螺旋焊管焊縫超聲波自動探傷系統(tǒng)說明

超聲波探傷是焊管焊縫質(zhì)量檢測的重要手段，焊縫超聲波探傷時 , 為了對焊縫的軌跡自動跟蹤 , 探頭架始終處于焊縫的正上方。該系統(tǒng)利用激光視覺技術(shù)對焊縫軌跡進(jìn)行檢測 , 采用工控機(jī)和運(yùn)動控制部件協(xié)同工作 , 可達(dá)到脫離人工控制、自動跟蹤焊縫、調(diào)整探頭架到達(dá)正確位置的目的。

焊縫超聲波探傷激光自動跟蹤系統(tǒng)由激光視覺傳感器、數(shù)據(jù)處理機(jī)構(gòu)、控制機(jī)構(gòu)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)組成。激光視覺傳感器包括一個 CCD 攝像機(jī)和一個半導(dǎo)體激光器 ; 數(shù)據(jù)處理機(jī)構(gòu)包括圖像采集卡和工業(yè)控制計(jì)算機(jī) ; 控制機(jī)構(gòu)包括 PLC 和步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器等 ; 執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括一套定位滑板、一臺步進(jìn)電機(jī)和連接機(jī)構(gòu)。系統(tǒng)利用激光視覺傳感器實(shí)時獲得焊縫圖像 ; 工業(yè)控制計(jì)算機(jī)通過專用軟件處理求得圖像特征點(diǎn) , 從而計(jì)算出焊縫偏差、寬度、錯邊等參數(shù) , 然后通過 PLC 發(fā)出控制指令 , 使驅(qū)動器驅(qū)動步進(jìn)電機(jī) , 帶動滑板和探頭架回到正確位置。

焊縫超聲波探傷激光自動跟蹤系統(tǒng)在設(shè)計(jì)制造過程中充分考慮了現(xiàn)場情況 , 激光視覺傳感器采用的設(shè)備抗干擾性高 , 工作穩(wěn)定可靠 ; 數(shù)據(jù)處理機(jī)構(gòu)和控制機(jī)構(gòu)均采用工業(yè)專用設(shè)備 , 通用性好 ,故障率低 , 維護(hù)方便 ; 執(zhí)行機(jī)構(gòu)采用進(jìn)口滾珠絲杠和直線導(dǎo)軌 , 精度高 , 堅(jiān)固耐用 , 防塵性能良好。

超聲波探頭架

(1) 探頭調(diào)整裝置采用機(jī)床轉(zhuǎn)臺旋轉(zhuǎn)方式 ,控制精度可達(dá) 0.1° , 可以根據(jù)成型角的不同旋轉(zhuǎn)整個探頭架 , 以適應(yīng)不同成型角的焊管檢測。

(2) 每個探頭的拐臂采用滾珠絲杠來調(diào)節(jié)前后距離 , 且有標(biāo)尺 , 使距離調(diào)節(jié)重復(fù)精度達(dá)到了0.1mm, 實(shí)現(xiàn)了探頭與焊縫距離的連續(xù)調(diào)節(jié) , 確保探頭調(diào)節(jié)到最佳的位置 , 有效地減少了操作人員的調(diào)節(jié)時間和勞動強(qiáng)度。

(3) 這套探頭架最多可以攜帶8個通道的探頭 , 各通道分別由單獨(dú)氣缸控制 , 可以使探頭根據(jù)焊管的弧度有不同的下壓高度和力度 , 保證了探頭與焊管的良好耦合。

(4) 通過氣路系統(tǒng)單獨(dú)控制每組探頭的下壓力和起落距離 , 可以保證探傷盲區(qū)小于 200mm 。

超聲波探傷儀器

探傷儀器和探頭是超聲波探傷的核心 , 目前國內(nèi)普遍使用的探傷儀器是數(shù)字化探傷儀。

(1) 儀器探傷重復(fù)頻率能達(dá)到2KHz, 可以保持探傷儀在高速探傷時充足的聲束覆蓋率 , 保持探傷波形連續(xù)性 , 避免缺陷漏檢。數(shù)據(jù)傳輸速度每秒30兆以上 , 可以保證波形傳輸在高重復(fù)頻率和高采樣頻率下順暢進(jìn)行。

(2) 探傷儀界面左半部可以查看各個通道工作時的波形及參數(shù) ,右半部可以記錄所有通道的波形。使用這種方式結(jié)合編碼器可以對缺陷的位置準(zhǔn)確定位 , 保證探傷準(zhǔn)確定性。

(3) 能較好地記錄探傷曲線圖 , 便于缺陷判斷及分析研究。

(4) 具備波形分析系統(tǒng) , 探測樣管的探傷儀界面圖錄超聲波在焊管焊縫內(nèi)的反射波形 , 可以在檢驗(yàn)完成以后進(jìn)行離線分析。通過移動鼠標(biāo)可以查看任意時刻的探傷波形 , 便于操作人員根據(jù)波形進(jìn)行分析定性。

(5) 具備探傷曲線報(bào)告打印功能。

由于超聲波探傷儀器內(nèi)部信號較弱 , 故需進(jìn)行抗干擾設(shè)計(jì)。首先 , 該探傷儀器與自動跟蹤系統(tǒng)的電源要獨(dú)立 , 而且在電源的輸入端都加合適的濾波器 , 這樣能有效地解決因共用 1 個電源系統(tǒng)而使伺服電機(jī)產(chǎn)生的電源高諧波對探傷儀器的干擾 ; 其次 , 專門制作地極 , 系統(tǒng)設(shè)備都要可靠接地 , 并要使設(shè)備對地電阻小于 4 Ω ; 再者 , 在電路設(shè)計(jì)上應(yīng)充分考慮到抗干擾能力 , 所使用的電纜電線盡可能都使用屏蔽線。有了以上抗干擾措施 , 儀器能很好的運(yùn)行。