[发明专利]用于弯曲焊缝相控阵超声检测的自动化扫查装置及方法

权利要求书

1.一种用于弯曲焊缝相控阵超声检测的自动化扫查装置，其特征在于，包括主框架、吸附装置、多轴运动装置、运动控制装置、探头夹持装置、超声耦合装置、耦合供水装置、相控阵超声探头；

所述主框架上安装有吸附装置、多轴运动装置，所述吸附装置包括吸盘组件，所述多轴运动装置包括X轴模组、Y轴模组、Z轴模组、R轴模组，所述X轴模组和Y轴模组与主框架设置于同一平面上，X轴模组安装于主框架上且沿主框架的长度方向设置，Y轴模组安装于X轴模组的滑块上，所述R轴模组安装于Y轴模组的滑块上且其旋转轴沿Z轴方向设置，所述Z轴模组安装于R轴模组的旋转轴上；

所述运动控制装置连接并控制多轴运动装置，所述探头夹持装置安装于Z轴模组的滑块上，探头夹持装置上夹持有超声耦合装置，所述超声耦合装置与耦合供水装置连接，超声耦合装置上安装有相控阵超声探头。

2.根据权利要求1所述的用于弯曲焊缝相控阵超声检测的自动化扫查装置，其特征在于，所述吸盘组件包括吸盘安装架、吸盘、手柄，所述吸盘安装架安装于主框架上，2个以上的所述吸盘安装于吸盘安装架上且分别位于主框架的两侧，所述手柄安装于吸盘安装架上。

3.根据权利要求2所述的用于弯曲焊缝相控阵超声检测的自动化扫查装置，其特征在于，所述手柄上设有连接并控制吸盘的控制开关。

4.根据权利要求1所述的用于弯曲焊缝相控阵超声检测的自动化扫查装置，其特征在于，所述X轴模组和Y轴模组采用电机驱动线性模组，所述R轴模组采用旋转气缸驱动旋转轴，所述Z轴模组采用带缓冲弹簧的升降杆驱动滑块。

5.根据权利要求1所述的用于弯曲焊缝相控阵超声检测的自动化扫查装置，其特征在于，所述探头夹持装置包括固定杆、旋转轴、夹持架、调整旋钮、弹性压紧螺钉，所述固定杆沿X轴方向设置，一端固定于Z轴模组的滑块上，另一端上通过沿Y轴方向设置的旋转轴连接有夹持架，所述夹持架呈U型且一侧为固定夹持臂，另一侧为调整旋钮连接的可移动夹持臂，夹持架的固定夹持臂和可移动夹持臂上相对应地设有弹性压紧螺钉，夹持架上夹持安装有超声耦合装置。

6.根据权利要求1所述的用于弯曲焊缝相控阵超声检测的自动化扫查装置，其特征在于，所述耦合供水装置包括水泵、蓄水箱、电磁阀、控制器、控制界面。

7.根据权利要求1~6任一项所述的用于弯曲焊缝相控阵超声检测的自动化扫查装置，其特征在于，还包括具有相控阵超声检测分析软件和运动控制软件的电脑、相控阵超声探伤仪。

8.一种用于弯曲焊缝相控阵超声检测的自动化扫查方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、根据金属平对接弯曲焊缝结构件的厚度大小选取相控阵超声探头及适配探头楔块；

S2、使用选定的相控阵超声探头和权利要求1~7任一项的用于弯曲焊缝相控阵超声检测的自动化扫查装置对金属平对接弯曲焊缝结构件进行检测，并将扫描的图像存储至相控阵超声探伤仪中；

S3、通过电脑上的相控阵超声检测分析软件判断金属平对接弯曲焊缝结构件的内部质量状况。

9.根据权利要求8所述的用于弯曲焊缝相控阵超声检测的自动化扫查方法，其特征在于，S1中，当金属平对接弯曲焊缝结构件的厚度的厚度为8mm～20mm时，选取16个晶片的相控阵超声检测探头及相应的探头楔块，当金属平对接弯曲焊缝结构件的厚度为20mm～60mm时，选取32个晶片的相控阵超声检测探头及相应的探头楔块。

10.根据权利要求8所述的用于弯曲焊缝相控阵超声检测的自动化扫查方法，其特征在于，S3中，在相控阵超声检测分析软件中设置合理的滤波范围，将相控阵超声探头的闸门设置于金属平对接弯曲焊缝位置，当扫描图像中有红色、深红色及黑色显示时，则该处存在较为严重的内部缺陷，并根据红色显示所处焊缝的位置，判断缺陷的性质，当扫描图像显示为淡绿色、淡黄色时，则该处不存在较为严重的内部缺陷。