机器人在工件探伤中的应用

机器人在工件探伤中的应用（精选10篇）

机器人在工件探伤中的应用 第1篇

机器人在工件探伤中的应用

一、直角坐标机器人介绍

德国百格拉公司是世界上最著名的机器人供应商之一，生产多种规格的直线运动单元 / 导轨、步进电机、交流伺服电机、直线电机和多轴数控系统。以此为基础，在短时间内可提供各种规格的线性导轨、二维、三维标准机器人及用户专用机器人和生产线。这些机器人可以装备焊枪、通用手爪或专用工具，完成焊接、搬运、上下料、包装、码垛、拆垛、检测、探伤、分类、装配、贴标、喷码、打码、(软仿型)喷涂等一系列工作。由于百格拉的导轨、驱动电机、减速机和控制系统等所有部件全部自己生产，使得机器人整体性能更加优异。十多年来，出厂的机器人和生产线全部在正常工作。深受包装机械、印刷机械、机械电子、汽车、食品、药品和化妆品生产等行业新老用户的厚爱。

百格拉公司的 120 多名专家及工程技术人员成功开发生产了各种规格的线性导轨，并在此基础上与用户密切合作开发通用及专用机器人，已为许多厂家提供了数千台各种专用机器人及生产线。其中一个应用领域是工件无损探伤。

在直角坐标机器人中各个轴主要是做直线运动，而且运动方向通常是相互垂直的，所以叫直角坐标机器人。直角坐标机器人可分为一维到多维很多种，每一维是一个运动轴，由一个直线运动单元组成。一台喷涂用三维直角坐标机器人由三个直线运动单元组成，而一台码垛机器人根据应用要求通常由几个一维，二维和三维直角坐标机器人组合而成。百格拉公司直角坐标机器人的主要技术数据是运动行程 0 到 18 米 ;负载 1――180 公斤;重复定位精度 0.05mm ;每个轴运动速度最高可达 5 米 / 秒。

每个直线运动单元的主要部分是特制高强度高直线度铝型材，横截面积可实现 40× 40mm 2 到 120× 120mm 2 ,也可以由多根组合成为一个大截面的导轨。型材内部配有特殊的钢轨来保证机械强度和长期保持平行度，同时也是运动滑块的载体。配滚珠丝杠和密封轴承导轨的直线运动单元的特点是定位精度高，带负载能力强，速度最大到 1 米 / 秒;滑动方式分为光杠滚轮轴承导轨和密封轴承导轨;优点是钢性好、磨擦系数小、阻力低、精度高;传动方式主要有齿型带、齿条和滚珠丝杠传动;驱动电机主要分为步进电机和伺服电机两种，有时驱动电机配 NEUGART 精密行星减速机来增大出力和减少负载的转动惯量。

根据机器人所要完成的工作，首先确定机器人的结构组成。可以是龙门式，挂壁安装式等。再按工作要求所给出各轴的运动行程、负载、运动速度、加速度，动作周期来选每个运动轴直线运动单元的型号，所配驱动电机及所配 NEUGART 精密行星减速机的型号。下图是一个典型三维直角坐标机器人。

二、百格拉公司机器人在无损检测中的应用案例

1、在航天飞船部件无损检测中的应用

(1) 任务：采用超声无损探伤对航天飞船上的.许多

部件进行无损扫描。

(2) 机器人型号及设备

● 选用百格拉三维直角坐标机器人 PR 6/3 ,

X , Y , Z 轴的有效行程分别为 5400mm ,

5400mm 和 400mm .在 Z 轴下端上装配

可旋转超声探头。探头旋转角度是 0――360° .

最大可以被测物体是 5400*5400* 400 mm .

● 可对部件从上到下 360° 无损探伤扫描。

扫描密度几乎没有限制，可以非常精密，

也可以仅对部件的几个关键部位进行无损

探伤扫描。

● 右图是对仪表板进行无损探伤扫描。

(3) 任务描述：控制系统使用百格拉公司 TLCC ,驱动电机是百格拉公司智能伺服控制系统 TLC612 , TLC411 实现定位控制。 TLCC 是一个专用工控机，通过 CAN 总线控制 TLC 伺服控制系统。 TLCC 可以预存很多部件的几何数据，用于引导超声探头等距离或多方位、多角度的无损探伤扫描。得到的测量数据可以存储在 TLCC 中，可以给出分析探伤的结果，可以打印或上传给上位机，以便进一步保存和分析，也可以显示出探伤扫描图象及对应滤波，增强、放大、旋转、特征提取及分析等。

2、

(1) 任务：航天飞船圆柱类部件无损探伤扫描

(2) 机器人型号及设备

● 选用百格拉二维直角坐标机器人 LP-4/2 ,

● x 轴行程为 500mm , z 轴行程为 1300mm ,

在 Z 轴上装配扫描头，通过可旋转轴可对

仪表板由上到下每一个部位进行 360° 扫

描。

● 旋转轴采用 BERGER LAHR 步进电机

VRDM31117 驱动加 NEUGART 精密

行星减速机 PLS90/8 .控制系统使用

百格拉公司专用工控机 TLCC .

(3) 任务要求：整个过程需要机器人

的动作

保持高重复性，并且要求定位极其精确，

可简便地完成自动和手动操作等功能的转换。这里探头不转，可以上下和前后精密运动。被测部件要转动，其它功能类同前面 1 )中所描述的。

3、

(1) 任务：超大型圆柱类钢件无损探伤扫描。

(2) 机器人型号及设备

● 选用二维直角坐标机器人 LP-8/2 ,

● 完成 X 轴和 Z 轴方向上的动作。 X 轴驱动电机采用 BERGER LAHR 伺服电机 SER31122 , SER31122 驱动一个德国 NEUGART 公司精密行星减速机 PLS90HP . Z 轴驱动电机采用 BERGER LAHR 步进电机 VRDM3913 , VRDM3913 驱动一个德国 NEUGART 公司精密行星减速机 PLS70/64HP .

● 被测物体是 8m 长，直径 600mm 的柱类钢件，放在一个大型液体容器里。大型容器的两端各有一个夹具，用于水平固定柱类钢件。钢件作为转动轴由一台 BERGER LAHR 伺服电机 SER31122 配德国 NEUGART 公司精密行星减速机 PLS115/64HP 驱动。

(3) 任务要求：

旋转轴带动长约 8m 的钢件每旋转一个角度 X1 后静止， Z 轴下到钢件表面 X2 毫米高后停止。这时 X 轴开始运动，每移动 X3 毫米探头扫描一次，完成 X 轴方向 8m 长的扫描后 X 轴和 Z 轴都处于静止状态。旋转轴再按原转动方向转动 X1 度停止， X 轴开设扫描运动。这一过程要反复进行到整个钢件表面被均匀扫描一次。

所以整个过程需要机器人的动作保持高重复性，平稳性，并且要求定位极其精确。 X 轴的定位精度如下：电机每转为 16384 点，经行星减速机 64 倍减速后为 16384*64 . X 轴的驱动轴每转一转， X 轴行走 175mm , 电机每转一步 X 轴走 175000/16384/64 =0.167 μm. X 轴的定位精度如下：电机每转为 16384 点，经行星减速机 64 倍减速后为 16384*64 .旋转轴每转一转对应的周长是 600*3.14 = 1884mm , 电机每转一步旋转轴表面转过 1884000/16384/64 =1.797 μm .实际上用不着这样高的精度，而用精密行星减速机的目的是为了大量减少驱动电机与负载的转动惯量比，来保证各轴的精确平稳运行。 控制系统使用百格拉公司专用工控机 TLCC ,其功能同前面的两个应用。

三、结束语：

本文讲述了德国百格拉公司的直角坐标机器人配套超声波扫描仪，在工件探伤中的三例应用。此外，德国百格拉公司的直角坐标机器人还被打量用于 X 射线探伤扫描。类似的应用还有配备 CCD 摄像机来检验和识别一些印刷品的质量。配备激光高度测量仪来对超大物体的三维形状进行测量和检验，如大型铸件和飞机上许多三维铝板等。在许多测量工作中，德国百格拉公司的直角坐标机器人多年来运行非常稳定可靠。用德国百格拉公司的直角坐标机器人和直线运动单元可以很快组装成几乎所需的各种样式尺寸的测试专用机器人，节省时间，人力和费用。北京两家用户用德国百格拉公司的直角坐标机器人和 CCD 摄像机来检验物体，两年来机器人运行非常平稳。随着大批量全自动化生产的迅猛发展及很多产品要在许多生产环节 100% 被检测，这类直角坐标机器人将具有更加广范的市场前景和发展潜力!

机器人在工件探伤中的应用 第2篇

一、无损检测的方法: 无损检测的常规方法有直接用肉眼检查的宏观检验和用射线照相探伤、超声波探伤、磁粉探伤、渗透探伤、涡流探伤等仪器检测。肉眼宏观检测可以不使用任何仪器和设备，但肉眼不能穿透工件来检查工件内部缺陷，而射线照相等方法则可以通过各种各样的仪器或设备来进行检测，既可以检查肉眼不能检查的工件内部缺陷，也可以大大进步检测的正确性和可靠性。至于用什么方法来进行无损检测，这需根据工件的情况和检测的目的来确定。

二、超声波的常识: 超声波频率超过人耳听觉，频率比20千赫兹高的声波叫超声波。用于探伤的超声波，频率为0.4-25兆赫兹，其中用得最多的是1-5兆赫兹。利用声音来检测物体的好坏，这种方法早已被人们所采用。例如，用手拍拍西瓜听听是否熟了；医生敲敲病人的胸部，检验内脏是否正常；用手敲敲瓷碗，看看瓷碗是否坏了等等。但这些依靠人的听觉来判定声响的检测法，比声响法要客观和正确，而且也比较轻易作出定量的表示。由于超声波探伤具有探测间隔大，探伤装置体积小，重量轻，便于携带到现场探伤，检测速度快，而且探伤中只消耗耦合剂和磨损探头，总的检测用度较低等特点，目前建筑业市场主要采用此种方法进行检测。

三、超声波探伤在焊接中的应用: 首先要了解图纸对焊接质量的技术要求。目前钢结构的验收标准是依据GB50205-95《钢结构工程施工及验收规范》来执行的。标准规定：对于图纸要求焊缝焊接质量等级为一级时评定等级为Ⅱ级时规范规定要求做100%超声波焊接；对于图纸要求焊缝焊接质量等级为二级时评定等级为Ⅲ级时规范规定要求做20%超声波探伤；对于图纸要求焊缝焊接质量等级为三级时不做超声波内部缺陷检查。在此值得留意的是超声波探伤用于全熔透焊缝，其探伤比例按每条焊缝长度的百分数计算，并且不小于200mm。对于局部探伤的焊缝假如发现有不答应的缺陷时，应在该缺陷两真个延伸部位增加探伤长度，增加长度不应小于该焊缝长度的10%且不应小于200mm，当仍有不答应的缺陷时，应对该焊缝进行100%的探伤检查，其次应该清楚探伤时机，碳素结构钢应在焊缝冷却到环境温度后、低合金结构钢在焊接完成24小时以后方可进行焊缝探伤检验。另外还应该知道待测工件母材厚度、接头型式及坡口型式。截止到目前为止在实际工作中接触到的要求探伤的尽大多数焊缝都是中板对接焊缝的接头型式，所以下面主要就对焊缝探伤的操纵做针对性的总结。

一般地母材厚度在8-16mm之间，坡口型式有I型、单V型、X型等几种形式。在弄清楚以上这此东西后才可以进行探伤前的预备工作。在每次探伤操纵前都必须利用标准试块（CSK-IA、CSK-ⅢA）校准仪器的综合性能，校准面板曲线，以保证探伤结果的正确性。具体的方法如下：

1、探测面的修整：应清除焊接工作表面飞溅物、氧化皮、凹坑及锈蚀等，光洁度一般低于▽4。焊缝两侧探伤面的修整宽度一般为大于即是2KT+50mm，（K:探头 K值，T：工件厚度）。一般的根据焊件母材选择K值为2.5探头。例如：待测工件母材厚度为10mm,那么就应在焊缝两侧各修磨100mm。

2、耦合剂的选择应考虑到粘度、活动性、附着力、对工件表面无腐蚀、易清洗，而且经济，综合以上因素选择浆糊作为耦合剂。

3、由于母材厚度较薄因此探测方向采用单面双侧进行。

4、由于板厚小于20mm所以采用水平定位法来调节仪器的扫描速度。

5、在探伤操纵过程中采用粗探伤和精探伤。为了大概了解缺陷的有无和分布状态、定量、定位就是精探伤。使用锯齿形扫查、左右扫查、前后扫查、转角扫查、环绕扫查等几种扫查方式以便于发现各种不同的缺陷并且判定缺陷性质。

6、对探测结果进行记录，如发现内部缺陷对其进行评定分析。焊接对头内部缺陷分级应符合现行国家标准GB11345-89《钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级》的规定，来评判该焊否合格。假如发现有超标缺陷，向车间下达整改通知书，令其整改后进行复验直至合格。

四、焊缝检验 焊缝检验方法: 1,外观检查.2,致密性试验和水压强度试验.3,焊缝射线照相.4,超声波探伤.5,磁力探伤.6,渗透探伤.关于返修规定:具体情况具体对待,总之要力争减少返修次数在厂房建设及设备安装中大量使用钢结构，钢结构的焊接质量十分重要，无损检测是保证钢结构焊接质量的重要方法。一般的焊缝中常见的缺陷有：气孔、夹渣、未焊透、未熔合和裂纹等。到目前为止还没有一个成熟的方法对缺陷的性质进行正确的评判，只是根据荧光屏上得到的缺陷波的外形和反射波高度的变化结合缺陷的位置和焊接工艺对缺陷进行综合估判。对于内部缺陷的估判以及缺陷产生原因和防止措檀越有有以下几点：

1.气孔：单个气孔回波高度低，波形为单缝，较稳定。从各个方向探测，反射波大体相同，但稍一动探头就消失，密集气孔会出现一簇反射波，波高随气孔大小而不同，当探头作定点转动时，会出现此起彼落的现象。产生这类缺陷的原因主要是焊材未按规定温度烘干，焊条药皮变质脱落、焊芯锈蚀，焊丝清理不干净，手工焊时电流过大，电弧过长；埋弧焊时电压过高或网络电压波动太大；气体保护焊时保护气体纯度低等。假如焊缝中存在着气孔，既破坏了焊缝金属的致密性，又使得焊缝有效截面积减少，降低了机械性能，特别是存链状气孔时，对弯曲和冲击韧性会有比较明显降低。防止这类缺陷防止的措施有：不使用药皮开裂、剥落、变质及焊芯锈蚀的焊条，生锈的焊丝必须除锈后才能使用。所用焊接材料应按规定温度烘干，坡口及其两侧清理干净，并要选用合适的焊接电流、电弧电压和焊接速度等。2.夹渣：点状夹渣回波信号与点状气孔相似，条状夹渣回波信号多呈锯齿状波幅不高，波形多呈树枝状，主峰边上有小峰，探头平移波幅有变动，从各个方向探测时反射波幅不相同。这类缺陷产生的原因有：焊接电流过小，速度过快，熔渣来不及浮起，被焊边沿和各层焊缝清理不干净，其本金属和焊接材料化学成分不当，含硫、磷较多等。防止措施有：正确选用焊接电流，焊接件的坡口角度不要太小，焊前必须把坡口清理干净，多层焊时必须层层清除焊渣；并公道选择运条角度焊接速度等。

3.未焊透：反射率高，波幅也较高，探头平移时，波形较稳定，在焊缝两侧探伤时均能得到大致相同的反射波幅。这类缺陷不仅降低了焊接接头的机械性能，而且在未焊透处的缺口和端部形成应力集中点，承载后往往会引起裂纹，是一种危险性缺陷。其产生原因一般是：坡口纯边间隙太小，焊接电流太小或运条速度过快，坡口角度小，运条角度不对以及电弧偏吹等。防止措施有：公道选用坡口型式、装配间隙和采用正确的焊接工艺等。

探伤在网壳施工中的应用 第3篇

关键词：超声波无损检测,焊缝缺陷,网壳球管

引言

近年来, 空间结构网壳工程发展迅猛, 其制作、安装施工的质量控制日显重要。网壳质量问题事关生命财产安全, 一旦网壳工程溃塌, 必将导致非常严重的后果。超声波无损检测技术在焊接球节点网壳中的应用, 有效地控制了焊缝的缺陷, 保证了网壳的施工质量。我公司在网壳施工中一直采用超声波无损检测技术控制网壳焊缝质量, 收到了显著的效果。

1 超声波无损检测的技术优势

目前, 超声波检测技术在网壳工程施工中已成为必不可少的质量控制手段。不仅能保证网壳的焊缝质量, 而且具有潜在的经济效益和社会效益。

在应用超声波无损检测技术之前, 通常是通过外观目测来检查焊缝质量, 但其漏检率很高。超声波检测技术的应用, 成功地解决了焊接球节点网壳焊缝的缺陷检测问题, 不但能发现缺陷的位置、大小、深度, 而且漏判率低。我公司在西山煤电集团官地矿选煤厂储煤场改造工程中, 对槽仓网壳焊缝质量检测的统计结果见表1。

焊接球节点网壳因施工时单面施焊 (另一面为钢管内部) , 施焊根部缺陷发生率高。采用超声波无损检测技术是发现焊接球节点网壳缺陷的重要手段。上述工程的统计资料显示, 在超声波无损检测的超标缺陷中, 根部未焊透的占超标缺陷的45 %～55 %, 超标缺陷分类情况见表2。

在工程中, 绝大多数的裂纹是由焊口根部开始, 有的缺陷高度甚至达壁厚的20 %～30 %, 这些根部面状缺陷对焊缝强度的影响极大, 必须返修。实践证明, 采用超声波无损检测可以及时发现空间结构网壳焊缝质量缺陷, 而且对危险性缺陷有较高的检出率, 可靠性高, 可以及时反馈给有关部门, 以便就焊缝缺陷与焊工协商改进或调整焊接工艺, 同时增强焊工的责任心, 保证焊接施工质量, 减少判废节点数量, 达到提高合格率的目的。

2 焊缝缺陷的成因

网壳焊缝内部较多见的缺陷有气孔、夹渣、未焊透、未融合、裂纹等。我们对所承建的网壳工程进行了超声波无损检测的资料统计, 结果显示, 根部钝边未焊透、夹渣是网壳中球、管组合焊缝中最常见的危险性缺陷, 其中根部钝边未焊透约占网壳返修焊缝的50 %。根部钝边未焊透缺陷减少了焊缝的有效截面, 引起施焊处应力集中, 影响焊缝强度。因此, 网壳施工中焊缝的超声波无损检测应以根部钝边未焊透缺陷为主。

导致焊缝中产生根部钝边未焊透缺陷的原因是多方面的, 主要有:

(1) 焊缝间隙过小。

(2) 焊管坡口角度过小。

(3) 钝边过大, 其中有些是由于钢管壁厚薄不均匀引起的。

(4) 焊接工艺操作不当。

(5) 焊接电流过小。

(6) 焊接速度过快。

(7) 接电弧电压偏高。

(8) 焊缝接口处存在水、锈、污物等。

在以上因素中, 除了第3条之外, 其余均是由于人为因素引起的, 完全可以在施工中减少其产生, 从而提高网壳施工质量, 达到控制网壳质量的目的, 提高生产效率, 节约资源。

3 无损检测技术的应用效果

(1) 安全保障。利用超声波无损检测技术, 既可以对网壳组装前的空心球进行逐个质量探伤, 又可以对组装后的受拉节点焊缝进行探伤检测。凡经过超声波无损检测且通过修正达到合格的工程, 其安全性都得到了保证, 杜绝了恶性网壳结构事故的发生。

(2) 质量保证。超声波无损检测技术不仅使工程质量得到了可靠保证, 同时可以监视网壳在动载荷下缺陷是否新生, 以延长网壳结构的使用寿命, 最大程度地降低成本。

(3) 经济效益。非破损性检测技术的经济效益来自其技术的先进性和实用性。用价值工程分析, 应用超声波无损检测技术可大大减少因事故而造成的损失, 同时可节约钢材与试验费用。

(4) 提高效率。由于从材料进场到单元拼装全过程的检测技术把关, 对发现的问题可及时排除, 从而避免了整体浪费和部分报废。既节约了工时、材料, 又节省了劳力, 减轻了工人的劳动强度, 提高了施工效率。

4 网壳焊接的质量控制措施

在生产车间和施工现场应用超声波无损检测技术控制焊接质量, 最主要的焊接缺陷是焊缝熔透达不到钢管底部而形成未焊透。为此, 首先要重视网壳施工拼装质量。网壳拼装是焊接的前一道工序, 良好的拼装质量是保证焊缝质量的前提条件。在网壳拼装时应严格按照规范要求施工, 使焊缝间隙、坡口角度、钝边大小等技术要求得到保证。

4.1 提高焊工技术素质

在钢球与钢管焊接的过程中, 涉及到平焊、爬坡焊、立焊、仰焊等全方位焊接, 施焊人员必须持证上岗, 必须熟悉焊接工艺规程, 定点、定位、定人施焊。

4.2 减少焊接变形

(1) 焊工的施焊位置应均匀对称, 施焊速度、施焊电流基本一致, 每条焊缝均打焊工钢印, 并做好记录。

(2) 焊缝分两遍焊接, 打底采用烘干的E4303型Φ 2.5 mm～Φ 3.2 mm电焊条, 焊接电流选用65～70 A进行施焊, 以保证根部能够焊透。罩面采用烘干的E4303型Φ 4 mm电焊条, 焊接电流选用120～130 A进行施焊。焊缝要饱满, 达到设计要求的高度。

(3) 对所有的焊缝进行目视检测, 包括焊缝及热影响区、各类表面缺陷、焊缝几何尺寸等, 并按照规范要求对20 %的受拉杆件焊缝进行超声波无损探伤。

(4) 施焊前认真清除焊缝表面的污物。

3 结语

机器人在工件探伤中的应用 第4篇

一、对无损探伤工作的抽测

近两年，北京加大了对市政基础设施的投入力度，大量市级和国家重点建设项目及其配套工程开工建设，这其中包括远郊区县锅炉房整合改造工程、三河热电厂输热主干线工程、京平天然气管线工程、京包联络线天然气工程等。北京市公用工程质量监督站在对这些工程质量进行监督中，重点加强了对无损探伤工作的监管力度。因为在公用工程中，既有锅炉安装，也有燃气、热力等压力管道安装，无损探伤质量在其中起着举足轻重的作用。我们主要采用以下方式对无损探伤质量进行监管。

（一）对无损探伤单位的资质要求

按照有关规定，无损探伤单位的资格认证工作在特种设备安全监督管理部门，而施工资质认证工作则在住房和城乡建设管理部门。为便于公用工程建设有关单位选择无损检测机构，根据无损检测单位的现状及其专业特点，在听取部分参建单位的意见后，北京市公用工程质量监督站对申请特种设备无损检测、建筑结构无损检测的检测机构进行了核查，主要包括营业执照、备案项目、特种设备检验机构核准证、辐射安全许可证、建筑企业资质证书、核准级别、发证单位、证书有效期、批准项目、无损检测人员资格情况等，检测单位须承诺所提供的信息及所有附件真实、准确，所列检测人员均为本单位正式职工，允许其以本单位的名义从事特种设备无损检测工作，其工作质量由本单位全权承担相应的质量及法律责任。北京市公用工程质量监督站将核查通过单位的名录及允许的检测项目分可从事建筑结构和特种设备无损检测，以及仅可从事特种设备无损检测工作两类在本站网站上进行了公示，并做备案。这项工作既方便相关单位选取检测单位，同时也简化了监督人员在施工现场对检测单位资质审查的程序，充分体现了公用工程监督站在监督工作中注重服务的理念，此举得到了建设和检测单位的充分肯定和好评。当然，这样做并不排斥其他具备相应资质资格的无损探伤单位。

（二）对探伤工作的抽测方式

1.检测现场[1]

（1）检测用仪器和设备的性能应进行定期检定（校准），并有记录可查。

（2）具备无损检测工艺规程和工艺卡。其中，工艺卡应包括以下内容：工艺卡编号；产品名称、产品编号，制造、安装或检验编号，承压设备的类别、规格尺寸、材料牌号、材质、热处理状态及表面状态；检测设备与器材：设备种类、型号、规格尺寸、检测附件和检测材料；检测工艺参数：检测方法、检测比例、检测部位、标准试块或标准试样（片）；检测技术要求：执行标准和验收级别；检测程序；检测部位示意图；编制（级别）人和审核（级别）人；制定日期。

（3）实施无损检测的人员应按无损检测工艺卡进行操作。

（4）现场观片灯、黑度计符合要求。现场条件不影响评片的准确性。

（5）无损检测人员应与在市公用工程质量监督站备案材料相符，且只能从事与本人资格级别相应的无损检测工作，并负相应的技术责任。

（6）检测记录和报告应准确、完整，并经相应责任人员签字认可。

（7）出现超标缺陷后，是否按规范要求进行了加倍检测。

2.无损探伤抽样检测和比对检测

按施工验收规范要求，现大部分探伤均为抽检，比例不一，偶然性比较大，我们根据对原探伤单位检测情况的检查，聘请双方都认可的第三方检测单位采用相同的检测和评定标准对原检测单位未抽查到的、且较容易出现问题的部位进行抽测，同时对其已抽测部位进行比对检测，目的是进一步检查施工单位的施工质量，并对原检测单位的检测质量进行复核。同时，对底片质量以及评定情况进行检查，对底片评定有异议的同样聘请双方都认可的第三方检测单位进行复评。

（三） 近两年抽测情况

近两年，着重对重点工程以及大型工程无损探伤质量进行了有针对性的监督抽测，通过抽测，发现了一些问题，主要表现为：个别底片清晰度差或黑度超标；个别缺陷未记录，未定量；个别的未按要求放置像质计或对比试块；标记不规范；以及存在误评和漏评现象等。2008年度无损探伤抽查中，不合格率达到20%。2009年度组织对在公用行业从事无损检测的6家单位开展了形式多样的监督抽查，除抽查现场的工作质量外，还增加了对评片质量的抽查，对抽查中发现存在缺陷的漏评、底片质量不合格等问题，占抽查总数的83.3%（见表1所示）。检测单位对此深有感触，认为监管部门确实有必要对该工作加强检查，以确保工程质量符合标准的规定要求。这项工作不仅提高了施工单位的管理意识，同时也对专业检测机构的工作起到了促进作用，改变了以往在公用工程建设行业内，无人对无损探伤检测机构工作进行监督检查的问题，有效地促进了相关单位的质量意识的提高。

二、结束语

通过近两年此项工作的开展，表明无损探伤监督抽测在公用工程管理中的作用是明显的，使抽查真正起到正确反映焊接质量和无损探伤质量的作用,并得到了原检测单位的认可，对发现的多数单位存在缺陷漏评、底片质量不合格等问题，均已要求责任单位组织进行了整改，对漏评的超标准缺陷还要求施工单位进行了返修处理，减少了安全隐患，从而把住了保证公用设施安全运行的最后关键环节，取得了良好的社会效益。

参考文献

[1] JB/T4730.2-2005.承压设备无损检测 第2部分：射线检测[S].

机器人在工件探伤中的应用 第5篇

摘要：船舶焊接是保证船舶密性和强度的关键，是保证船舶质量的关键，是保证船舶安全航行和作业的重要条件。如果焊接存在着缺陷，就有可能造成结构断裂、渗漏，甚至引起船舶沉没。因此，在船舶建造中焊接质量是重点验收工作之一，射线探伤能直接判断船体焊缝中存在的缺陷的种类、大小、部位及分布情况，直观可靠，重复性好，容易保存，当前船厂普遍采用X射线探伤来进行船体焊缝的内部质量检查。关键词：船舶焊接、射线探伤、X射线 1.引言

1895年德国物理学家伦琴发现X射线，1912年美国物理学家D库利吉博士研制出新型X射线管一白炽阴极X射线管，这种X射线管可以承受高电压、高电流，为X射线的工业应用提供了基础。1922年美国麻萨诸塞州陆军兵工厂安装了库利吉管X射线机，工作电压为200kV，管电流达5111A，一次完成了真正的工业射线照相。

此后，射线照相检验技术得到了迅速的发展，1930年前后，射线照相检验技术正式进入工业应用。1940年前后，首次得出了射线照相检验底片质量问题。1962年前后，建立了完整的、至今仍在指导常规射线照相检验技术的基本理论。1970年以后，图像增强器射线实时成像检验技术、射线层析检测技术等发展迅速。1990年以后射线检测技术进入了数字射线检测技术时代，成像板及线阵列射线实时成像检验技术和CR技术是发展中的重要技术。对于工业应用，射线检测技术已形成了一个完整的技术系统，一般认为可划分为：射线照相检验技术、射线实时成像检验技术、射线层析检测技术和辐射测量技术四类。射线照相检验技术主要是X射线照相检验技术、Y射线照相检验技术、中子射线照相检验技术和非胶片射线照相检验技术等。2.X射线探伤的检验原理

X射线是一种波长很短的电磁波，波长范围为0.0006一80nm，具有很强的穿透力，能穿透一般可见光不能穿透的各种不同密度的物质。

X射线检测原理是：当射线透过被检物体时，有缺陷部位与无缺陷部位对射线吸收能力不同，因而可以通过检测透过被检物体后射线强度的差异，来判断被检测材料内部是否存在缺陷。放在适当的位置，使其在透过射线的作用下感光，经过暗室处理后就得到X射线底片。底片上各点的黑色程度取决于射线强度和照射时间的乘积，由于缺陷部位和完好部位的透过射线的强度不同，底片上相应部位就会出现黑度差异。把底片放在观片灯上，借助透过光线观察，可以看到由黑度差异构成的不同形状的影像。评片人员据此判断缺陷情况并做出评价，这样就完成了对被检对象的无损检测。3.射线探伤的特点

射线检测技术，与其他常规无损检测技术，如超声检验技术、磁粉检验技术、渗透检验技术、涡流检验技术比较，具有的主要特点是：(1)对被检验工件无特殊要求，检验结果显示直观；(2)检验技术和检验工作质量可以自我监测。4.射线探伤的应用

射线检测技术不仅可用于金属材料(黑色金属和有色金属)的检验，也可用于非金属材料和复合材料的检验，特别是它还可能用于放射性材料的检验。检验技术对被检工件或试件的表面和结构没有特殊要求，所以它可以应用各种产品的检验。目前，射线广泛地应用于机械、兵器、船舶、核工业、航空、航天、电子等各工业领域，其中应用最广泛的方面是铸件和焊接件的检验。射线检测技术在工业与科学研究等方面的主要应用类型包括：

(1)探伤：铸造、焊接工艺缺陷检验，复合材料构件检验等；(2)测厚：厚度在线实时测量；

(3)检查：机场、车站、海关检查，结构与尺寸测定等；

(4)研究：弹道、爆炸、核技术、铸造工艺等动态过程研究，考古研究，反馈工程等。5.射线探伤的安全问题

在应用中，射线检测技术需要考虑的主要问题是辐射防护问题。射线具有辐射生物效应，对人体可以产生伤害，因此在应用射线检测技术时必须考虑辐射防护问题，必须按照国家和地方的有关标准、法规作好辐射防护工作，应力求避免辐射事故。6.X射线探伤的应用标准

焊缝的内部质量采用射线探伤、超声波探伤。以入级中国船级社为例，具体的实施见以下规范和标准：

(1)中国船级社2001《钢质海船入级与建造规范》；(2)中国船级社1996《钢质内河船入级与建造规范》；(3)中国船级社1998《材料与焊接规范》；(4)原中国船舶工业总公司《中国造船质量标准CSQS(1998)》；(5)GB／T3323—87钢熔化焊对接接头射线照相和质量分级；(6)CT3／T3177—94船舶钢焊缝射线照相和超声波检查规则；(7)GB／T3558—94船舶钢焊缝射线照相工艺和质量分级；(8)GB／T3559—94船舶钢焊缝手工超声波探伤工艺和质量分级。

以上规范和标准主要体现在船厂技术部门编制的有关焊接工艺文件中，在现场检验的检验人员主要是确定其工艺和计划是否经船检机构认可，在实际工作中船厂特别是中小型厂会经常疏忽，还需要注意以下内容：(1)无损探伤人员必须要有相应的资格。

(2)被评定为不合格的焊缝应及时返修，并注意对返修工艺的控制和检验。(3)当无损探伤发现焊缝内部有不允许存在的缺陷并认为该缺陷有可能延伸时则应在其延伸方向(一端或两端)增加探伤数量直至达到邻近合格的焊缝为止。

(4)当所有被检焊缝的一次合格率低于80％时，应对重要部位焊缝追加检查，其数量大约为10％一20％，并应对全部焊接工艺引起注意。

(5)射线拍片的布片密度应按钢材的材料级别从高到低递减，纵横向对接焊缝交叉处的布片方向应平行与横向对接焊缝。

(6)对危险化学品船焊缝的无损探伤，尚应对下列部分进行无损探伤。

a)液货舱舱壁板上所有的焊缝十字交叉处；

b)液货舱边界焊缝应探测裂纹，探测的长度应至少为液货舱边界焊缝总长度的10％；

c)当舷侧和船底纵骨以及纵舱壁水平扶强材在横舱壁处中断时，上述构件与横舱壁的焊缝应探测裂纹，探测的长度应至少为骨材与横舱壁连接焊缝总长度的10％；

d)当纵向构件和纵舱壁水平扶强材连续地通过横舱壁时，其与横舱壁的焊缝应探测裂纹，探测的长度对舷侧和船底纵向构件至少为总长度30％，对纵舱壁水平扶强材至少为总长度的20％。当横向构件连续地穿过液货舱纵舱壁时，该构件与边界连接焊缝戍探测裂纹探测的焊缝长度至少为总长度的10％。7.结论

众所周知，船舶结构件发生焊接裂纹对结构强度和航行安全危害极大，特别是一些隐性裂纹不易发现，一旦船舶出厂，这些隐性裂纹后患无穷。而射线检测技术依据被检工件的成分、密度、厚度等的不同，对射线产生不同的吸收和散射特性并对被检工件的质量、尺寸、特性等做出判断，能够很准确的检验出船舶构件中的焊接缺陷，避免事故的发生。

参考文献

[1]赵思连．船舶焊接缺陷及其质量检验[J]，(2001)03-21-03.[2]AWS美国焊接协会．焊接外观检验工作手册[S]，2006． [3]郑世才．射线检测[M]．机械工业出版社，2004．

[4]Kenneth R.Castleman.数字图像处理[M]，朱志刚，北京：电子工业出版社，2002，187—456．

[5]中国船级社．《钢质海船建造与入级规范》[S]，2001.[6]魏国亮，赵振宇，徐胜航，于洋．工业常用无损探伤原理及特点分析[J],（2008）03-0152-02.[7]罗旭辉．钢结构焊缝的超声探伤[J]，广州建筑，2002年，第一期．

[8]周志勇．船体焊缝缺陷X射线图像自动识别方法研究[D]．上海：上海海事大学轮机学院，2007．

[9]李卫东，李德元．焊接缺陷自动检测中区分典型条形缺陷判据的建立[J]．电力建设1999，20(2)：9一ll.[10]吴明复．焊缝的无损检测技术[J]．首都航天机械公司航天工艺，1998，20(6)：50—52.[11]于凤坤，赵晓顺，王希望，刘淑霞，马跃进．无损检测技术在焊接裂纹检测中的应用[J]，(2007)09—0353-03．

[12]姚培元．无损检测技术[M]．北京：航天大学出版社，1983． [13]强天鹏．射线检测[M]．昆明：云南科技出版社，1999．

焊接检验论文

专业：材料科学与工程

班级：材科11-1

姓名：

机器人在工件探伤中的应用 第6篇

摘 要：随着当代建筑技术日新月异的发展，钢结构在当代建筑中使用率越来越高。采用无损探伤的手段对焊缝进行质量检验是确保钢结构工程质量的重要环节。本文从规范规定的焊缝等级、相应检测的类别、评判标准及缺陷特性等方面对钢结构超声波无损探伤做了初步探讨。

关键词：钢结构 检测 焊缝 超声波无损探伤 焊缝等级

随着当代建筑技术日新月异的发展，建筑结构体系的种类不断的朝轻质、高强的方向发展，钢管混凝土结构、钢结构在当代建筑中使用率越来越高。尤其是在厂房建设及设备安装中更是大量使用钢结构。而焊接作为钢结构的主要连接方式之一，直接影响钢结构的施工质量，采用无损探伤的手段对焊缝进行质量检验是确保钢结构工程质量的重要环节。

钢结构无损探伤包括超声检测（UT）、射线检测（RT）、磁粉检测（MT）、渗透检测（PT）和涡流检测（ET）等五种检测方法。超声检测是目前应用最广泛的探伤方法之一。超声波的波长很短、穿透力强，传播过程中遇不同介质的分界面会产生反射、折射、绕射和波形转换。超声波像光波一样具有良好的方向性，可以定向发射，犹如一束手电筒灯光可以在黑暗中寻找目标一样，能在被检材料中发现缺陷。超声波探伤能探测到的最小缺陷尺寸约为波长的一半。超声波探伤又可分为反射法和穿透法。穿透法的灵敏度不如反射法，因而在实际探伤中一般采用反射法来进行钢材缺陷探伤和焊缝探伤，即根据缺陷反射回波声压的高低来评价缺陷的大小。

从焊缝本身来说决定焊缝质量的因素主要有3方面，分别是焊缝内部缺陷、焊缝外观表面缺陷以及焊缝尺寸。因此，焊缝质量等级就存在着两重含义，其一是针对焊缝内部缺陷检验，其二是针对焊缝外观表面缺陷检验。但目前绝大部分情况是设计者只进行笼统的规定，如“该焊缝质量等级为二级”，此时正确的理解是“焊缝内部缺陷按二级检验，外观缺陷也按二级检验。”对于需要进行疲劳验算的构件如吊车梁，其中某些部位的角焊缝，虽然不进行内部缺陷的超声波探伤（三级焊缝），但其外观表面质量等级应为二级，所以笼统地说“角焊缝都是三级焊缝”就有失全面。下面就超声波无损探伤在钢结构鉴定检测中的应用，结合相关规范作以下初步探讨：

一、检测资料及检测报告的种类

在房屋具备相关资料的情况下，我们进行鉴定检测就应结合相关资料及检测数据对其进行综合评价。委托单位提供的相关资料往往包括施工单位自检、见证检测及第三方检测三种。针对以上三种资料，其相应的要求通常可归纳为表一所列：

如果以下检测资料审查不合格或现场抽样检查不达标的情况下，就应结合可靠性鉴定标准、钢结构工程施工质量验收规范等国家相关规范，对该项目进行进一步的检测。

二、焊缝无损检测的检验等级：

根据《钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级》GB11345-89规定，超声波检验等级分为A、B、C三个级别： A级检验采用一种角度的探头在焊缝的单面单侧进行检验，只对允许扫查到的焊缝截面进行探测。一般不要求作横向缺陷的检验。母材厚度〉50mm时，不得采用A级检验。

B级检验原则上采用一种角度探头在焊缝的单面双侧进行检验，对整个焊缝截面进行探测。母材厚度〉100mm时，采用双面双侧检验。受几何条件的限制可在焊缝的双面单侧采用两种角度探头进行探伤。条件允许时应作横向缺陷的检验。

C级检验至少要采用两种角度探头在焊缝的单面双侧进行检验。同时要做两个扫查方向和两种探头角度的横向缺陷检验。母材厚度〉100mm时，采用双面双侧检验。其他附加要求是：1．对接焊缝余高要磨平，以便探头在焊缝上作平行扫查；2．焊缝两侧斜探头扫查经过的母材部分要用直探头作检查；3．焊缝母材厚度≥100mm，窄间隙焊缝母材厚度≥40mm时，一般要增加串列式扫查。

三、建筑结构焊缝无损探伤检验具体要求：

1．设计要求全焊透的焊缝，其内部缺陷的检验应符合下列要求：

1)一级焊缝应进行100%的检验，其合格等级应为《钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级》GB11345-89中B级检验的Ⅱ级及Ⅱ级以上；

2)二级焊缝应进行抽检，抽检比例20%，其合格等级应为《钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级》GB11345-89中B级检验的Ⅲ级及Ⅲ级以上；

3)全焊透的三级焊缝可不进行无损检测。

2．焊接球节点网架焊缝的超声探伤及缺陷分级应符合《焊接球节点钢网架焊缝超声波探伤及质量分级法》JG/T3034.1-1996的规定。

3．螺栓球节点网架焊缝的超声探伤及缺陷分级应符合《螺栓球节点钢网架焊缝超声波探伤及质量分级法》JG/T3034.2-1996的规定。

4．圆管T、K、Y节点焊缝的超声波探伤方法及缺陷分级应符合《建筑钢结构焊接技术规程》JGJ81-2002的规定。

四、焊缝缺陷的评定等级

缺陷的大小确定以后，要根据缺陷的性质和指示长度结合有关标准的规定评定焊缝的质量级别。

超声波检验焊缝内部缺陷的评定等级分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ级，其中Ⅰ级质量最高，Ⅳ级质量最低。

根据在标准试块上绘制的距离波幅曲线，对比焊缝中缺陷最高回波的位置、和缺陷性质判断焊缝等级。对于最大反射波幅不超过距离波幅曲线中评定线的缺陷，均评定为Ⅰ级；最大反射波幅超过评定线的缺陷检验者判定为裂纹等危害性缺陷时，无论其波幅和尺寸如何，均评定为Ⅳ级；反射波幅位于Ⅰ区的非裂纹性缺陷，均评定为Ⅰ级；反射波幅位于Ⅲ区的缺陷，无论其指示长度如何，均评定为Ⅳ级。最大反射波幅位于Ⅱ区的缺陷，跟具缺陷指示长度，具体分类见表二：

五、焊缝检测记数规则及合格评定

1．焊缝内部缺陷无损检测记数规则 一级焊缝探伤比例100%，即全数探伤；二级焊缝探伤比例20%，对于工厂制作焊缝，应按每条焊缝长度计算比例，且探伤长度≥200mm，当焊缝长度≤200mm时，应对整条焊缝进行探伤；对于现场安装焊缝，应按同一类型、同一施焊条件的焊缝条数计算比例，探伤长度应≥200mm，并应不少于1条焊缝；三级焊缝不要求进行内部缺陷的无损探伤。

2．焊缝处数的记数方法 工厂制作焊缝长度≤1000mm时，每条焊缝为1处，长度>1000mm时，将其划分为每300mm为1处，现场安装焊缝每条焊缝为1处。

3．抽样检验的合格判定 抽样检查的焊缝数如不合格率<2%时，该批验收应定为合格；不合格率>5%时，应加倍抽检，且必须在原不合格部位两侧的焊缝延长线各增加1处，如在所有抽检焊缝中不合格率≤3%时，该批验收应定为合格，>3%时,该批验收应定为不合格。当批量验收不合格时，应对该批余下焊缝的全数进行检查。

六、焊缝中常见缺陷的类型及其在超声探伤中的识别

焊缝中常见的缺陷主要有气孔、夹渣、未焊透、未熔合和裂纹等几种，他们各自的回波均有其特性。

1．气孔

气孔是在焊接过程中焊接熔池高温时吸收了过量的气体或冶金反应产生的气体，在冷却凝固之前来不及逸出而残留在焊缝金属内所形成的空穴，多呈球形或椭球形。气孔可分为单个气孔和密集气孔。单个气孔回波高度低，波形较稳定。从各个方向探测，反射波高大致相同，但稍一移动探头就消失。密集气孔为一簇反射波，其波高随气孔的大小而不同，当探头作定点转动时，会出现此起彼落的现象。

2．夹渣

夹渣是指焊后残留在焊缝金属内的熔渣或非金属夹杂物，夹渣表面不规则。夹渣分点状夹渣和条状夹渣。点状夹渣的回波信号与点状气孔相似。条状夹渣回波信号多呈锯齿状。它的反射率低，一般波幅不高，波形常呈树枝状，主峰边上有小峰。探头平移时，波幅有变动，从各个方向探测，反射波幅不相同。

3．未焊透

未焊透是指焊接接头部分金属未完全熔透的现象。一般位于焊缝中心线上，有一定的长度。探伤中探头平移时，未焊透波形较稳定，焊缝两侧探伤时，均能得到大致相同的反射波幅。

4．未熔合

未熔合主要是指填充金属与母材之间没有熔合在一起或填充金属层之间没有熔合在一起。未熔合反射波的特征是：探头平移时，波形较稳定。两侧探测时，反射波幅不同，有时只能从一侧探到。

5．裂纹

裂纹是指在焊接过程中或焊后，在焊缝或母材的热影响区局部破裂的缝隙。一般来说，裂纹的回波高度较大，波幅宽，会出现多峰。探头平移时，反射波连续出现，波幅有变动；探头转动时，波峰有上、下错动现象。

以上是个人在超声波无损检测中结合相关规范总结的一些看法，写出来与大家共同探讨，不当之处还望各位同行不吝赐教。参考文献

机器人在工件探伤中的应用 第7篇

1.1 基本概念

工件在夹具中的位置是通过定位元件与定位基面的相互接触来保证工件在机床上占有正确的位置, 但是定位元件和工件本身有加工精度, 从而各个工件在机床上的位置不可能完全一致, 因此加工后形成工件的尺寸不一致, 产生了加工误差, 这种因工件定位而引起的加工误差, 称为工件的定位误差。工件定位误差的实质是在某道加工工序中, 该零件的设计基准在工序尺寸方向上的最大位置变动量。

1.2 定位误差在工件加工中的判定法则

在工件加工制造中, 影响工件加工精度的因素归纳起来有以下三种:

(1) 定位误差, 记为ΔD。

(2) 安装、调整误差Δ安-调:包括夹具在机床上的装夹误差、机床调整误差、夹紧误差以及机床和刀具的制造误差。

(3) 加工过程误差Δ过:包括工艺系统的弹性变形和热变形误差以及磨损误差等。

为保证加工要求, 上述三项误差合成后应不超过工件的制造公差δ。

即:ΔD+Δ安-调+Δ过≤δ

在对定位方案进行分析时, 可假设上述三项误差各占工件公差的1/3。则有:ΔD≤δ/3

在生产实践中, 只要控制工件的定位误差不超过该道工序工序尺寸公差的三分之一, 就可认为该定位方式可保证零件的加工要求, 这就是工件定位误差的判定法则。

2 定位误差的计算方法

2.1 传统的定位误差矢量合成法

根据在加工过程中对工件定位过程的分析, 可以把工件定位误差的原因划分为两类情况:

(1) 定位基准与工序基准不重合, 由于基准不重合造成工件的定位不准, 称为基准不重合误差, 记为ΔB。

(2) 定位基准与限位基准不重合所引起的误差, 即基准位移误差, 记为ΔY。由于工件定位面与夹具定位元件共同构成定位副, 而定位副制造不准确和定位副间的配合间隙引起工件的位置发生变动, 其实质是定位副制造不准确所引起的。

对定位误差的分析与计算, 可按上述定位误差的成因, 将定位误差分为基准不重合误差ΔB和基准位移误差ΔY分别计算, 然后进行矢量合成。即ΔD=|ΔB±ΔY|。

2.2 图解法

利用绘图软件如Auto CAD、Pro/E等绘制出工件的定位简图, 确定夹具和工件两极限位置的图形 (即工序基准在工序尺寸方向上最大变化量的极限位置) , 然后应用绘图软件的尺寸标注功能对工件定位误差自动标注。该方法求解工件的定位误差, 直观、简单且求解精确。

图解法求解工件定位误差的关键是找出引起工序尺寸变化的两个极限位置。另外在绘制图形时, 由于偏差尺寸太小, 若按原始尺寸偏差绘制, 则图形显示不清晰, 因此可把实际偏差放大比例绘制, 然后对最后的结果缩小相应倍数, 即为该工件的定位误差。

3 图解法在定位误差计算中的应用

如图1所示, 用单角度铣刀铣削斜面, 求加工尺寸为38±0.04mm的定位误差。

方法1:按传统的定位误差矢量合成法计算

加工尺寸38±0.04mm的工序基准为外圆柱准80的中心轴线, 而用V形块定工件的外圆柱面时, 实际上也是确定工件的中心轴线, 故基准不重合误差为0。即ΔB=0。

采用V形块定位时, 沿铅垂方向存在基准位移误差。

将ΔY值投影到加工尺寸方向上, 即:

方法2:按图解法计算工件的定位误差

这里用Auto CAD绘图软件将工序基准的两极限位置 (工件的最大外圆柱面与最小外圆柱面分别表达出来) , 作图时由于偏差值很小, 将偏差放大100倍, 分别作φ80和φ76的外圆, 如图2。

O1和O2沿加工尺寸方向的尺寸即为加工尺寸38±0.04mm的定位误差, 利用Auto CAD的尺寸标注命令直接标注得ΔD=2.4495mm, 将其缩小100倍, 即为ΔD=0.024495=0.024mm。

这与前面按照传统方法计算出的定位误差是一致的, 同时从此图中还可看出将2.8284缩小100倍, 即为前面算出的基准位移误差0.028mm。

4 结论

应用绘图软件如Auto CAD的绘图和尺寸标注功能对工件定位误差进行分析计算, 简明直观, 一目了然, 避免了繁琐的数学分析与计算, 而且标注结果精度可根据需要在绘图软件中进行人为设置, 在Auto CAD中最高可保证计算结果达到小数点后8位, 此方法的关键是确定工序尺寸变化的两个极限位置。对于无法或极难推导出工件定位误差计算公式的情况, 该方法具有特殊意义。此法为工程上类似计算提供了一种新的思路和方法。

摘要：在对机床夹具中工件定位误差的基本概念和计算方法分析的基础上, 对工件传统定位误差的矢量合成法和图解法进行了比较研究, 通过实例得出图解法具有直观、方便的特点, 为工件的定位误差提出了一种新的思路。

关键词：定位误差,矢量合成法,图解法

参考文献

[1]薛源顺.机床夹具设计[M].北京:机械工业出版社, 2007.

[2]王先逵.机械制造工艺学[M].北京:清华大学出版社, 2009.

测量机器人在变形监测中的应用 第8篇

【关键词】测量机器人；变形监测；应用

随着科学技术的发展与进步，在变形监测中，经常对测量机器人进行使用，并且发挥了巨大的作用。为了促进该技术能够更好的发展和应用，文章通过下文对相关方面的内容上进行了详细的阐述。

1.对监测网点进行布设

因为外界会碰撞和震动到建筑物，一旦这样的情况长期的发展下去，会有安全隐患出现在其中。所以，对变形监测进行应用是非常必要的，进而对建筑内工作人员的安全上给予相应的保证。在对变形监测点进行布设的时候，首先应该将一个基准点选择出来，接着将目标点设置在监测范围之内，将监测桩设置在各个目标点处，之后强制的安装上去对中器。在这个范围中，将独立坐标应用进去。例如，对五个基准点进行了选择，在基准点边角控制网中将目标点设置出来。利用将站设置在各个基准点上，与其余的方向予以结合，进而同测边角，这样较多的观测数就可以出现在其中。在网点中，对一个固定点进行选择，在固定点左面一条边处进行，应该在精确的范围内控制检测的目标点。

2.实施监测方案

在监测的过程中，需要在相关标准的基础上，对监测数据精度的需求进行满足。应该按照学习目标、自动识别、自动收索的功能对测量仪器进行选择，在计算机等有关的设备中将自动测定的水平方向和距离值等数据记录进去。有自动化的功能存在于测量机器人中，进而能够将人为的误差予以消除，将出现差错的概率降低。在多次监测了之后，能够对数据有力的比较，通过比较数据，对建筑物的变形情况能够非常有效的进行掌握。有两种控制方式存在于全站仪自动观测装置中：首先，有自动观测系统存在于全站仪本身的机械软件中；其次，利用数据线，将自动存储装置或电脑连接起来全站仪。前者在读取出观测完的数据之后再进行处理，虽然能够简单的操作，但是处理起来比较落后，而后者能够有效的实现实时的分析和处理数据，因此，可以说这种控制方式非常可靠。

通常在应用的时候，由全站仪、控制终端和监测目标一同构成了监测系统，具体的监测主体是由全站仪表现出来的；测量机器人的主要载体也是这个部分；监测系统的核心即为控制终端；其中监测目标按照观测建筑物的具体情形实施操作和规划。

3.应用过程中分析

在变形监测中，对测量机器人进行使用，有这样几个重点内容存在于其中：首先，实现监测过程，重视对数据形成过程；其次，处理监测数据的过程，由数据处理软件系统给予完成；再次，分析监测结果，进而对建筑物变形的速率和趋势进行判断。

3.1实现监测过程

在监测的过程中应用测量机器人，需要对四方面的内容上予以注意：

首先，应该将限差设置出来，就是需要按照相应的限差进行测量，在具体角度测量的时候，这些限差主要在实时计算和对各次测量值有无在限差范围之内进行检测；其次，需要设置出测站，就是将基站号、温度和气压参数、操作机器人信息、测量次数、测站名等参数输入到控制终端中，有助于对数据来源在后期进行区分；再次，对学习模式进行设置，有助于初始观测所要观测的站点，将目标点的初始位置信息获取出来。在自动测量方法中，仪器会按照初始的信息，快速并自动精确的将目标点收索出来。在将标准点粗略的瞄准之后，在学习的形式下，测量机器人会首先实施粗略的瞄准，将各个点的大概垂直角和水平角记录下来。在完全完成了粗略测量之后，也就完全完成了学习设置；最后，向自动测量阶段进入，点击控制终端的自动测量程序，在这种模式下，全站仪将会自动照准检测点。在学习模式的前提下，仪器将会依据以前的顺序实施多次的自行观测，对限差的要求，将会自动的对照，一旦有超时限差的数据出现在其中，系统可以进行询问和提示。在规定的回数中完成了监测测量之后，为了对精度要求上给予满足，需要对全部的凌镜进行更换，之后进行再次的观测。

3.2处理监测数据

在对观测数据获取完成之后，在处理的时候，在控制终端对有关的软件进行使用。在处理这些数据中，变形监测分系统就是其中非常有效的软件。第一，对桌面进行点击，向“变形数据管理”界面中进入，接下来将数据导入进去，之后在处理项目数据，向相应的参数中将处理的数据带入进去。例如，设置评差参数，在将参数设置好了之后，将已知的三维坐标和点数插入进去。进入到评差极端之后，对这个周期中观测点的三维坐标就能够获取出来。

3.3分析监测结果

在将目标点的三维坐标值获取出来之后，对一些事物的变形情况就能够按照具体的情况来判断。当有较为明显的裂纹出现在了监测物中时，因此，需要调整观测的周期，通过观测多个周期，实施分析汇总。依据时间的顺序，分析和处理监测的数据，这样对建筑物变形的速率和发展规律便能够及时预测出来。用折线图的形式就能够将监测的结果呈现出来。通常在一些建筑物有变形情况出现的时候，会有很多的因素会对其带来影响，例如，在矿区或者隧道中，一些外界的干扰因素导致有周期性的位移会出现在建筑物中。总体的分析观测目标点的数据，对建筑物变形可能带来影响及最大的区段可以予以获取。按照会出现的情况，便可以将相应的预案制定出来，对变形带来的不利影响予以降低。

4.结语

近些年来，自动化测量技术的实际应用中就包涵着测量机器人，它在具体工程项目的需要下，将数据采集系统定位为全站仪，对种种环境下开发出来的自动化变形软件进行使用，对数据监测的自动收集、分析和管理上能够有效的给予实现。在应用了这一自动化技术之后，令变形监测能够向着更快捷、准确和高效的方向迈进。它同计算机软件技术的发展有效的结合在了一起，通过较强的数据分析和处理的功能，在监测变形管理的过程中，将测量机器人的作用发挥的淋漓尽致，对于该项技术的推广与发展必将带来巨大的帮助。 [科]

【参考文献】

[1]黄敏.测量机器人在变形监测中的应用[J].技术与市场，2014（06）.

[2]唐争气，吴争鸣，姜波.基于GeoCOM技术的测量机器人在测量中的应用[J].湖南城市学院学报（自然科学版），2009（04）.

磁粉探伤在压力容器定检中的应用 第9篇

哈尔滨气化厂一台气化炉为ⅢMR夹套容器。该容器高13900mm, 外径4000mm, 容积78m3, 内外壳体间距150 mm。设计压力为3.0 Mpa。夹套内工作压力为2.8Mpa, 工作温度为270℃, 介质为水和蒸汽。内壳体内工作压力为2.7Mpa, 按不同区段工作温度在400~1000℃之间, 介质为煤、水、蒸汽、CO、CO2、H2、CH4、H2S。内壳体内径3636 mm, 材质为复合板, 基材材质为HⅡ, 厚为28mm, 复合层材质为X2Cr Ni Mo N22.5双相不锈钢, 厚度为4mm。该气化炉设计时壳体内有砖衬, 后拆除, 复合层直接与火焰接触。该容器于1994年8月投入运行, 2004年4月发现内壳体开裂。经化学分析和金相组织分析, 气化炉内壳体裂纹应为热疲劳裂纹, 2007年对气化炉进行更换内筒体, 运行一年后, 进行全面检验, 由于设备只能停车一周, 所以只打开了上下的人孔, 炉内光线较暗, 且通风又不好、工作量又很大, 从工作效率和对身体健康条件的考虑, 决定内筒体对接焊缝采用磁粉检测。对更换的筒体部分的探伤比例100%, 执行标准JB/T4730.4-2005, 合格级别为I级。

1 探伤方法的选择

1.1 磁化方法的选择:

选择合适的磁化方法要考虑工件的尺寸大小;工件的外形结构;工件的表面状态。并根据工件过去断裂的情况和各部位的应力分布, 分析可能产生缺陷的部位和方向。

1.2 磁化规范的制定:我所主要是针对在用的压力容器及管道, 一般都采用的是连续法, 灵敏度根据标准试片实测结果校正。

1.3 磁粉或磁悬液的选取:

主要考虑磁粉或磁悬液有效期、浓度、颗粒度等因素, 正确的选用磁粉或磁悬液不仅会提高检测灵敏度还会提高工作效率。

1.4 检测设备：

根据检测部位、检测方法、磁化规范合理选用磁粉检测设备，在用检测常用便携式探伤机(磁轭式和触头式)。

1.5 被检表面要求

被检工件表面不得有油脂、铁锈、氧化皮或其他粘附磁粉的物质。

1.6 磁痕观察与记录:

非荧光磁粉检测时, 可见光照度大于或等于1000lx, 条件所限时, 适当降低不可低于500lx, 荧光磁粉检测时, 黑光灯在工件表面辐照度大于或等于1000μW/mm2;磁痕记录, 常用方法记录同时还要有草图。

1.7 退磁:可使用交流和直流法退磁。

对该气化炉焊缝探伤的目的主要是检验焊缝表面裂纹, 在使用中容易形成疲劳源, 对承受载荷压力作用的设备危害极大。对焊缝探伤的磁化方法有多种且各有特点, 较方便使用的有磁轭法、触头法和交叉磁轭法, 针对该气化炉为重要的反应容器, 同时想通过这次对内筒体更换运行后的情况进行掌握, 为其它几台气化炉的返修总结经验。因此我们优先选用交叉磁轭磁化法, 利用旋转磁场, 连续法探伤。因该方法灵敏可靠, 一次磁化即可发现各方向的缺陷, 且探伤效率高。针对气化炉内检验, 光线较暗, 为便于缺陷的识别和提高探伤灵敏度, 选择荧光法探伤, 使用水载液。

2 探伤前的准备工作

2.1 清除焊缝及两侧各 25mm 热影响区的铁锈、氧化皮及污物，露出 金属光泽。因该气化炉修复后验收时曾做过 100%MT，已经打磨过，表面 只有积碳和浮锈，用砂轮除去焊缝及热影响区表面的积碳和浮锈，再用钢 丝刷打磨直至符合 MT要求。

2.2 按荧光磁粉推荐配方配置磁悬液, 并按标准要求进行磁悬液浓度测定和污染测定。

2.3 用水断试验测定水磁悬液润湿被检工件表面的能力

2.4 对使用的CYE-3型旋转磁场探伤仪进行提升力校验, 提升力至少达到118N。

2.5 用M1型试片检验磁粉探伤仪、磁悬液的综合性能及有效磁化范围。

2.6 对使用的紫外灯进行检查, 保证滤光片无损坏、且表面无赃污, 并

用紫外辐照剂测量其紫外辐照度是否满足标准要求 (距离滤光片表面380mm处紫外辐照度不小于1000μw/cm) 。

3 探伤操作

检验对接焊缝时, 把交叉磁轭跨在焊缝上连续行走探伤。当检查球罐纵焊缝时, 行走方向要自上而下, 检查球罐环焊缝时, 交叉磁轭向左向右都行。探伤时注意磁极端面与工件表面的间隙, 在保证能行走的情况下, 间隙越小越好。交叉磁轭的行走速度要适宜, 保持在2m/min左右。交叉磁轭相对于工件做相对移动, 也就是磁化场随着交叉磁轭在工件表面移动, 对于在工件表面有效磁化场内的任意一点来说, 始终在一个变化着的旋转磁场作用下。因此, 在被探面上任意方向的裂纹都有与有效磁场最大幅值正交的机会, 从而得到最大限度的缺陷漏磁场。因采用连续法探伤, 边磁化的同时边施加磁悬液, 为了避免磁悬液的流动而冲刷掉缺陷上已形成的磁痕, 并使磁粉有足够的时间聚集到缺陷处, 在检查球罐环缝时, 磁悬液应喷洒在行走方向的前上方 (图1) 。在检查球罐纵缝时, 磁悬液应喷洒在行走方向的正前方 (图2) 。气化炉内表面MT, 罐内应是一暗区, 为便于磁痕的观察, 保证缺陷检出率, 应使罐内可见光照度不大于20Lx。在交叉磁轭通过探伤部位之后, 尽快观察辨认有无缺陷磁痕, 以免磁痕显示被破坏。当确认是缺陷磁痕时, 采用示意图记录缺陷位置、大小和分布, 必要时以拍照方式记录。磁粉检测结果该气化炉环缝发现多条纵向裂纹, 经打磨处理, 磁粉检测进行复验直至裂纹消除。

无特殊要求时, 对该20g材料球罐不做退磁处理。

复验合格, 检验完成后清除掉被检球罐表面的磁粉。

4 安全防护

4.1 磁粉探伤操作人员必须是经专业技术培训的持证人员，并懂得现 场探伤时应注意的安全事项, 善于保护自己及他人不致受到伤害，避免设 备和人身事故。

4.2 设备接地绝缘电阻要符合标准要求, 保证设备在无短路和接线无松动时使用。

4.3 磁粉探伤操作人员应戴防护手套, 并避免磁悬液进入人的口腔和眼睛。

4.4 使用紫外灯时, 人眼应避免直接注视紫外光源, 防止造成眼球损伤, 应经常检查滤光片, 不准有任何裂纹。

4.5 在检验时应戴上相应的防护眼镜, 避免皮肤与紫外灯过近接触, 防止热和辐射烧伤皮肤。

4.6 如使用油基载液, 检测环境不允许有明火或火源。

4.7 罐内现场检验时, 罐外设专人监护。

摘要：结合实际, 针对磁粉探伤在压力容器定检中的应用进行了分析。

关键词：压力容器,磁粉探伤,安全

参考文献

[1]景奇东.无损检测, 2001, 9.[1]景奇东.无损检测, 2001, 9.

机器人在工件探伤中的应用 第10篇

【关键词】机器人技术;科技小发明教育;创新;应用

教育要实现创新，才能使学生具有创新品质，才能培养学生的创新能力，科技小发明教育能够有效培养学生的创新能力，应该在职高教育中得到重视。但是传统创新教育只能培养学生有初步的创新思维。在创新作品的制作过程中，学生还是无能为力。不知道如何进行创新发明。本文基于以上问题，使用机器人作为创新教学的平台，它能够有效提高科技发明教育的效果，其教育的创新品质就可以得到有效体现。它能使学生全面了解制作所需要的电学，机械学，计算机学的知识。可以为学生制作打下坚实的基础，使每个学生都能成为小小发明家，促进学生动手操作能力及创新能力的发展。

一、在职高开展科技小发明教育的现实可行性

实施创新教育是教育发展的必然要求，是人才培养的重要举措。科技小发明活动是创新教育的一个非常好的表现形式，在职高学校开展科技小发明教学有其现实的可行性，主要表现在以下几方面：（1）职高生具有一定的知识基础（2）职高学校具备相应的设备基础（3）职高学生的学业相对轻松。目前科技小发明教育的基本方式普教与职教基本相同，一般采用的是实例式的教学方法，即老师出一个实例，让学生了解一下创新的基本思路，比如说两用粉笔擦，先说明一下与传统的粉笔擦有什么不足，也就是不能干湿两用。然后教师引导学生发现问题后设计改进策略，学生会想到采用两个盒子分别装干的与湿的，这样干湿两用的粉笔擦就设计成功了。在这个过程中，培养了学生的创新思维。当然这一培养方式有一重大的缺陷，学生因为制作与发明的基础知识不足，而导致他们在实际发明的过程中不知道如何开始发明。光有一个想法，而不知道怎么实践。

二、在科技小发明教育中引进机器人平台的必要性

科技小发明虽然在提高学生创新能力方面有着极为重要的价值和意义，但在实际教学过程中，还存在一些问题，具体如下：（1）学生有了创新点，不知道如何制作出来（2）由于没有相应的设计与制作基础，学生也不清楚原设计的优点与缺点（创新的核心就是发现问题，解决问题），现在的小发明教育中在实施的过程中还存在一定的不足之处，存在一定的问题，要解决这个问题，本文介绍的机器人教学平台就完善的解决了这一问题。也就是需要在传统小发明的实例教学中增加机器人技术这一教学内容。机器人技术能够成功解决这些问题，能够提高科技小发明教育的效果，是值得实施的教育措施。

三、机器人平台在教学科技小发明教育中应用的价值

1.通过发明实例教学开阔学生眼界，培养学生的发散性思维。机器人技术在小发明教育中应用，通过实例教学可以开拓学生的眼界，学生通过对机器人技术的学习，了解相关技术原理和实践操作，对学生的创新思维能力的发展，发散思维能力的发展具有积极的意义。

2. 机器人教学能够培养学生兴趣，为学生制作打下基础，提高学生的专业能力。机器人技术教学可以有效提高学生的学习兴趣，同时其中的技术原理，设计步骤能够为学生学习技术发明技术奠定基础，能够有效提高学生的动手操作能力，提高学生的专业素养。

3.机器人平台在创新教学的优势

机器人教学的优势有以下几方面：（1）是一门有趣的课程。机器人课程是非常有趣的，乐高机器人号称是3岁到80岁的人都喜欢的一种东西。（2）隐藏细节，降低学习难度。对最难的编程而言，机器人的编程采用图形化的编程方式，不需要输入代码，直接用类似流程图的图标拉就行，不会出现单词拼写错误和语法错误的问题。学生下载了马上就可以看到效果，学生挫折少，兴趣高。（3）知识含量大，可以说是学好了一本通。机器人是一门交叉性很强的综合性学科，涉及到许多基础学科，以多种学科理论为基础。机器人又是一门实践性很强的学科，涉及到多方面的技术，均需要通过实践来实现。（4）在进行机器人项目的学习中能养成学生良好的科学素养。机器人课程具有高度的综合性。强调学生广泛地接触和收集各方面的资料，综合多学科知识，通过动脑、动手设计作品或产品，扩大知识面，提高综合设计能力。（5）养成了学生良好的团队分工与合作的素质。机器人项目的开展过程，其实就是一个完整的产品研发过过程，包括设计-搭建-编程-调试-改进。可以说小发明所需要的基本知识，基本技能，基本方法都包含在内。

四、如何规划机器人课程为科技小发明教学服务

科技小发明的制作无非为声光电一体化，需要电子、计算机、机械加工三合一的知识，因此在组织课程时，除了要让机器人项目有趣、易学，还要加强以上几方面的内容。在选择项目的原则是低起点、小步子、叠进式，把课程的内容分为功能原理部分，设计与组装部分，算法与程序部分，综合测试与调试部共四个部分的内容进行组织。在功能与原理部分把平时设计所需要的电子元件，机械元件进行原理说明，让学生能知道参数，了解原理，掌握判断元件的好处和挑选符合设计要求的元件。在设计与组装部分让学生详细了解元件的使用过程和搭建技巧，能让学生在搭建的过程中掌握选择合适的材料，设定相应的安装计划。在算法与程序部分让学生能够掌握把实际问题抽象成数学问题，算法问题最后以程序的形式来实现这一问题。在综合测试部分，让学生能够掌握各种测试的方法，让学生能够排除故障，调整参数。

在实际的操作的过程中，我校采用了以下方式来组织教学。首先在高一的学生中开设机器人通识班，主要通过学习“认识机器人”、“机器人小昆虫”、“机器人书法家”、“机器人保龄球”、“机器人运动会”，“机器人搬箱子”等几个项目让学生全面了解机器人。通过有趣的机器人学习，让学生掌握常用的动力器件：直流电机与伺服电机。常用的传感器：电流，电压传感器、温度传感器、红外传感器、指南针传感器、地面灰度传感器等。常用的编程与控制方法：顺序结构、分支结构、循环结构、基于时间的编程方法。有了这些知识与技能的储备，学生可以有能力进入到下一环节。

在高二阶段，开展机器人比赛，鼓励学生参加各类的机器人比赛（如：机器人灭火，机器人足球，机器人工程等）让他们对所学的知识加巩固。能够灵活使用所学知识对机器人加以改造，进一步提高学生对各元件参数的了解。同时在这一阶段，开始加入传统创新教育的内容，让学生了解创新，培养创新意识，提高创新能力。

在高三阶段，制作创新作品，参加创新比赛。同时教授科技专利书的书写方法及申请方法。鼓励学生把自己的想法变成创新作品，把创新作品变为科技专利。

通过以上的创新教学的课程安排，科技小发明活动在学校开展非常成功。多次获得全国，省级创新发明一等奖。而且有七项发明获得了国家发明专利。

总之，在职高教学中培养学生的创新能力是很重要的，是素质教育的主要内容，是21世纪人才培养的重要标准。在职高教学中开展科技小发明教育对培养学生的创新能力具有积极作用，但存在一些问题，而如果机器人技术应用于科技小发明教育就能有效解决这些问题，并且具有其独特的优势，因此，要重视机器人平台在创新教育中的应用，能在一定程序上促进教育的有效发展。

【参考文献】

[1]管会生.机器人教育与机器人产业[J].中国信息界.2011（09）

[2]吕春鹏.我国教学机器人发展问题综述[J].中学教学参考.2011（23）

[3]秦健，崔鑫治，李晓刚.我国机器人教育研究现状与我校校本课程建设[J].中国信息技术教育.2011（08）