電機X連接。
[0053]所述Y軸運動模塊包括滾珠絲杠Y、絲杠螺母Y、殼體Y、支撐軸承Y和伺服電機Y ；滾珠絲杠Y通過支撐軸承Y固定于殼體Y中，絲杠螺母Y與滾珠絲杠Y連接，滾珠絲杠Y與伺服電機Y連接，殼體Y與絲杠螺母X連接。
[0054]所述Z軸運動模塊包括滾珠絲杠Z、絲杠螺母Z、殼體Z、支撐軸承Z和伺服電機Z ；滾珠絲杠Z通過支撐軸承Z固定于殼體Z中，絲杠螺母Z與滾珠絲杠Z連接，滾珠絲杠Z與伺服電機Z連接，殼體Z與絲杠螺母Y連接。
[0055]伺服電機X驅動滾珠絲杠X轉動，絲杠螺母X在滾珠絲杠X上作直線運動，從而帶動Y軸運動模塊在X軸上作直線運動。
[0056]伺服電機Y驅動滾珠絲杠Y轉動，絲杠螺母Y在滾珠絲杠Y上作直線運動，從而帶動Z軸運動模塊在Y軸上作直線運動。
[0057]伺服電機Z驅動滾珠絲杠Z轉動，絲杠螺母Z在滾珠絲杠Z上作直線運動，從而帶動A軸運動模塊和B軸運動模塊在Z軸上作直線運動。
[0058]B軸運動模塊為錐齒輪驅動結構，采用伺服電機驅動錐齒輪組，從而帶動與B軸運動模塊連接的A軸運動模塊繞Y軸轉動。
[0059]A軸運動模塊為錐齒輪驅動結構，采用伺服電機驅動錐齒輪組，從而帶動與A軸運動模塊連接的超聲波探頭繞X軸轉動。
[0060]實施例4:
[0061]如圖1所示,本實施例在上述任意一種實施例的基礎上,還包括設置于所述驅動裝置下方的水槽3。
[0062]實施例5:
[0063]本實施例在實施例4的基礎上，所述超聲波探頭為水浸點聚焦探頭。
[0064]如上所述，便可較好的實現本實用新型。
【權利要求】
1.一種超聲波檢測設備，其特征在于，包括: 超聲波探頭； 驅動超聲波探頭在X軸、Y軸、Z軸、A軸和B軸上移動的驅動裝置。
2.根據權利要求1所述的一種超聲波檢測設備，其特征在于，所述驅動裝置包括: X軸運動模塊； 設置于X軸運動模塊上的Y軸運動模塊； 設置于Y軸運動模塊上的Z軸運動模塊； 設置于Z軸運動模塊底部的B軸運動模塊； 與B軸運動模塊連接的A軸運動模塊； 所述超聲波探頭設置于A軸運動模塊上。
3.根據權利要求2所述的一種超聲波檢測設備，其特征在于: 所述X軸運動模塊包括滾珠絲杠X、絲杠螺母X、殼體X、支撐軸承X和伺服電機X ； 滾珠絲杠X通過支撐軸承X固定于殼體X中，絲杠螺母X與滾珠絲杠X連接，滾珠絲杠X與伺服電機X連接。
4.根據權利要求2所述的一種超聲波檢測設備，其特征在于: 所述Y軸運動模塊包括滾珠絲杠Y、絲杠螺母Y、殼體Y、支撐軸承Y和伺服電機Y ； 滾珠絲杠Y通過支撐軸承Y固定于殼體Y中，絲杠螺母Y與滾珠絲杠Y連接，滾珠絲杠Y與伺服電機Y連接，殼體Y與所述X軸運動模塊連接。
5.根據權利要求2所述的一種超聲波檢測設備，其特征在于: 所述Z軸運動模塊包括滾珠絲杠Z、絲杠螺母Z、殼體Z、支撐軸承Z和伺服電機Z ； 滾珠絲杠Z通過支撐軸承Z固定于殼體Z中，絲杠螺母Z與滾珠絲杠Z連接，滾珠絲杠Z與伺服電機Z連接，殼體Z與所述Y軸運動模塊連接。
6.根據權利要求2飛中任意一項所述的一種超聲波檢測設備，其特征在于:還包括設置于所述驅動裝置下方的水槽。
7.根據權利要求6所述的一種超聲波檢測設備，其特征在于:所述超聲波探頭為水浸點聚焦探頭。
【文檔編號】G01N29/275GK203490199SQ201320651673
【公開日】2014年3月19日 申請日期:2013年10月22日 優先權日:2013年10月22日
【發明者】柴玉琨, 李書良, 唐月明, 王學權, 任俊波, 劉健, 張科, 王哲, 李寧, 任黎平, 許貴平, 賀劍峰 申請人:中國核動力研究設計院
專業數控銑床產品供應商
20年生產經驗，實力工廠，精工品質，質量有保障
