Устройство для контроля качества изделий
Полезная модель относится к средствам неразрушающего контроля и может быть использована для автоматизированного комплексного контроля качества полимерных изделий, преимущественно цилиндрической формы с внутренним каналом. Устройство содержит основание, на котором смонтирован механизм для поступательно-вращательного движения контролируемых изделий и установлены кронштейн со штангой, ось которой параллельна направлению перемещения упомянутого механизма, рентгеновский аппарат с приемным преобразователем и датчик электроакустического преобразователя. Устройство также содержит электроакустический преобразователь и электронно-оптический блок, включающий телевизионную микрокамеру и средства подсветки. Электроакустический преобразователь и электронно-оптический блок выполнены с возможностью съемной установки на штанге, при этом электроакустический преобразователь снабжен уголковым отражателем, установленным под углом 45° к оси штанги. Также устройство содержит блок управления, блок обработки и управляемый привод указанного механизма, связанный с блоком управления, при этом блок обработки выполнен с возможностью приема сигналов от приемного преобразователя рентгеновского аппарата, телевизионной микрокамеры и датчика электроакустического преобразователя. Кроме того, устройство содержит датчики координат контролируемого изделия, связанные с блоком обработки, и программатор режимов работы упомянутого механизма, связанный с блоком управления. При этом блок обработки выполнен цифровым, а приемный преобразователь рентгеновского аппарата, телевизионная микрокамера и датчик электроакустического преобразователя связаны с блоком обработки через аналого-цифровые преобразователи. Техническим результатом является возможность осуществления на одном устройстве комплексного контроля изделий с выявлением дефектов различных типов, при этом выполнение электроакустического преобразователя с уголковым отражателем позволяет избавиться от иммерсионной ванны и осуществлять контроль изделий из полимерных материалов, чувствительных к воздействию воды.
Полезная модель относится к средствам неразрушающего контроля и может быть использована для комплексного контроля качества полимерных изделий, преимущественно цилиндрической формы с внутренним каналом.
Известны различные средства для неразрушающего контроля изделий, реализующие разные методы дефектоскопии: рентгеновский, электроннооптический и ультразвуковой.
Так, в описании к патенту RU 2123683 С1 20.12.1998 описано устройство, реализующее способ неразрушающего контроля качества кольцевых сварных швов магистральных трубопроводов методом панорамного просвечивания изнутри трубы рентгеновским излучением. Данное устройство позволяет выявлять дефекты объемного характера (раковины, инородные включения).
Из описания к патенту RU 2156436 С2 20.09.2000 известно устройство контроля геометрических параметров формы и дефектоскопии поверхностей, например, промышленного проката, труб, содержащее систему технического зрения, включающую телекамеру, а также устройство оптического сопряжения телекамеры с контролируемой поверхностью и систему сканирования поверхности контролируемого объекта. Известное устройство позволяет определить дефекты поверхности изделия, например, выходящие на поверхность изделия трещины.
Известно также устройство по патенту RU 2209426 С2 27.07.2003, реализующее ультразвуковой иммерсионный эхо-импульсный метод дефектоскопии для контроля качества стальных бесшовных труб и содержащее механизм ультразвукового контроля, состоящий из основания, кронштейна, узла подъема подпружиненной иммерсионной ванны с электроакустическими преобразователями и механизма для поступательно-вращательного движения контролируемых труб. Электроакустические преобразователи соединены с дефектоскопами, выходы которых соединены с входами адаптера. Выходы адаптера через сопроцессор соединены с ЭВМ. Используемый в данном устройстве ультразвуковой метод дефектоскопии позволяет выявить наличие внутренних дефектов изделий, однако при этом контроль осуществляется при нахождении изделия в иммерсионной ванне с водой, что неприемлемо для полимерных изделий, взаимодействующих с водой.
Указанные устройства предназначены преимущественно для контроля качества металлических, а не полимерных труб. Кроме того, использование каждого из указанных известных устройств не позволяет осуществить комплексное обследование изделия с выявлением дефектов различного вида. Совместное же использование трех различных устройств, даже приспособленных для выявления дефектов различного вида у изделий из полимерного материала, значительно усложняет и удорожает процесс контроля, а также требует значительных временных затрат.
Технической задачей, на решение которой направлена полезная модель, является обеспечение комплексного контроля качества полимерных изделий, преимущественно цилиндрической формы с внутренним каналом.
Указанная задача решается за счет того, что устройство для контроля качества изделий, содержащее основание, на котором смонтирован механизм для поступательно-вращательного движения контролируемых изделий, систему ультразвукового контроля, включающую электроакустический преобразователь и датчик, кронштейн для размещения электроакустического преобразователя, блок управления, блок обработки, связанный с датчиком электроакустического преобразователя, и управляемый привод указанного механизма, связанный с блоком управления, дополнительно снабжено рентгеновским аппаратом с приемным преобразователем, установленными на основании, и электронно-оптическим блоком, включающим телевизионную микрокамеру и средства подсветки, при этом на кронштейне закреплена штанга, ось которой параллельна направлению перемещения упомянутого механизма, электроакустический преобразователь и электронно-оптический блок выполнены с возможностью съемной установки на штанге, блок обработки выполнен с возможностью приема сигналов от приемного преобразователя рентгеновского аппарата и телевизионной микрокамеры, а электроакустический преобразователь снабжен уголковым отражателем, установленным под углом 45° к оси штанги.
Устройство также может содержать датчики координат контролируемого изделия, связанные с блоком обработки, и программатор режимов работы упомянутого механизма, связанный с блоком управления.
Кроме того, устройство может быть снабжено аналого-цифровыми преобразователями сигналов, при этом блок обработки выполнен цифровым.
Объединение в одном устройстве средств, использующих различные методы неразрушающего контроля (рентгеновского, электроннооптического и ультразвукового), позволяет осуществить на одном устройстве комплексный контроль изделий с возможностью выявления дефектов различных типов, при этом выполнение
электроакустического преобразователя с уголковым отражателем, установленным под углом 45° к оси кронштейна, позволяет избавиться от иммерсионной ванны и осуществлять контроль изделий из полимерных материалов, чувствительных к воздействию воды.
Наличие датчиков координат контролируемого изделия и программатора режимов работы механизма для поступательно-вращательного движения контролируемых изделий, связанных с блоком управления, позволяет автоматизировать процесс контроля, а использование аналого-цифровых преобразователей сигналов и выполнение блока обработки цифровым позволяет использовать для обработки сигналов и отображения результатов контроля обычный персональный компьютер.
На фиг.1 показан общий вид устройства сбоку с условно не показанными рентгеновским аппаратом и приемным преобразователем;
на фиг.2 - то же, вид спереди;
на фиг.3 показан фрагмент устройства в процессе контроля изделия посредством ультразвукового метода;
на фиг.4 - тот же фрагмент, но с использованием электроннооптического метода;
на фиг.5 показана блок-схема устройства.
Устройство содержит основание 1, на котором смонтирован механизм для поступательно-вращательного движения контролируемых изделий 2. Этот механизм включает установленную на направляющих основания 1 тележку 3 с роликами 4 и управляемый привод 5, кинематически связанный с тележкой 3 и роликами 4. На основании 1 установлен кронштейн 6 со штангой 7, свободный конец которой приспособлен для съемной установки электроакустического преобразователя 8 или держателя 9 телевизионной микрокамеры 10 со средствами подсветки 11. Штанга 7 расположена так, что ее ось параллельна направлению перемещения каретки 3, и при перемещении изделия 2 на тележке 3 штанга оказывается во внутреннем канале изделия 2. Положение штанги 7 по высоте может регулироваться с помощью средств ее крепления на кронштейне 6. На основании 1 также закреплен кронштейн 12 для установки рентгеновского аппарата 13 (фиг.2) и держатель 14 приемного преобразователя 15, расположенного напротив рентгеновского аппарата 13, а также блок управления 16 и цифровые датчики 17 координат.
Электроакустический преобразователь 8 снабжен уголковым отражателем 18, установленным под углом 45° к оси штанги 7. Датчик 19 электроакустического преобразователя 8 (фиг.3) установлен на штативе 20 (фиг.1).
Датчик 19 электроакустического преобразователя 8, телевизионная микрокамера 10, приемный преобразователь 15 через аналого-цифровые преобразователи 21, а также датчики 17 координат подключены к цифровому блоку 22 обработки, связанному с системой отображения (фиг.5). К блоку 16 управления подключен программатор (фиг.5). Блок 16 управления связан с управляемым приводом 5.
Контроль изделий в виде полимерных цилиндрических изделий с внутренним каналом осуществляется следующим образом.
Изделие 2 устанавливается на ролики 4 тележки 3, а на штанге 7 закрепляется электроакустический преобразователь 18, подключенный к генератору электрических колебаний. При этом положение электроакустического преобразователя 18 регулируется таким образом, чтобы уголковый отражатель 18 находился напротив датчика 19. При включении привода 5 тележка 3 перемещает изделие 2 в направлении штанги 7 с электроакустическим преобразователем 8, а ролики 4 придают изделию 2 вращение вокруг собственной оси. Электроакустический преобразователь 8 оказывается во внутреннем канале изделия 2 и посредством уголкового отражателя 18 направляет поток ультразвуковых колебаний через стенку изделия 2 на датчик 19. Одновременно с этим преобразователь 15 вырабатывает сигнал от поступающего через изделие 2 рентгеновского излучения. Сигналы от датчика 19 и преобразователя 15 через аналого-цифровые преобразователи 21 поступают в блок 22 управления. В блок 22 управления поступают также цифровые сигналы от датчиков 17 координат. Обработанная в блоке 22 информация поступает в систему отображения. При этом параметры движения изделия 2 задаются блоком 16 управления и программатором. После завершения сканирования по сигналу от датчиков 17 координат блок 16 управления дает команду приводу 5 на возврат тележки 3. Тележка с изделием возвращается в исходное положение, со штанги 7 снимается электроакустический преобразователь 8, и на нее посредством держателя 9 устанавливается микрокамера 10 со средствами подсветки 11, подключенная к блоку питания (условно не показан). Процесс перемещения изделия 2 повторяется, при этом рентгеновский аппарат выключен, а в блок 22 обработки поступают сигналы от датчиков 17 координат и от микрокамеры 10 через аналого-цифровой преобразователь 21. Таким образом, за два прохода тележки 3 осуществляется комплексный контроль изделия, позволяющий выявить наличие дефектов всех видов (объемных, плоскостных и наружных).
В качестве рентгеновского аппарата может быть использован переносной рентгеновский аппарат с напряжением на трубке 300 кВ и током 5 мА с плавной регулировкой тока и напряжения, а в качестве приемного преобразователя - рентгено-телевизионный
флюороскопический преобразователь с размером рабочего поля 250×20 мм и передающей телевизионной камерой.
При ультразвуковом контроле может быть использован ультразвуковой низкочастотный дефектоскоп УД2Н-П с рабочими частотами от 20 до 400 кГц и бесконтактные ультразвуковые преобразователи, обеспечивающие прием ультразвуковых колебаний через воздушный промежуток.
Блок обработки 22 и система отображения могут быть реализованы в виде обычного персонального компьютера.
Устройство было реализовано в условиях ФГУП «ФЦДТ «Союз» и показало свою работоспособность и эффективность.
1. Устройство для контроля качества изделий, содержащее основание, на котором смонтирован механизм для поступательно-вращательного движения контролируемых изделий, систему ультразвукового контроля, включающую электроакустический преобразователь и датчик, кронштейн для размещения электроакустического преобразователя, блок управления, блок обработки, связанный с датчиком электроакустического преобразователя, и управляемый привод указанного механизма, связанный с блоком управления, отличающееся тем, что оно дополнительно снабжено рентгеновским аппаратом с приемным преобразователем, установленными на основании, и электронно-оптическим блоком, включающим телевизионную микрокамеру и средства подсветки, при этом на кронштейне закреплена штанга, ось которой параллельна направлению перемещения упомянутого механизма, электроакустический преобразователь и электронно-оптический блок выполнены с возможностью съемной установки на штанге, блок обработки выполнен с возможностью приема сигналов от приемного преобразователя рентгеновского аппарата и телевизионной микрокамеры, а электроакустический преобразователь снабжен уголковым отражателем, установленным под углом 45° к оси штанги.
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно содержит датчики координат контролируемого изделия, связанные с блоком обработки, и программатор режимов работы упомянутого механизма, связанный с блоком управления.
3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно снабжено аналого-цифровыми преобразователями сигналов, а блок обработки выполнен цифровым.
