立式超声喷水穿透自动检测系统的介绍

立式超声喷水穿透自动检测系统

将回转体工件（对称或非对称）竖直放在水平的转台上，将二个探头放在Π形探杆上，在Π形探杆的二个前端头，安装放置二个超声波探头，一个发射超声波，一个接收超声波，将两个探头分别放置在回转体工件的内外两侧，驱动Π形探杆和探头一起上下沿回转体母线方向扫查运动一次，转台转动一个微小步距，循环往复，直到完成整个工件的扫查。（如果是规则回转体，也可以实现螺旋扫查）

为实现以上功能，我们采用探头实现X、Y、Z、A四维运动，工件放在转台上实现C 向的旋转运动。机械运动系统包括：X、Y、Z三维探头扫查单元、Π形探杆A轴调整单元（A轴）、工件支撑转台单元（C轴），实现探头整体X/Y/Z三维运动和探头间距与角度的自动调整，

该检测系统由超声检测系统、超声探头机械运动系统、产品支撑及旋转运动系統、水循环及水过滤系统、计算机系统、机械扫描运动控制系统和软件系统组成，能够实现复合材料非回转体异形工件的喷水穿透检测，形成A扫描、C扫描检测结果（检测模式可按照要求设计），能够实现φ8mm分层和脱粘缺陷的检出，设备实物照片如下：对于回转体工件是不规则近似椭圆形桶形，且回转体工件的母线是斜线，与垂线形成一个夹角。要实现母线的扫查，必须要求探头的运动方向与母线平行，为此，将Z轴放在转台A轴上，由A轴的转台控制夹角的大小，转台每次转动小角度后，探头沿Z轴的升降运动始终与母线平行。而且，探头的位置可在长轴（X轴）和短轴（Y轴）二个方向上调整，以保证探头和工件表面相互垂直，之后，开始扫查运动，如此往复，直到完成整个工件的扫查。

设备三视图如下：

主视图：

左视图：

俯视图：

(1) 超声检测系统

在此次的投标设备中，我们选用美国OLYMPUS公司生产的EPOCH1000型超声探伤仪，作为本套系统的超声波发射/接收单元，该仪器具有发射功率高、频带范围宽、检测灵敏度高等特点，非常适合对复合材料工件的超声检测。

其主要技术参数如下：

发射电压：50V～475V

激励电压波形：可调方波脉冲，脉冲宽度范围为25 ns～5000ns

频带范围：0.2MHz～26.5MHz

增益调节范围：0～110dB

检测模式：反射法/ 穿透法

(2) 超声探头机械运动系统

三维自动扫查单元用于实现探头的X/Y/Z三个方向的自动扫查运动，可以精确实现对Π

形探杆和超声探头的位移、速度、加速度的控制。

X向的扫查运动采用一个进口直线传动单元。直线传动单元的外部是工业铝型材，重量轻，不生锈，美观。内部导向为钢制的滚珠直线导轨，特点是直线运动精度高，摩擦阻力小，寿命长，运动平稳。驱动部分采用同步齿形带传动，特点是运行平稳、噪音低、寿命长、免维护、精度较高。齿形带的运动是由减速器和交流伺服电机驱动的，电机采用进口日本交流伺服电机，动态响应高，质量好，免维护。为保障惯量匹配和提高效率，配备进口高精度行星减速器。在直线单元外部配限位和回零光电传感器。

如下图所示：

Y向的扫查运动安装在X向直线运动单元的下方，采用二个进口直线传动单元，双驱动，由一个同步连杆连接，确保二边同步运动，受力均衡，防止扭摆。直线传动单元的外部是工业铝型材，上表面有防尘钢带，美观大方。内部导向为滚珠直线导轨，特点是直线运动精度高，摩擦阻力小，寿命长，运动平稳。驱动部分采用同步齿形带传动，特点是运行平稳、噪音低、寿命长、免维护、精度较高。电机采用进口日本交流伺服电机，动态响应高，质量好，免维护。为保障惯量匹配和提高效率，配备进口高精度行星减速器。

Z向的升降运动单元安装在A向转台上。在Z向直线运动单元的运动台板上，安装Π形探杆。直线传动单元的外部是工业铝型材，上表面有防尘钢带，美观大方。内部导向为滚珠直线导轨，特点是直线运动精度高，摩擦阻力小，寿命长，运动平稳。驱动部分采用同步齿形带传动，特点是运行平稳、噪音低、寿命长、免维护、精度较高。电机采用进口日本交流伺服电机，动态响应高，质量好，免维护。为保障惯量匹配和提高效率，配备进口高精度直角行星减速器。

A.Π形探杆单元

将探头放在Π形探杆的前端头，如下图所示。探杆的材料为不锈钢，探杆的前端安装探头调整机构，可以调节二个探头的角度，实现探头的对准。探头外安装有机玻璃水套，由于采用喷水检测方式，探头杆内部有塑料水管，实现喷水检测。

B. A轴角度调节单元

A轴角度调节单元用于调节升降的Π形探杆与扫查母线的平行。采用精密转台实现角度的调节，驱动采用带安全制动的步进电机。减速比为96：1。

技术参数：行程大于±20°，最大运动速度20度/s，重复定位精度不大于10分。

外形如下图所示：

(3) 产品支撑及旋转运动系統

工件支撑转动单元（C轴）包括：工件支撑架、支撑块、转台台面、转台、转台底座、伺服电机等。

外形如下图所示：

在转台底座上安装转台，在转台上面安装转盘和不锈钢防水罩。在防水罩上放置十字形铝型材工件支撑架，在支架上放置四个工件支撑块（聚氨酯材料），支撑块的位置可以沿半径方向手动调整，以适合放置不同直径的环形桶件，通过摩擦力带动工件转动，工件每转动一个小角度，Π形架上的对穿探头沿母线扫查一次，循环往复，直到转动360度完成扫查。

工件支撑转动单元的技术参数：可连续正反向大于360°旋转，最大运动速度20度/s，重复定位精度不大于10弧分，可确保最大重量0.5T产品在检测过程中的稳定支撑和正反360°连续旋转运动。

(4) 水循环及水过滤系统

该系统包括循环水路、循环水泵、水过滤系统，我们将水泵放入水槽内，将水槽中加入适量的水，水泵工作时开始喷水，接水槽地面有回流的坡度，使喷出的水回流到水槽中，循环使用。

该系统可确保检测过程中水耦合的稳定，无气泡、杂质的影响。

(5) 计算机系统

本次投标设备中的计算机选用的是台湾研华公司生产的工业计算机，具有很高的性能价格比，采用最新的工业级的性能，基本参数不低于以下指标：

主要技术参数为：

●PC610/ AIMB-701VG/处理器i7 3770/DDR3-1600

●16G内存、串口2T硬盘、刻录光驱DVD-RW

●GTX 650以上独立显卡、1个以太网口。含4个USB口，键盘鼠标

●32寸宽屏液晶显示器一个

●操作系统64位Windows7

(6) 机械扫描运动控制系统

该部分的性能描述与前“卧式超声喷水穿透自动检测系统”的内容相同。

(7) 软件系统

该部分的性能描述与前“卧式超声喷水穿透自动检测系统”的内容相同。

供方承诺：供方在设备详细设计时，如需方对基本设计参数进行个别变化和调整，此类变化不论增减，双方的合同价格不再调整。