專利名稱：用于鋼管生產(chǎn)線無損檢測過程中的缺陷位置標識裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無損檢測領(lǐng)域，具體涉及一種用于確定被檢工件上缺陷位置的標識裝置，應用于鋼管無損檢測缺陷位置自動標識系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
無損檢測是在不破壞或損傷被檢測工件的前提下，測定和評價工件內(nèi)外部物理和力學性能及材料的完備狀態(tài)。作為現(xiàn)代工業(yè)質(zhì)量保證體系中的主要技術(shù)之一，無損檢測系統(tǒng)是保證產(chǎn)品質(zhì)量和設(shè)備安全運行的一個重要保證，已被廣泛應用于現(xiàn)代工業(yè)的各個領(lǐng)域，如鋼絲繩、鋼管、壓力容器的無損檢測等。
現(xiàn)代無損檢測不僅要探測缺陷的有無，而且還要給出缺陷的位置等信息。以利于后道工序處理，如果僅僅給出缺陷的有無，而沒有缺陷具體的位置信息，那么檢測結(jié)果的價值將大打折扣。(舒曉平，無損檢測準確度保證方法探討，現(xiàn)代計量通訊，2006 (4)，34)。所以，如何標定缺陷位置與測量缺陷的有無，兩者具有同樣的重要性，是整個無損檢測工作所面臨的重要課題之一。
從檢測工藝上看，缺陷位置標識是緊接著缺陷檢測的工藝步驟，處于生產(chǎn)線的精整區(qū)域尾部，尤其是對于鋼管生產(chǎn)線而言，這一工藝步驟是整個鋼管生產(chǎn)線中附加值最高的工藝之一。目前只有國外少數(shù)幾家企業(yè)具備此類生產(chǎn)系統(tǒng)的開發(fā)能力，如美國的 hfoSight公司和TELESIS公司、丹麥的MAGNEMAG公司及意大利的IMS S. r. .1公司等。國內(nèi)大部分的鋼管廠仍采用手工方式進行標識工作。(王海東，基于分布式控制的鋼管檢測與標識系統(tǒng)，機電工程，2007 (3)，32)。但是國外此類設(shè)備的價格非常高，昂貴的關(guān)鍵部件價格更使得設(shè)備維護成本居高不下。因此，研究開發(fā)缺陷的在線適時檢測裝置，具有廣泛的應用市場，很高的實用價值，經(jīng)濟價值與社會效益。
傳統(tǒng)方法的落后性與進口設(shè)備的高成本性造成了明顯的矛盾。國內(nèi)現(xiàn)有的一些檢測缺陷位置標識裝置，有的以磁流變液體為介質(zhì)，成本很高；還有以油漆噴槍為基體改造的。噴頭及控制器部分是噴標系統(tǒng)最關(guān)鍵的部件。噴頭在噴標控制器的控制下，由涂料系統(tǒng)、氣路系統(tǒng)、清洗系統(tǒng)的共同作用下，完成噴標任務。在檢測過程中發(fā)現(xiàn)缺陷，檢測系統(tǒng)就會通知噴標裝置動作，激發(fā)出涂料于預定位置。(李世國，無縫管超聲波探傷噴標控制的研究與設(shè)計，機電工程技術(shù)，2010(1)，24)。此裝置結(jié)構(gòu)相對復雜，如圖10所示。此噴標裝置最大的缺陷是涂料容易凝結(jié)在噴頭上，及涂料所經(jīng)過的通路上，造成標識工作不穩(wěn)定，清理通路麻煩。因此維護性差，成本高，操作不便，可靠性低。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供用于鋼管生產(chǎn)線無損檢測過程中的缺陷位置標識裝置，在機械撞擊力的作用下每次噴出等量的涂料至缺陷位置，確保每次的標識面積恒定，提高了標識精度。
用于鋼管生產(chǎn)線無損檢測過程中的缺陷位置標識裝置，其特征在于，包括運料輪、棘輪、直線驅(qū)動機構(gòu)、履帶、涂料瓶、齒槽條、動擠壓塊和靜擠壓塊，運料輪上等距開設(shè)有齒槽，涂料瓶通過履帶依次相連后搭放在運料輪齒槽內(nèi)，驅(qū)動機構(gòu)通過齒槽條連接動擠壓塊， 齒槽條還連接棘輪，棘輪又與運料輪通過中心軸相接，靜擠壓塊與動擠壓塊位置相對應，兩擠壓塊之間的空間用于填放涂料瓶，驅(qū)動機構(gòu)通過齒槽條帶動動擠壓塊前移，動擠壓塊與靜擠壓塊配合擠壓涂料瓶，涂料瓶的瓶蓋被壓出完成缺陷位置標識；驅(qū)動機構(gòu)回位，齒槽條帶動棘輪轉(zhuǎn)動，棘輪又帶動送料輪轉(zhuǎn)動，涂料瓶從當前所在齒槽移動至下一個齒槽，最靠近動擠壓塊的涂料瓶落入動、靜擠壓塊之間以備用。
進一步地，還包括在所述送料輪的齒槽上方設(shè)有防反彈旋轉(zhuǎn)輪。
進一步地，還包括在所述送料輪上設(shè)置的定位機構(gòu)。
進一步地，所述定位機構(gòu)包括前端位于所處齒槽、后端連接彈簧的定位銷。
進一步地，還包括靠近所述送料輪設(shè)置的用于導向履帶的導向板。
進一步地，所述驅(qū)動機構(gòu)采用氣缸驅(qū)動機構(gòu)。
本發(fā)明的技術(shù)效果體現(xiàn)在以下幾個方面
本發(fā)明提供的用于確定被檢工件上缺陷位置的標識裝置，是以將噴涂料預先分成等量單元為原理基礎(chǔ)的。在此基礎(chǔ)上，把涂料單元封裝入具有良好彈性的塑料瓶中，再以特殊方式連接成具有一定精度的柔性履帶7。這樣可在機械撞擊力的作用下，每次噴出等量的涂料至缺陷位置，可以確保每次的標識面積恒定，大大提高了標識精度，提升生產(chǎn)效率。裝置結(jié)構(gòu)簡單，相比于同類功能的檢測裝置，體積小，重量輕，精度高，操作方便，成本低，可靠性高，便于維護。


圖1為缺陷位置標識裝置的整體平面圖2為棘輪實現(xiàn)單向運動的立體結(jié)構(gòu)示意圖
圖3為防反彈旋轉(zhuǎn)輪的作用原理示意圖4為缺陷位置標識裝置的立體結(jié)構(gòu)圖5為精定位銷裝置結(jié)構(gòu)圖6為涂料瓶結(jié)構(gòu)圖7為履帶示意圖8為驅(qū)動力傳遞路線圖9為系統(tǒng)控制框圖10為現(xiàn)有噴標器工作過程示意圖。
具體實施方式
下面結(jié)合附圖和實例對本發(fā)明作進一步詳細的說明。
圖1和圖4分別給出本發(fā)明用于鋼管生產(chǎn)線無損檢測過程中缺陷位置的標識裝置的整體平面圖和立體結(jié)構(gòu)圖。
箱體1作為支撐基礎(chǔ)，導向板2，防反彈旋轉(zhuǎn)輪4，定位銷5，氣缸9，動擠壓塊12，靜擠壓塊14，軸承16等都安裝于箱體上。
為防止履帶7在從箱體1外進入齒槽的過程中產(chǎn)生積壓纏繞等現(xiàn)象，在入口處設(shè)置導向板2，這樣可使得履帶7穩(wěn)定運行。
為使驅(qū)動齒槽條12帶動運料輪3運動。設(shè)置中心軸15，軸承16，壓緊套輪17，軸套18等零部件，將棘輪19和運輪3連接成一體，形成動力通路。
圖8給出本發(fā)明缺陷位置標識裝置的驅(qū)動力傳遞路線圖。當前道工序的檢測系統(tǒng)檢測到缺陷信號以后，發(fā)出驅(qū)動信號給氣動閥門開啟，給氣缸9提供動力源。氣缸9向右?guī)油茥U10、連接體11、驅(qū)動齒槽條12向右端移動。動擠壓塊12與靜擠壓塊14配合擠壓涂料瓶，涂料瓶的瓶蓋被壓出完成缺陷位置標識。
圖2給出本發(fā)明缺陷位置標識裝置的棘輪實現(xiàn)單向運動的立體結(jié)構(gòu)示意圖。棘輪 19與運料輪3通過中心軸相接，棘輪19連接齒槽條12。驅(qū)動齒槽條12雖然和棘輪19接觸，但因為棘輪的具有單向轉(zhuǎn)動特性。所以，此時棘輪不帶動中心軸15和分度輪3—起轉(zhuǎn)動。也即棘輪19此時把氣動齒槽條12的運動和分度輪3的運動隔離開來。僅僅帶動動擠壓塊13撞擊靜擠壓塊14，導致位于兩者之間的涂料瓶8發(fā)生劇烈變形，以至于被壓扁，由此在瓶內(nèi)快速產(chǎn)生壓力，迫使其內(nèi)的涂料沖破瓶口封蠟，噴到鋼管表面，由此在缺陷位置處留下標記。
當一個噴標動作完成后，信號控制系統(tǒng)再發(fā)一個信號給氣動閥門，使其反向供氣， 這樣氣缸9回退，帶動推桿10，連接體11，驅(qū)動齒槽條12向左端移動。驅(qū)動齒槽條12使得棘輪19順時針旋轉(zhuǎn)，由于棘輪的單向運動特性，棘輪19將帶動中心軸15及分度輪3順時針旋轉(zhuǎn)。分度輪3上的齒槽撥動涂料瓶8移動，涂料瓶由于被履帶連接成一體，這樣拖動其它的處于同一履帶上的涂料瓶一起運動。只要保證氣缸9的直線運動距離L等同于分度輪 3轉(zhuǎn)動一個齒槽的弧長，那么氣缸9每一次往復運動，即可實現(xiàn)已經(jīng)被使用過的涂料瓶被移出動擠壓塊13和靜擠壓塊14之間，而后一個未被使用過的涂料瓶被輸運至動擠壓塊13 和靜擠壓塊14之間，等待下一個缺陷信號的到來，進入下一次工作循環(huán)。
每做完一個缺陷位置標識，就要補償一個未經(jīng)使用的涂料瓶。履帶7的作用就是將多個涂料瓶8連接成一體，以實現(xiàn)無人值守的自動化標識工作。
圖3給出本發(fā)明缺陷位置標識裝置的防反彈旋轉(zhuǎn)輪的作用原理示意圖。由于涂料瓶8與分度輪3的齒槽的接觸面積有限，且為弧面接觸，在分度輪3轉(zhuǎn)動時，其齒槽面對涂料瓶的作用力將導致涂料瓶8向遠離分度輪軸線的方向浮起，出現(xiàn)分度輪3不能帶動涂料瓶8—起轉(zhuǎn)動的結(jié)果。為了防止這種情況的出現(xiàn)，布置適當數(shù)量的防反彈旋轉(zhuǎn)輪4。
為實現(xiàn)上述噴標效果，本裝置各部件在位置具有以下數(shù)學關(guān)系
A = R+Imm (1)
其中
A為反彈旋轉(zhuǎn)輪4與分度輪3的齒槽面之間的距離；
R涂料瓶8的半徑；
B = C (2)
其中
B為驅(qū)動齒槽條兩齒中心距離；
C為分度輪外圓周上兩凹槽中心點之間的弧長；
F = k*s < P*N
其中
F為可使壓緊彈簧6發(fā)生長度為s壓縮變形時所需的力
k為壓縮彈簧6的彈性系數(shù)
s為壓縮彈簧6的壓縮位移
P為氣缸9產(chǎn)生的驅(qū)動力
N為氣缸9產(chǎn)生的驅(qū)動力折算到分度輪3上的能量衰減系數(shù)
圖5給出本發(fā)明缺陷位置標識裝置的精定位銷裝置結(jié)構(gòu)圖?？紤]到各種零部件制造與安裝誤差，以及累計誤差，為防止出現(xiàn)累計誤差導致的涂料瓶8落在動擠壓塊13和靜擠壓塊14之外，設(shè)置定位銷5。這樣每次輸運動作產(chǎn)生微小的誤差，可由定位銷5準確卡入分度輪3的齒槽而消除。定位銷5的圓形頭面與齒槽弧面相接觸，在齒槽轉(zhuǎn)動力的驅(qū)動下后退；當分度輪3停止時，由定位銷5后側(cè)的壓緊彈簧6自動壓入齒槽。
圖6給出本發(fā)明缺陷位置標識裝置的涂料瓶結(jié)構(gòu)圖。圖7給出本發(fā)明缺陷位置標識裝置的履帶示意圖。圖9給出本發(fā)明缺陷位置標識裝置的系統(tǒng)控制框圖。
圖9給出本發(fā)明缺陷位置標識裝置的系統(tǒng)控制框圖。動力源M提供高壓氣體，以驅(qū)動氣缸運動。當檢測系統(tǒng)23在被測工件25上發(fā)現(xiàn)缺陷，發(fā)出信號給控制系統(tǒng)22，控制系統(tǒng)向信號控制器21發(fā)出動作指令，驅(qū)動換向閥20動作，動力源M的高壓氣體驅(qū)動氣缸前進，當氣缸9的推桿10運行極限位置時，換向閥反向，使得氣缸9帶動推桿10回退。完成一個動作循環(huán)。工件在驅(qū)動輪26上以滾動摩擦方式移動，減小摩擦力。
本發(fā)明不僅僅局限于上述具體的實施方式，本領(lǐng)域一般技術(shù)人員根據(jù)實施例和附圖公開的內(nèi)容，可以采用其他多種具體實施方式
實施本發(fā)明，因此，凡是采用本發(fā)明的設(shè)計結(jié)構(gòu)和思路，做一些簡單的變化或更改的設(shè)計，都落入本發(fā)明保護的范圍。權(quán)利要求
1.用于鋼管生產(chǎn)線無損檢測過程中的缺陷位置標識裝置，其特征在于，包括運料輪、棘輪、直線驅(qū)動機構(gòu)、履帶、涂料瓶、齒槽條、動擠壓塊和靜擠壓塊，運料輪上等距開設(shè)有齒槽， 涂料瓶通過履帶依次相連后搭放在運料輪齒槽內(nèi)，驅(qū)動機構(gòu)通過齒槽條連接動擠壓塊，齒槽條還連接棘輪，棘輪又與運料輪通過中心軸相接，靜擠壓塊與動擠壓塊位置相對應，兩擠壓塊之間的空間用于填放涂料瓶，驅(qū)動機構(gòu)通過齒槽條帶動動擠壓塊前移，動擠壓塊與靜擠壓塊配合擠壓涂料瓶，涂料瓶的瓶蓋被壓出完成缺陷位置標識；驅(qū)動機構(gòu)回位，齒槽條帶動棘輪轉(zhuǎn)動，棘輪又帶動送料輪轉(zhuǎn)動，涂料瓶從當前所在齒槽移動至下一個齒槽，最靠近動擠壓塊的涂料瓶落入動、靜擠壓塊之間以備用。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的缺陷位置標識裝置，其特征在于，還包括在所述送料輪的齒槽上方設(shè)有防反彈旋轉(zhuǎn)輪。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的缺陷位置標識裝置，其特征在于，還包括在所述送料輪上設(shè)置的定位機構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的缺陷位置標識裝置，其特征在于，所述定位機構(gòu)包括前端位于所處齒槽、后端連接彈簧的定位銷。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的缺陷位置標識裝置，其特征在于，還包括靠近所述送料輪設(shè)置的用于導向履帶的導向板。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的缺陷位置標識裝置，其特征在于，所述驅(qū)動機構(gòu)采用氣缸驅(qū)動機構(gòu)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種用于鋼管生產(chǎn)線無損檢測過程中的缺陷位置標識裝置，包括運料輪，運料輪上等距開設(shè)有齒槽，涂料瓶通過履帶相連后搭放在運料輪齒槽內(nèi)，驅(qū)動機構(gòu)通過齒槽條連接動擠壓塊，齒槽條連接棘輪，棘輪與運料輪通過中心軸相接，靜擠壓塊與動擠壓塊位置相對應，驅(qū)動機構(gòu)通過齒槽條帶動動擠壓塊前移，動擠壓塊與靜擠壓塊配合擠壓涂料瓶，涂料瓶的瓶蓋被壓出完成缺陷位置標識；驅(qū)動機構(gòu)回位，齒槽條帶動棘輪轉(zhuǎn)動，棘輪又帶動送料輪轉(zhuǎn)動，涂料瓶從當前所在齒槽移動至下一個齒槽，最靠近動擠壓塊的涂料瓶落入動、靜擠壓塊之間以備用。本發(fā)明以將噴涂料預先分成等量單元為原理基礎(chǔ)，每次噴出等量的涂料至缺陷位置，提高了標識精度和生產(chǎn)效率。
文檔編號G01N33/00GK102507866SQ20111032440
公開日2012年6月20日 申請日期2011年10月24日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月24日
發(fā)明者康宜華, 陳艷婷 申請人:華中科技大學