一种高端装备用大型轴承钢球超声波探伤系统的制作方法

1.本实用新型涉及钢球探伤领域，特别涉及一种高端装备用大型轴承钢球超声波探伤系统。


背景技术：

2.在钢球的制造过程中，需要经过冷镦、光球、热处理、硬磨、初研、强化、精研和清洗等几大工序。在经过上述工序制造后的钢球还需要进行一系列的检测，探伤检测就属于其中一项。
3.目前，在对轴承钢球进行探伤检测时，通常都是采用的是涡流探伤的方式，其探伤的步骤通常是：将待检测的钢球输送至检测工序，检测工序处设置有用于检测用的探伤仪，然后，利用探伤仪对钢球的表面进行探伤检测，在检测的同时，钢球在进行旋转，从而实现对钢球的全方位的检测，在检测结束后，在将检测不合格的钢球产品与检测合格的钢球产品筛分出来，完成整个的检测过程。
4.例如，在专利cn211235657u中就提到了一种用于钢球超声波探伤的装置，属于装置设备技术领域。该用于钢球超声波探伤的装置包括上料支架、下料支架和驱动支撑架。该装置在使用过程中，钢球在重力的作用下从上料料斗通过上料导轨进入上料定位槽，接着x轴驱动伺服电机和y轴驱动气缸一工作将钢球放置在超声波探伤机上设有的超声波探伤槽内，对产品进行超声波检测；y轴驱动气缸二工作通过下料夹爪将超声波探伤槽内检测好的钢球移送到下料盒内，下料盒内的钢球在重力的作用下通过下料通道进入下料料斗，完成钢球的超声波检测。
5.上述的这种探伤装置，其在使用时，仍然会存在着一定的缺陷：在对钢球探伤完成后进行下料的过程中，其下料通道与下料斗只有一个，即其只会将合格的钢球进行收集，而对于检测不合格的钢球则需要由人工提前将不合格的钢球取出，即必须要有一个专门的人工驻守在旁，非常的麻烦，而且造成人力的浪费；另外，对于下料斗也仅仅是一个暂存钢球的过渡容器，其只能存储少量的钢球，无法的存储大批量的钢球，因此还需要人工及时的将下料斗中的钢球转移到料框中存储，否则，钢球过量会从下料斗掉出，对钢球造成损伤，而在钢球转移时，一种方式是由人工将钢球一个一个转移到料框中，人工劳动会比较大，另一种方式是由人工手持下料斗将钢球一次性倒入料框中，但是，这种方式，钢球在落下时，会有一定的高度，这样会导致钢球与钢球之间、钢球与料框之间发生磕碰，容易出现钢球损伤的现象。


技术实现要素：

6.本实用新型要解决的技术问题是提供一种方便钢球下料的高端装备用大型轴承钢球超声波探伤系统。
7.为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案为：一种高端装备用大型轴承钢球超声波探伤系统，其创新点在于：包括
8.一探伤支架，限定探伤支架的其中一侧为上料侧，探伤支架的另一侧为出料侧；
9.一设置于探伤支架上的上料单元，所述上料单元包括一设置于探伤支架上方的上料板，该上料板倾斜设置，其倾斜方向为自探伤支架的上料侧至探伤支架的出料侧方向逐渐向下倾斜，所述上料板的上端面上沿着上料板的长轴方向还设置有依次连接的上料框、输送框、送料框，其中，上料框位于靠近上料侧的一侧，该上料框为一上下两侧均开口的空心框架结构，所述上料框与上料板共同配合形成一个上料空腔，所述输送框为一u字型框架式结构，且输送框的u形开口处与上料框相连，所述输送框、上料框、上料板共同配合形成一个输送空腔，同时在上料框靠近输送空腔的一侧还开有一与输送空腔相连通的上料开口，所述送料框连接在输送框的旁侧，该送料框为一上下两侧均开口的空心框架结构，所述送料框与上料板共同配合形成一送料空腔，在输送框的侧端还开有一与送料空腔相连通的开口；
10.一设置于探伤支架旁侧的检测单元，所述检测单元包括一设置于送料框旁侧的超声波探伤机，在超声波探伤机的上端具有超声波探伤槽，在超声波探伤槽内具有数个并列分布的探伤组件；
11.一设置于探伤支架与超声波探伤机之间的下料单元，所述下料单元包括并列分布的一合格球输送管道、一不合格球输送管道，所述合格球输送管道、不合格球输送管道均倾斜设置，在合格球输送管道、不合格球输送管道的出料侧还均设置有一接料箱，所述接料箱由一摆动机构驱动进行摆动，在合格球输送管道、不合格球输送管道的出料侧处设置有一伸入接料箱内的过渡输送管道，该过渡输送管道倾斜设置，在过渡输送管道位于出料侧处的端部设置有一封板，在过渡输送管道的出料侧处位于封板的两侧还均开有一出料口。
12.进一步的，设定上料框上的上料开口的高度为h
上
，送料空腔的宽度为w
送
，轴承钢球的直径为d
球
，其中，d
球
＜h
上
＜3/2d
球
，d
球
＜w
送
＜3/2d
球
。
13.进一步的，所述超声波探伤槽一共有两个，并列分布在超声波探伤机上，每个超声波探伤槽内具有四个探伤组件。
14.进一步的，所述探伤组件包括一对沿着超声波探伤槽的长轴方向并列分布的支撑限位座以及一对沿着超声波探伤槽的幅宽方向并列分布的旋转座，所述支撑限位座包括一固定座以及连接在固定座侧端的支撑块，支撑块呈截球状，且两个支撑块均位于两个固定座相互相邻的一侧，所述旋转座包括一旋转杆以及连接在旋转杆端部的旋转头，旋转头呈圆台形状，且旋转头尺寸大的一侧底面与旋转杆相连，所述旋转杆由一旋转电机驱动进行转动，并带动旋转头进行旋转，所述两个支撑块与两个旋转头共同配合实现对钢球的支撑以及旋转。
15.进一步的，所述摆动机构包括一摆动支架，在摆动支架上设置有一摆动框，所述摆动框的两侧通过轴承与轴承座的配合活动安装在摆动支架上，所述接料箱放置于摆动框内，同时在摆动框的侧端开有一容接料箱存取的开口，所述摆动框由安装在摆动支架上的摆动缸驱动进行摆动。
16.进一步的，所述合格球输送管道、不合格球输送管道、过渡输送管道均为由一尼龙底板以及一对尼龙侧板共同构成的横截面呈u形状的输送管道结构，在合格球输送管道、不合格球输送管道的进料侧还均具有一尼龙封板，所述过渡输送管道的出料侧的封板也为尼龙封板。
17.本实用新型的优点在于：本实用新型的探伤系统，对于下料单元的设计，采用并列的合格球输送管道、不合格球输送管道的配合，能够实现对合格钢球以及不合格钢球的自动筛分输送，无需再由人工将不合格钢球取出，减少人工劳动，另外采用过渡输送管道的设计，则是与接料箱相配合，减少钢球落入接料箱中的高度，减缓落差，避免钢球因撞击出现损伤而影响到检测结果的准确性。
18.对于上料框的上料开口的高度、送料空腔的宽度的设计，则是为了在钢球进行输送时，避免出现两个或多个钢球同时通过的现象，或是钢球出现卡死的现象，确保钢球的顺利输送。
19.对于超声波探伤槽以及探伤组件的数量的设计，则是为了与单个钢球的超声波探伤检测的时间相配合，实现钢球的连续化探伤，减少等待现象的产生。
20.探伤组件的设计，采用支撑限位座与旋转座的配合，在实现对钢球支撑的基础上，还能实现钢球的顺利旋转，以方便对钢球进行全方位的探伤检测。
21.摆动机构的设计，通过摆动支架与摆动框的配合来实现接料箱的摆动，在实现接料箱摆动运动的基础上，还方便对接料箱的更换，而摆动框侧端的开口的设计，也是为了接料箱的取放更加的方便。
22.对于合格球输送管道、不合格球输送管道、过渡输送管道均采用尼龙板制成，尼龙板本身具有耐磨的特性，这样钢球在撞击在尼龙板上时，大大减低钢球与尼龙板之间的摩擦，避免钢球出现损伤。
附图说明
23.下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
24.图1为本实用新型中探伤支架的示意图。
25.图2为本实用新型中上料单元的俯视图。
26.图3为本实用新型中探伤组件的示意图。
27.图4为本实用新型中下料单元的示意图。
28.图5为本实用新型中摆动机构的示意图。
具体实施方式
29.下面的实施例可以使本专业的技术人员更全面地理解本实用新型，但并不因此将本实用新型限制在所述的实施例范围之中。
30.如图1
‑
图5所示的一种高端装备用大型轴承钢球超声波探伤系统，包括
31.一探伤支架1，该探伤支架1呈长方体状，限定探伤支架1的长轴方向的其中一侧为上料侧，探伤支架1的长轴方向的另一侧为出料侧。
32.一设置于探伤支架1上的上料单元，上料单元包括一设置于探伤支架1上方的上料板2，该上料板2为一长方形板，且上料板2倾斜设置，上料板2的倾斜方向为自探伤支架1的上料侧至探伤支架1的出料侧方向逐渐向下倾斜，上料板2的底端通过撑脚固定在探伤支架 1的上端面。
33.在上料板2的上端面上沿着上料板2的长轴方向还设置有依次连接的上料框21、输送框22、送料框23，其中，上料框21位于上料板2靠近探伤支架1的上料侧的一侧，该上料框
21为一上下两侧均开口的长方形空心框架结构，上料框21与上料板2共同配合形成一个上料空腔211，输送框22为一u字型框架式结构，且输送框22的 u形开口处与上料框21的侧端相连接固定，输送框22、上料框21、上料板2共同配合形成一个输送空腔221，同时在上料框21靠近输送空腔221的一侧还开有一与输送空腔221相连通的上料开口，从而实现了上料空腔211与输送空腔221的连通，送料框23连接在输送框的旁侧，该送料框23为一上下两侧均开口的长方形空心框架结构，送料框23与上料板2共同配合形成一送料空腔231，在输送框23的侧端还开有一与送料空腔231相连通的开口，从而实现输送空腔221 与送料空腔231之间的连通。
34.设定上料框21上的上料开口的高度为h
上
，送料空腔231的宽度为w
送
，轴承钢球的直径为d
球
，其中，d
球
＜h
上
＜3/2d
球
，d
球
＜w
送
＜3/2d
球
。对于上料框21的上料开口的高度、送料空腔231的宽度的设计，则是为了在钢球进行输送时，避免出现两个或多个钢球同时通过的现象，或是钢球出现卡死的现象，确保钢球的顺利输送。
35.一设置于探伤支架1旁侧的检测单元，检测单元包括一设置于送料框23旁侧的超声波探伤机，在超声波探伤机的上端具有超声波探伤槽，在超声波探伤槽内具有数个并列分布的探伤组件。
36.如图3所示的示意图可知，探伤组件包括一对沿着超声波探伤槽的长轴方向并列分布的支撑限位座以及一对沿着超声波探伤槽的幅宽方向并列分布的旋转座，支撑限位座包括一固定座以及连接在固定座侧端的支撑块，支撑块呈截球状，且两个支撑块均位于两个固定座相互相邻的一侧，旋转座包括一旋转杆31以及连接在旋转杆31端部的旋转头32，旋转头32呈圆台形状，且旋转头32尺寸大的一侧底面与旋转杆31相连，旋转杆31由一安装在超声波探伤机上的旋转电机驱动进行转动，并带动旋转头32进行旋转，两个支撑块与两个旋转头32共同配合实现对钢球的支撑以及旋转，在两个支撑块与两个旋转头32的中心的正下方还设置有一超声波探伤头33。探伤组件的设计，采用支撑限位座与旋转座的配合，在实现对钢球支撑的基础上，还能实现钢球的顺利旋转，以方便对钢球进行全方位的探伤检测。
37.在本实施例中，超声波探伤槽一共有两个，并列分布在超声波探伤机上，每个超声波探伤槽内具有四个探伤组件。对于超声波探伤槽以及探伤组件的数量的设计，则是为了与单个钢球的超声波探伤检测的时间相配合，实现钢球的连续化探伤，减少等待现象的产生。
38.一设置于探伤支架1与超声波探伤机之间的下料单元，下料单元包括并列分布的一合格球输送管道4、一不合格球输送管道，合格球输送管道4、不合格球输送管道沿着探伤支架1的长轴方向延伸，合格球输送管道4、不合格球输送管道均倾斜设置，合格球输送管道4 的倾斜方向为自合格球输送管道4的进料端至合格球输送管道4的出料端逐渐向下倾斜，不合格球输送管道的倾斜方向为自不合格球输送管道的进料端至不合格球输送管道的出料端逐渐向下倾斜，在合格球输送管道4、不合格球输送管道的出料侧还均设置有一接料箱5，接料箱5由一摆动机构驱动进行摆动。
39.如图5所示的示意图可知，摆动机构包括一摆动支架51，在摆动支架51上设置有一摆动框52，摆动框52为由一底板以及侧板共同构成的上端开口的空心长方体结构，摆动框52的两侧通过轴承与轴承座的配合活动安装在摆动支架51上，接料箱放置于摆动框52内，
同时在摆动框52其中一个侧端上开有一容接料箱52存取的开口，摆动框52由安装在摆动支架51上的摆动缸驱动沿着摆动框52与摆动支架51之间的铰接点进行摆动。摆动机构的设计，通过摆动支架51 与摆动框52的配合来实现接料箱5的摆动，在实现接料箱5摆动运动的基础上，还方便对接料箱5的更换，而摆动框52侧端的开口的设计，也是为了接料箱5的取放更加的方便。
40.在合格球输送管道4、不合格球输送管道的出料侧处设置有一伸入接料箱5内的过渡输送管道6，该过渡输送管道6倾斜设置，其倾斜方向为自过渡输送管道6的进料端至过渡输送管道6的出料端方向逐渐向下倾斜，且过渡输送管道6的倾斜幅度大于合格球输送管道4、不合格球输送管道的倾斜幅度，在过渡输送管道6位于出料侧处的端部设置有一封板61，在过渡输送管道6的出料侧处位于封板61的两侧还均开有一出料口62。对于下料单元的设计，采用并列的合格球输送管道4、不合格球输送管道的配合，能够实现对合格钢球以及不合格钢球的自动筛分输送，无需再由人工将不合格钢球取出，减少人工劳动，另外采用过渡输送管道6的设计，则是与接料箱5相配合，减少钢球落入接料箱5中的高度，减缓落差，避免钢球因撞击出现损伤而影响到检测结果的准确性。
41.合格球输送管道4、不合格球输送管道、过渡输送管道6均为由一尼龙底板以及一对尼龙侧板共同构成的横截面呈u形状的输送管道结构，在合格球输送管道4、不合格球输送管道的进料侧还均具有一尼龙封板，过渡输送管道6的出料侧的封板61也为尼龙封板。对于合格球输送管道4、不合格球输送管道、过渡输送管道6均采用尼龙板制成，尼龙板本身具有耐磨的特性，这样钢球在撞击在尼龙板上时，大大减低钢球与尼龙板之间的摩擦，避免钢球出现损伤。
42.在超声波探伤机与探伤支架1之间还设置有一转运组件，转运组件包括一设置在探伤支架1的出料侧的旁侧的转运机器人，在转运机器人上安装有一转运机械夹手，由转运机械夹手抓取钢球在上料单元、检测单元、下料单元之间进行周转。在本实施例中，转运机器人、转运机械夹手均为现有市场上使用的机器人与夹手，其具体结构与工作原理为现有技术，在本专利中就不再详述。
43.工作原理：在对钢球进行探伤检测时，首先，将批量的轴承钢球倒入上料空腔211中，轴承钢球从上料空腔211经过上料框21的开口送入输送空腔221中，再从送料框23的开口送入送料空腔231中，轴承钢球在送料空腔231呈一字型依次排布，然后，由转运机械夹手抓取送料空腔231中轴承钢球并放入超声波探伤机上的第一个探伤组件中，通过支撑块与旋转头32的共同配合实现支撑，然后，转运机械夹手再抓取下一个轴承钢球并放入当一个探伤组件中，如此反复，此时，第一个探伤组件中的旋转电机驱动旋转头32进行转动，并带动轴承钢球进行转动，同时，超声波探伤头33对旋转中的轴承钢球进行检测，在检测结束后，再由转运机械夹手抓取轴承钢球移动至下料单元处，并根据检测结果，选择对应的合格球输送管道4或不合格球输送管道，轴承钢球再经过合格球输送管道4或不合格球输送管道输送至对应的过渡输送管道6中，再由过渡输送管道6输送至接料箱5中，在接料箱5中风电钢球存储到一定量后，由摆动缸驱动接料箱5进行摆动，从而方便人员将装满轴承钢球的接料箱5取出，避免因过渡输送管道6的存在而导致接料箱5无法取出，再将孔的接料箱5放置在摆动框52上，再由摆动缸驱动摆动框52摆动一定的角度，方便接料箱5接取轴承钢球。如此反复，实现轴承钢球的超声波探伤检测。
44.本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。