【摘要】：壓力容器的焊接質(zhì)量緊密關(guān)系到產(chǎn)品使用的安全性與可靠性,由于超聲檢測(cè)能夠?qū)ぜ缚p內(nèi)部的氣孔、夾雜、裂紋等缺陷進(jìn)行快速無(wú)損而且精確的檢測(cè),能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)工件缺陷的定位、定性、評(píng)估和診斷,因此其作為常規(guī)的無(wú)損檢測(cè)手段之一,在焊接質(zhì)量檢測(cè)領(lǐng)域中被廣泛應(yīng)用。然而,在對(duì)批量化產(chǎn)品的生產(chǎn)過(guò)程中,由于存在著受人為因素影響較大、檢測(cè)效率低、檢測(cè)一致性差、誤檢率高和勞動(dòng)強(qiáng)度大等問(wèn)題,使得對(duì)其的檢測(cè)模式正逐步由手工檢測(cè)提升到自動(dòng)檢測(cè)。本文針對(duì)超長(zhǎng)薄壁壓力管件的焊接質(zhì)量自動(dòng)檢測(cè)的工程課題要求,設(shè)計(jì)完成了一種適用于薄壁、超長(zhǎng)壓力管件直焊縫缺陷的超聲自動(dòng)檢測(cè)控制系統(tǒng)。在對(duì)國(guó)內(nèi)外薄壁壓力容器超聲波檢測(cè)相關(guān)技術(shù)進(jìn)行充分分析研究的基礎(chǔ)上,根據(jù)產(chǎn)品生產(chǎn)情況和工藝要求,設(shè)計(jì)了超聲檢測(cè)控制系統(tǒng)的總體框架和實(shí)現(xiàn)方案;針對(duì)管件超長(zhǎng)、體積大等問(wèn)題,設(shè)計(jì)了管件夾持動(dòng)力控制系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了上料之后對(duì)整體管件的夾緊控制;針對(duì)管件直焊縫缺陷疵病檢測(cè)問(wèn)題,設(shè)計(jì)了管件的旋轉(zhuǎn)動(dòng)力控制系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了對(duì)管體直焊縫的找正定位;針對(duì)管體壁厚較薄的特點(diǎn),設(shè)計(jì)了基于蘭姆波的雙點(diǎn)聚焦正交探頭組、收發(fā)一體的超聲探頭檢測(cè)工裝和運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了對(duì)直焊縫軸向和周向缺陷的正交檢測(cè)和運(yùn)動(dòng)控制;針對(duì)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)供電不穩(wěn)定及其干擾等問(wèn)題,設(shè)計(jì)了電壓變換、功率分配及限流保護(hù)的安全控制系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了各動(dòng)力系統(tǒng)的安全可靠運(yùn)行;針對(duì)檢測(cè)系統(tǒng)的安全性問(wèn)題,設(shè)計(jì)了安全信號(hào)檢測(cè)和安全控制系統(tǒng),保證了檢測(cè)系統(tǒng)的安全運(yùn)行。本系統(tǒng)以PC+PLC為核心,基于Modbus RTU通信協(xié)議,通過(guò)檢測(cè)控制指令和工業(yè)觸摸顯示器的人機(jī)交互界面可視化設(shè)計(jì),完成了對(duì)動(dòng)力驅(qū)動(dòng)、檢測(cè)運(yùn)動(dòng)和安全控制等各系統(tǒng)狀態(tài)的有效控制,為產(chǎn)品的檢測(cè)提供了可靠保證。通過(guò)對(duì)系統(tǒng)的軟、硬件測(cè)試以及工程應(yīng)用檢驗(yàn)表明,系統(tǒng)的整體性能、功能和穩(wěn)定性均達(dá)到了設(shè)計(jì)要求,滿足了對(duì)超長(zhǎng)薄壁壓力管件焊接質(zhì)量進(jìn)行工業(yè)自動(dòng)化檢測(cè)的工程應(yīng)用要求,所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)已在廠方流水線作業(yè)項(xiàng)目中得到應(yīng)用。
【學(xué)位授予單位】：中北大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TG441.7;TP273
【圖文】：

中北大學(xué)學(xué)位論文管件內(nèi)部的缺陷進(jìn)行識(shí)別定位和分析，這就涉及到了對(duì)超聲信號(hào)探超聲信號(hào)探傷原理分析主要需要弄清楚超聲波的探傷原理、超聲波波的探傷原理。探傷原理是利用超聲波可以穿透金屬材料的特性，當(dāng)超聲波從材料的一個(gè)面時(shí)候，會(huì)在界面的邊沿處發(fā)生反射，當(dāng)超聲波的波束從零件表面內(nèi)部時(shí)，如果在金屬材料的內(nèi)部碰到缺陷與零件的底面時(shí)就會(huì)產(chǎn)生熒光屏上形成脈沖反射波形，根據(jù)這些脈沖波形就可以用來(lái)判斷零理圖如圖 2.1 所示。

12圖 2.3 管件焊接質(zhì)量檢測(cè)控制系統(tǒng)架構(gòu)框圖統(tǒng)采用 PC+PLC 結(jié)構(gòu)為控制核心，基于 Modbus RTU 通信協(xié)議，通過(guò)檢測(cè)工業(yè)觸摸顯示器的人機(jī)交互界面可視化設(shè)計(jì)，完成了對(duì)動(dòng)力驅(qū)動(dòng)、檢測(cè)運(yùn)動(dòng)等各系統(tǒng)狀態(tài)的有效控制，為產(chǎn)品的檢測(cè)提供了可靠保證。動(dòng)力驅(qū)動(dòng)控制系各組件提供動(dòng)力，驅(qū)動(dòng)其完成相應(yīng)的位置調(diào)節(jié)運(yùn)動(dòng)，包括：夾持驅(qū)動(dòng)、探頭、檢測(cè)工裝運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)。主控系統(tǒng)與通信系統(tǒng)主要用來(lái)對(duì)相關(guān)參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)檢錄，對(duì)伺服電機(jī)及系統(tǒng)的工作過(guò)程進(jìn)行控制，可實(shí)現(xiàn)設(shè)備自動(dòng)控制運(yùn)行和人

圖 2.4 PLC 控制結(jié)構(gòu)組成圖2.3 系統(tǒng)控制方式與工作流程2.3.1 控制方式與設(shè)計(jì)步驟綜合以上的系統(tǒng)需求與整體架構(gòu)，充分考慮到系統(tǒng)的功能完善、檢測(cè)效率和操作人員的安全等因素，將超聲檢測(cè)設(shè)備設(shè)置為兩種控制模式：手動(dòng)控制、自動(dòng)控制。(1)手動(dòng)控制，手動(dòng)控制模式是指檢測(cè)員可以根據(jù)檢測(cè)的流程，逐步通過(guò)切換控制面板上的按鈕來(lái)完成對(duì)管件的夾緊與檢測(cè)，因此在控制面板上應(yīng)該具有完成整套動(dòng)作流程的所有指令執(zhí)行的按鈕和狀態(tài)顯示。(2) 自動(dòng)控制，自動(dòng)控制模式是指檢測(cè)員可以根據(jù)生產(chǎn)效率一步完成超聲探傷的檢測(cè)過(guò)程，不需要一步步的通過(guò)切換按鈕來(lái)實(shí)現(xiàn)整套檢測(cè)流程，工件上位卡緊后只需要按下檢測(cè)按鈕即可自動(dòng)完成探傷檢測(cè)操作。整體操作過(guò)

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