旋转零部件涡流检测探伤设备及检测探伤方法

技术领域

本发明涉及一种涡流检测探伤设备及检测探伤方法，尤其涉及一种旋转零部件涡流检测探伤设备及检测探伤方法，属于旋转零部件探伤技术领域。

背景技术

随着科技的快速发展，各种机械零部件的生产越来越趋向于高自动化、高效率化、高质量化方向发展，使得对这些零部件的检测工作也变得尤为重要。旋转零部件，如轴承的内圈、外圈等，在生产加工的过程中其表层经常会出现由于工艺操作而产生的一些缺陷，目前现有技术中有部分是通过人工目视检测进行工件合格品和不合格品区分的，但这种方式检测效率低、主观性强、人工成本高，同时非常容易出现漏检的情况；还有部分是通过涡流检测的方式对工件的表面进行探伤检测的。

上述的涡流检测是采用电磁感应原理，用正弦波电流激励探头线圈，当探头接近金属表面时，线圈周围的交变磁场在金属表面产生感应电流，对于平板金属，感应电流的流向是以线圈同心的圆形，形似漩涡，因此称为涡流。

目前现有的涡流检测装置，鲜少见有专门应用于旋转零部件的，同时已有的检测设备，大多存在自动化程度低且检测效果差的问题。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种旋转零部件涡流检测探伤设备及检测探伤方法，该设备和方法可以提高旋转零部件检测的自动化程度，而且检测质量高、漏检和误检率极低，可以提升企业产品的质量检测水平、降低检测人工成本、提高生产效率。

本发明的技术方案是：

本发明公开了一种旋转零部件涡流检测探伤设备，包括工作平台，所述工作平台上定位设有PLC组件，所述工作平台上依次设有进料吹扫装置和传送装置；所述工作平台上位于传送装置的末端处固设有一呈直线分布的主定位件，工作平台上沿该主定位件依次设有第一检测装置、翻转装置、第二检测装置、废料推出装置和出料装置；且所述工作平台上还定位设有一能够将工件沿主定位件插送至不同工位上的工件插送装置；

所述进料吹扫装置包括进出料通道组件、限位止挡组件和吹扫组件，其中所述进出料通道组件包括一供工件立式容置其中的进料通道和一与该进料通道连通的出料通道；所述限位止挡组件包括定位设于进料通道上方的限位气缸，该限位气缸能够将工件限位于进料通道内或推至出料通道内；所述吹扫组件包括一能够沿工件轴向伸缩至工件中心处的内吹扫头；

所述传送装置包括一传送带，该传送带的一端位于出料通道的正下方处，该传送带的另一端处定位设有一推送板，该推送板能够在工作平台上沿主定位件方向定位移动；

所述第一检测装置和第二检测装置均包括一能够对工件顶升并中心定位后进行周向旋转的旋转组件，工作平台上位于该旋转组件的上方处定位设有一升降压紧组件，该升降压紧组件包括一能够沿竖直方向上下定位移动并压紧于工件上表面上的压轮，且该升降压紧组件包括一能够沿竖直方向上下定位移动并与所述PLC组件电性连接的仿形探头；

所述翻转装置包括翻转驱动组件和与该翻转驱动组件固定连接两翻转爪，该两翻转爪之间形成有供工件平放其中并被夹持的夹持间隙；

所述废料推出装置包括一位置高于所述主定位件的废料通道和一能够将废料推至废料通道内的废料推出气缸；

所述出料装置包括一固设于所述主定位件末端处的出料滑道；

所述工作插送装置包括一能够沿主定位件长度方向定位移动的插送板，该插送板上均匀间隔开设有若干个用于插设工件的插送槽。

其进一步的技术方案是：

所述进出料通道组件包括两相对平行设置的通道立板和固设于两通道立板底部的通道底板，两通道立板之间的间隙形成所述进料通道，且该进料通道的上方处固设有一进料传感器；其中一通道立板短于另一通道立板处形成所述出料通道，该出料通道处的通道底板倾斜，且该出料通道处固设有一呈倾向状的导向块。

其进一步的技术方案是：

所述限位止挡组件包括两个能够独立上下定位移动的所述限位气缸，两所述限位气缸之间的间距小于工件的外径。

其进一步的技术方案是：

所述吹扫组件包括一沿工件轴向设置的吹扫气缸，该吹扫气缸的输出端上固定连接所述内吹扫头，该内吹扫头与外部气源连通。

其进一步的技术方案是：

所述旋转组件包括固设于所述工作平台下表面上一旋转电机和一通过带轮与该旋转电机传动连接的旋转头，所述旋转头包括一能够沿该旋转头中心轴线方向上下定位弹性移动穿设过工作平台和主定位件的顶头工装，工件同轴定位套设并卡止于该顶头工装上。

其进一步的技术方案是：

所述升降压紧组件包括固定于所述工作平台上表面上的支撑架，该支撑架上固设有一驱动方向沿竖直方向设置的升降电机，该升降电机的驱动端上固连有第一中间板，所述第一中间板上定位连接有两间隔设置的压紧杆，每根所述压紧杆上均转动连接有一所述压轮，所述升降电机驱动第一中间板向下移动并带动所述压轮压紧于工件上表面上。

其进一步的技术方案是：

所述第一中间板上固定连接有一驱动方向沿竖直方向设置的步进电机，该步进电机的驱动端上固连有第二中间板，所述仿形探头固定连接于所述第二中间板上，所述步进电机驱动第二中间板上下移动并带动所述仿形探头在竖直方向上靠近或远离工件。

其进一步的技术方案是：

所述翻转驱动组件包括一固定连接于工作平台上的回转气缸，该回转气缸的驱动端上固定连接有一手指气缸，两所述翻转爪定位连接于所述手指气缸的两输出端上。

其进一步的技术方案是：

所述工作平台的下表面上相应主定位件处固设有一驱动方向沿竖直方向设置的分选上推气缸，该分选上推气缸的驱动端上固定连接有一穿设过工作平台和主定位件的上推板，所述分选上推气缸将所述上推板推至与所述废料通道齐平后，由所述废料推出气缸将废料推至废料通道内。

本发明还公开了一种旋转零部件涡流检测探伤方法，其使用上述旋转零部件涡流检测探伤设备进行，主要包括下述步骤：

S1，待检测工件通过自动上料装置或与工件生产设备直接连通进入进出料通道组件的进料通道内后，进料传感器启动来检测进料通道内是否有待测工件，若检测到待测工件，传感器将检测信号传输至PLC后，PLC输出执行信号至吹扫组件，启动内吹扫头清除内圆环的异物；

S2，结束清除后，待测工件通过传送装置达到预备位置，工件插送装置启动将待测工件自预备位置插送至位于第一检测装置下方的检测位置一后，第一检测装置的旋转头向上升起并对待测工件进行中心定位，同时第一检测装置的升降电机向下移动带动压轮滚动压紧于待测工件上表面上；接着步进电机启动带动仿形探头沿工件轴向移动进行待测工件上半部检测；当检测到工件的上半部有缺陷时，仿形探头将缺陷信号传输至PLC组件进行存储；

S3，完成单面检测的待测工件通过插送装置插送至翻转装置两翻转爪之间的夹持间隙内，利用翻转装置将待测工件翻转180度后，再通过插送装置插送至位于第二检测装置下方的检测位置二，利用第二检测装置进行待测工件下半部的检测；当检测到工件的下半部有缺陷时，仿形探头将缺陷信号传输至PLC组件进行存储；

S4，PLC组件对接收到的缺陷信号进行分析处理并形成相应的执行信号，并将该执行信号传输至分料推出装置；完成双面检测的待测工件通过插送装置插送至废料推出装置的上推板上，分选上推气缸根据PLC组件给出的执行信号决定是否动作；

S5，待测工件有缺陷时，分选上推气缸动作，工件被上推板上推至与废料通道齐平处，随后废料推出气缸启动将废料推至废料通道内，通过废料通道被分选、传送至废料存储区；待测工件无缺陷时，分选上推气缸不动作，工件进入出料滑道，通过出料滑道被分选、传送至合格品存储区，实现合格品与废品的自动检测与分选。

本发明的有益技术效果是：

1、本发明所述设备和方法采用涡流检测技术进行工件的探伤检测，检测质量高；且在检测部件中采用与圆环式旋转零部件匹配的仿形探头，不仅可以对工件进行全方位检测，而且可以减少探头和检测通道的使用，能够为企业降低使用成本；

2、本发明所述设备和方法有针对性的设计了在线吹扫机构，能够自动对待测工件表面的杂质和灰尘进行清除，以减少附着物对检测质量的影响；

3、本发明所述设备和方法采用PLC控制组件、步进电机控制以及组件中各部位传感器的设置，能够进行人机界面互动，全流程均能自动化，自动化程度高，能够降低人工成本。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图；

图2是本发明中进料吹扫装置整体结构示意图之一；

图3是本发明中进料吹扫装置整体结构示意图之二；

图4是本发明中第一检测装置整体结构示意图；

图5是本发明中旋转组件的结构示意图；

图6是本发明中升降压紧组件的结构示意图；

图7是本发明中翻转装置的整体结构示意图；

图8是本发明中废料推出装置的整体结构示意图；

图9是本发明中工件插送装置的整体结构示意图；

其中：

100、工作平台；200、主定位件；

1、进料吹扫装置；

11、进出料通道组件；111、进料通道；112、出料通道；113、通道立板；114、通道底板；115、进料传感器；116、导向块；

12、限位止挡组件；121、限位气缸；

13、吹扫组件；131、内吹扫头；132、吹扫气缸；

2、传送装置；21、传送带；22、推送板；

3、第一检测装置；

31、旋转组件；311、旋转电机；312、旋转头；312a、顶头工装；

32、升降压紧组件；321、压轮；322、仿形探头；323、支撑架；324、升降电机；325、第一中间板；326、压紧杆；327、步进电机；328、第二中间板；

4、翻转装置；41、翻转驱动组件；411、回转气缸；412、手指气缸；42、翻转爪；43、夹持间隙；

5、第二检测装置；

6、废料推出装置；61、废料通道；62、废料推出气缸；63、分选上推气缸；64、上推板；

7、出料装置；71、出料滑道；

8、工件插送装置；81、插送板；811、插送槽；

9、工件。

具体实施方式

为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述，以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

本具体实施例详细记载了一种旋转零部件涡流检测探伤设备，该设备包括一机架，机架内固设有一工作平台100，该工作平台将机架内部分隔形成工作区域和控制区域两部分，其中位于工作区域内的工作平台上定位设有一PLC组件，且机架上位于控制区域内定位设有电气控制组件。

工作平台100上依次设有一进料吹扫装置1和一传送装置2。工作平台100上位于传送装置2的末端处固设有一呈直线分布的主定位件200，本具体实施例中，为合理布局节约空间，主定位件200的长度方向与传送装置的传送方向相垂直。工作平台100上沿主定位件200的长度方向自传送装置末端开始，依次设有第一检测装置3、翻转装置4、第二检测装置5、废料推出装置6和出料装置7，其中在传送装置2的末端和第一检测装置3之间处为预备位置。此外，工作平台100上还定位设有一能够将工件沿主定位件插送至不同工位上的工件插送装置8。下面对该设备中的各部分装置的结构、功能和动作过程进行更加详细的描述。

上述的进料吹扫装置1包括进出料通道组件11、限位止挡组件12和吹扫组件13。

进出料通道组件11包括一供工件立式容置其中的进料通道111和一与该进料通道连通的出料通道112,其更具体的结构为：进出料通道组件11包括两相对平行设置的通道立板113和固设于两通道立板底部的通道底板114，两通道立板之间的间隙形成进料通道111，工件呈立式且径向面平行于两通道立板的方式容置于进料通道111内；其中一通道立板(优选为朝向传送装置2一侧的通道立板)短于另一通道立板，在该短缺处形成上述的出料通道112；此外为方便工件从出料通道中滑出，该出料通道处的通道底板倾斜，并在该出料通道处(即通道立板度短缺处)固设有一呈倾向状的导向块116，便于使工件沿该导向块滑出至传送装置2上。此外，该进料通道111的上方处固设有一用于检测进料通道内是否有工件的进料传感器115。

限位止挡组件12包括定位设于进料通道上方的限位气缸121，该限位气缸能够将工件限位于进料通道内或推至出料通道内，其更具体的结构为：限位止挡组件12包括两个能够独立上下定位移动的前述限位气缸121，两限位气缸之间的间距小于工件的外径。进料通道内没有工件时，两限位气缸的输出端均呈收缩状态；当进料通道内有工件时，两限位气缸的输出端均向下伸出并使输出端的末端低于工件呈立式时的最高点，则工件被限位于两限位气缸的输出端之间；当需要工件滚动至出料通道时，靠近出料通道一侧限位气缸的输出端向上收缩，同时远离出料通道一侧限位气缸的输出端继续向下伸出，推动工件朝向出料通道滚出。由于出料通道处的通道底板呈倾斜状，则工件沿通道底板以及倾斜设置的导向块滑出出料通道到传送装置2上。

吹扫组件13包括一能够沿工件轴向伸缩至工件中心处的内吹扫头131，其更具体的结构为：吹扫组件13包括一沿工件轴向设置的吹扫气缸132，该吹扫气缸的缸体固定连接于机架上，该吹扫气缸的输出端上固定连接上述的内吹扫头131，且该内吹扫头与外部气源连通。当完成进料通道内完成进料，同时进料传感器115检测到有工件时，吹扫气缸132启动，内吹扫头出气清除工件内圆环上的异物。

上述的传送装置2包括一传送带21，该传送带的一端位于出料通道112的正下方处，该传送带的另一端处定位设有一推送板22，该推送板能够在工作平台上沿主定位件方向定位移动。其中推动板22更具体的结构为：工作平台100上固设有驱动方向沿主定位件长度方向设置的推送气缸组件，该推送气缸组件的输出端上固定连接有所述的推送板22，该推送板位于主定位件的上表面上，同时紧邻传送带21的末端，推送气缸组件中的推送气缸驱动推送板在主定位件上表面上定位移动。使用时，传送带将工件输送至传送带末端，工件掉落至末端的推动板上，推送气缸组件驱动推送板移动将工件推送至预备位置处。

上述的第一检测装置3和第二检测装置5的结构完全一样，本具体实施例中以第一检测装置3为例对二者的结构和连接关系进行描述。第一检测装置3包括一能够对工件顶升并中心定位后进行周向旋转的旋转组件31，工作平台上位于该旋转组件的上方处定位设有一升降压紧组件32，该升降压紧组件包括一能够沿竖直方向上下定位移动并压紧于工件上表面上的压轮321，且该升降压紧组件包括一能够沿竖直方向上下定位移动并与所述PLC组件电性连接的仿形探头322。

旋转组件31包括固设于工作平台100下表面上的一旋转电机311和一通过带轮与该旋转电机传动连接的旋转头312，旋转头312包括一能够沿该旋转头中心轴线方向上下定位弹性移动穿设过工作平台和主定位件的顶头工装312a，工件同轴定位套设并卡止于该顶头工装上。使用时，当工件达到第一检测位置后，旋转头上的顶头工装向上升起依次穿处工作平台和主定位件，工件同轴定位套设在该顶头工装上，实现工件的中心定位。

升降压紧组件32包括固定连接于工作平台100上表面上的支撑架323，该支撑架上固设有一驱动方向沿竖直方向设置的升降电机324，该升降电机的驱动端上固连有第一中间板325，该第一中间板上定位连接有两间隔设置的压紧杆326，每根压紧杆上均转动连接有一前述的压轮321，升降电机驱动第一中间板向下移动并带动压轮压紧于工件上表面上。第一中间板325上固定连接有一驱动方向沿竖直方向设置的步进电机327，该步进电机的驱动端上固连有第二中间板328，仿形探头322固定连接于第二中间板328上，步进电机驱动第二中间板上下移动并带动仿形探头在竖直方向上靠近或远离工件。使用时，当完成工件的中心定位后，压紧装置压轮向下移动压紧工件，然后仿形探头在步进电机驱动下沿工件轴向移动，进行工件上半部的检测；然后经翻转后，在第二检测装置5上进行工件下半部的检测。

上述的翻转装置4包括翻转驱动组件41和与该翻转驱动组件固定连接两翻转爪42，该两翻转爪之间形成有供工件平放其中并被夹持的夹持间隙43。其中翻转驱动组件41包括一固定连接于工作平台上的回转气缸411，该回转气缸的驱动端上固定连接有一手指气缸412，两翻转爪定位连接于该手指气缸的两输出端上。工件被插送至两翻转爪的夹持间隙内，并通过手指气缸的输出端将工件夹紧在该两翻转爪之间，避免工件在翻转的过程中偏离位置和被磕碰，随后回转气缸启动，将工件进行180度翻转。

上述的废料推出装置6包括一位置高于主定位件的废料通道61和一能够将废料推至废料通道内的废料推出气缸62。其具体的结构为：工作平台100的下表面上相应主定位件处固设有一驱动方向沿竖直方向设置的分选上推气缸63，该分选上推气缸的驱动端上固定连接有一穿设过工作平台和主定位件的上推板64；废料通道61的长度方向垂直于主定位件的长度方向，且废料推出气缸62的推动方向与废料通道的长度方向一致，同时废料通道和废料推出气缸分列于主定位件的两侧，废料推出气缸的驱动端上固定连接有一推出块。分选上推气缸63将上推板64推至与废料通道61齐平后，由废料推出气缸62驱动推出块移动将废料推至废料通道内。

上述的出料装置7包括一固设于主定位件末端处的出料滑道71。该出料滑道71包括一弧形过渡滑道和一直线过渡滑道，其中所述弧形过渡滑道一端固定连接于主定位件末端处，且另一端与直线过渡滑道连通，该弧形过渡滑道形成有供工件平面滑动其中的弧形滑槽；其中直线过渡滑道自顶端向底端倾斜设置，且该直线过渡滑道形成有供工件立式滚动其中的直线滑槽。使用时，工件被插送至弧形过渡滑道的头端处，则工件沿弧形滑槽滑动至直线过渡滑道内；工件在接触直线过渡滑道的直线滑槽时呈立式，则能够随倾斜的直线滑槽向下滑动进入集料区。

上述的工件插送装置8包括一能够沿主定位件长度方向定位移动的插送板81，该插送板上均匀间隔开设有若干个用于插设工件的插送槽811。该工件插送装置的具体结构如下：工作平台100上固设有驱动方向沿主定位件长度方向设置的横移气缸组件，该横移气缸组件的输出端上固定连接有一安装板，该安装板上固定连接有一驱动方向垂直于主定位件长度方向的插送气缸，该插送气缸的输出端上固定连接有一所述的插送板81，该插送板上紧邻主定位件的一侧上间隔开设有若干个插送槽811，每个插送槽的形状均一致，插送槽均呈内窄外宽的梯形槽结构，且该梯形槽的外宽处与工件的外径相匹配。使用时，利用横移气缸沿主定位件进行左右移动至相应的工位，利用插送气缸前后移动将工件夹取在梯形槽内进行工件的插取。

本具体实施例还详细记载了一种旋转零部件涡流检测探伤方法，该检测探伤方法使用上述旋转零部件涡流检测探伤设备进行，主要包括下述步骤：

S1，待检测工件通过自动上料装置或与工件生产设备直接连通进入进出料通道组件的进料通道内后，进料传感器启动来检测进料通道内是否有待测工件，若检测到待测工件，传感器将检测信号传输至PLC后，PLC输出执行信号至吹扫组件，启动内吹扫头清除内圆环的异物；

S2，结束清除后，待测工件通过传送装置达到预备位置，工件插送装置启动将待测工件自预备位置插送至位于第一检测装置下方的检测位置一后，第一检测装置的旋转头向上升起并对待测工件进行中心定位，同时第一检测装置的升降电机向下移动带动压轮滚动压紧于待测工件上表面上；接着步进电机启动带动仿形探头沿工件轴向移动进行待测工件上半部检测；当检测到工件的上半部有缺陷时，仿形探头将缺陷信号传输至PLC组件进行存储；

S3，完成单面检测的待测工件通过插送装置插送至翻转装置两翻转爪之间的夹持间隙内，利用翻转装置将待测工件翻转180度后，再通过插送装置插送至位于第二检测装置下方的检测位置二，利用第二检测装置进行待测工件下半部的检测；当检测到工件的下半部有缺陷时，仿形探头将缺陷信号传输至PLC组件进行存储；

S4，PLC组件对接收到的缺陷信号进行分析处理并形成相应的执行信号，并将该执行信号传输至分料推出装置；完成双面检测的待测工件通过插送装置插送至废料推出装置的上推板上，分选上推气缸根据PLC组件给出的执行信号决定是否动作；

S5，待测工件有缺陷时，分选上推气缸动作，工件被上推板上推至与废料通道齐平处，随后废料推出气缸启动将废料推至废料通道内，通过废料通道被分选、传送至废料存储区；待测工件无缺陷时，分选上推气缸不动作，工件进入出料滑道，通过出料滑道被分选、传送至合格品存储区，实现合格品与废品的自动检测与分选。

本发明所述设备和方法采用涡流检测技术进行工件的探伤检测，检测质量高；且在检测部件中采用与圆环式旋转零部件匹配的仿形探头，不仅可以对工件进行全方位检测，而且可以减少探头和检测通道的使用，能够为企业降低使用成本；本发明所述设备和方法有针对性的设计了在线吹扫机构，能够自动对待测工件表面的杂质和灰尘进行清除，以减少附着物对检测质量的影响；本发明所述设备和方法采用PLC控制组件、步进电机控制以及组件中各部位传感器的设置，能够进行人机界面互动，全流程均能自动化，自动化程度高，能够降低人工成本。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，并不用于限制本发明，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。