【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及轧辊检测领域，具体涉及一种用于轧辊缺陷检测的机器人末端执行器。
技术介绍
1、轧辊是轧机上的主要装置，其作用是使金属材料通过轧制产生连续塑性变形，从而改变其形状和尺寸，同时还能提高金属材料的强度和硬度。轧辊在加工过程中难免会产生缺陷，如裂纹、缩孔等，因此需要对轧辊表面及内部进行缺陷检测。传统的探伤方法采用手持超声波探伤仪对轧辊进行内部检测，手持超声波探伤仪通常需要经验丰富的操作员来确保准确性，操作员需要精确控制探头的位置、角度和接触压力，以确保探测到轧辊内部各个位置的缺陷，因此检测结果受到人为操作误差的影响，且检测效率低下。而数字化轧辊探伤是利用现代数字化技术和自动化系统对轧辊进行内部和表面缺陷的检测和评估。相比传统手持超声波探伤仪，数字化轧辊探伤集成了自动化技术，能够自动控制探头的位置、角度和接触力，从而消除了操作员技能水平的影响，提高了检测的一致性和可重复性。数字化探伤系统常常集成多种检测技术能够更全面地检测不同类型和尺寸的缺陷，确保高效的检测覆盖率和准确性。同时可以记录并存储大量的检测数据，有助于进行追溯和分析。
2、经检索，现有专利cn214408799u提出一种自动化相控阵检测系统，利用相控阵技术解决在轧辊检测过程中内部缺陷不能准确的定性的问题，满足了相控阵检测。然而，单一的检测系统容易存在误判问题，同时轧辊表面缺陷无法检测。针对轧辊表面缺陷检测，专利cn220795020u提出了一种轧辊表面缺陷检测设备，利用工业相机安装在机械手末端来对轧辊表面进行移动拍摄，实现轧辊表面缺陷的检测。专利cn1
3、结合现有技术，本专利技术采用机械手搭载探伤装置，提出了一种多传感器融合的轧辊缺陷检测的机器人末端执行器，采用相机及多探头融合的检测方法来实现轧辊的自动化检测。本次设计的自动化探伤装置包括四个双晶探头，两个相控阵探头和平面相机。其中四个双晶探头主要针对轧辊近表面1.5mm～10mm的缺陷检测，相控阵探头针对10mm以下的部分进行检测，工业相机则对轧辊表面的一些缺陷进行识别定位。本专利技术将超声波探头设置在机器人末端，由机器人末端贴合轧辊表面，由于每个轧辊直径以及轧辊的各段直径各不相同，为了能够将超声波探头更好的贴合轧辊，设计了一种自适应贴合结构。
技术实现思路
1、本专利技术提供了一种轧辊缺陷检测的机器人末端执行器，其超声波探头能够适应和检测不同直径的轧辊，同时其内部缺陷检测效果较好。
2、为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
3、一种轧辊缺陷检测的机器人末端执行器，包括水包架模组，软限位模组，相机检测模组，自适应贴合模组和喷标模组，所述水包架模组包括与机器人法兰盘连接的水包支架、限位端盖、水包导柱、摆架、感应导柱、压簧和弹簧端盖，所述限位端盖设置在水包支架顶端，所述水包导柱连接在摆架上，顶部两侧开设螺纹孔，所述感应导柱设置在水包导柱顶部的螺纹孔内，所述压簧设置在水包导柱上，所述弹簧端盖安装于水包支架底部；所述软限位模组包括电感式接近传感器、接近开关架，所述电感式接近传感器安装在接近开关架上，所述接近开关架安装在水包支架右侧；所述相机检测模组包括安装在水包支架后侧凸台上的相机支架、平面相机模组和线扫激光相机模组，所述平面相机模组包括安装在相机支架的相机固定板、平面相机、镜头、光源固定座和光源，所述线扫激光相机模组包括线扫激光相机、线扫激光相机固定架和线扫激光相机安装块；所述自适应贴合模组包括安装在摆架内测的正反牙丝杠模组、连接柱、滑柱、滑板、双晶探头模组、相控阵探头模组、缓冲模组，所述双晶探头模组包括连接块、一号侧板、双晶探头、双晶探头安装块和一号耐磨块，所述相控阵探头模组包括连接块、二号侧板、相控阵探头、相控阵探头安装块和二号耐磨块，所述缓冲模组包括导柱、导柱端盖、弹簧和直线轴承；所述喷标模组包括喷标头，和喷标头支架。
4、上述的轧辊缺陷检测的机器人末端执行器，水包架两侧开设槽口、感应导柱设置在槽口中；接近开关架下端连接在右侧凸台上，上端连接在水包支架的顶部。
5、上述的轧辊缺陷检测的机器人末端执行器，接近开关架设有槽口，电感式接近传感器由两个螺母固定在接近开关架上的槽口处。
6、上述的轧辊缺陷检测的机器人末端执行器，正反牙丝杠模组包括转动设置在底座上的正反牙丝杆，在平行于丝杆轴向的方向上滑动设置在底座上的滑台、电机，电机与丝杆通过联轴器相连，底座固定在摆架内测。
7、上述的轧辊缺陷检测的机器人末端执行器，内测两滑板连接在右侧正反牙丝杠模组，外侧两滑板连接在左侧正反牙丝杠模组上。
8、上述的轧辊缺陷检测的机器人末端执行器，滑板孔内安装有直线轴承，滑柱连接在滑板孔内的直线轴承上。
9、上述的轧辊缺陷检测的机器人末端执行器，缓冲模组中的导柱对称安装在连接块上。
10、上述的轧辊缺陷检测的机器人末端执行器，双晶探头安装块两侧设有槽状柱，安装在一号侧板开设的槽口处。
11、上述的轧辊缺陷检测的机器人末端执行器，一号侧板槽型口宽度略大于双晶探头安装块的槽状柱，两半圆距离略小于槽状柱。
12、上述的轧辊缺陷检测的机器人末端执行器，相控阵探头安装块两侧设有t型槽状柱，安装在二号侧板开设的t型槽处，二号侧板t型槽略大于相控阵安装块的t型槽状柱。
13、上述的轧辊缺陷检测的机器人末端执行器，双晶探头安装块开有两个安装槽。
14、上述的轧辊缺陷检测的机器人末端执行器，一号和二号耐磨块底部呈现一定的弧度。
15、本专利技术的有益效果为：
16、正反牙滚珠丝杠模组的行程为单边250mm，由所规定的探头间距，本专利技术能够有效检测直径约200mm至730mm之间的轧辊。本专利技术底部的四个双晶探头以及两个相控阵能够对轧辊内部缺陷进行检测并定位，与深度学习相结合能够对其缺陷进行定性分析。本专利技术设有自适应贴合结构，通过上端线扫激光相机扫描轧辊轮廓，根据所获取的轧辊表面轮廓，带动正反牙丝杠模组上的滑板移动，改变探头间距，达到探头探伤的合适位置。同时，两个侧板都开设槽口，使探头能够在贴合轧辊的时候根据轧辊表面来自适应的旋转贴合。通过调整探头间距与探头自适应旋转贴合，进一步改善水包耦合液隔绝空气效果，提高超声检测信号质量。同时配合上端平面相机能够对轧辊表面进行缺陷检测。该装置设有喷标头，用于对检测出的缺陷位置进行喷标，便于后续对缺陷的处理。
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1.一种轧辊缺陷检测的机器人末端执行器，包括水包架模组，软限位模组，相机检测模组，自适应贴合模组和喷标模组，所述水包架模组包括与机器人法兰盘连接的水包支架、限位端盖、水包导柱、摆架、感应导柱、压簧和弹簧端盖，所述限位端盖设置在水包支架顶端，所述水包导柱连接在摆架上，顶部两侧开设螺纹孔，所述感应导柱设置在水包导柱顶部的螺纹孔内，所述压簧设置在水包导柱上，所述弹簧端盖安装于水包支架底部；所述软限位模组包括电感式接近传感器、接近开关架，所述电感式接近传感器安装在接近开关架上，所述接近开关架安装在水包支架右侧；所述相机检测模组包括安装在水包支架后侧凸台上的相机支架、平面相机模组和线扫激光相机模组，所述平面相机模组包括安装在相机支架的相机固定板、平面相机、镜头、光源固定座和光源，所述线扫激光相机模组包括线扫激光相机、线扫激光相机固定架和线扫激光相机安装块；所述自适应贴合模组包括安装在摆架内测的正反牙丝杠模组、连接柱、滑柱、滑板、双晶探头模组、相控阵探头模组、缓冲模组，所述双晶探头模组包括连接块、一号侧板、双晶探头、双晶探头安装块和一号耐磨块，所述相控阵探头模组包括连接块、二号侧板、相控阵探
2.如权利要求1所述的轧辊缺陷检测的机器人末端执行器，其特征是：水包架两侧开设槽口、感应导柱设置在槽口中；接近开关架下端连接在右侧凸台上，上端连接在水包支架的顶部，接近开关架设有槽口，电感式接近传感器由两个螺母固定在接近开关架上的槽口处。
3.如权利要求1所述的轧辊缺陷检测的机器人末端执行器，其特征是：正反牙丝杠模组包括转动设置在底座上的正反牙丝杆，在平行于丝杆轴向的方向上滑动设置在底座上的滑台、电机，电机与丝杆通过联轴器相连，底座固定在摆架内测。
4.如权利要求1所述的轧辊缺陷检测的机器人末端执行器，其特征是：内测两滑板连接在右侧正反牙丝杠模组，外侧两滑板连接在左侧正反牙丝杠模组上，四块滑板呈等分对称布置，滑板孔内安装有直线轴承，滑柱连接在滑板孔内的直线轴承上。
5.如权利要求1所述的轧辊缺陷检测的机器人末端执行器，其特征是：双晶探头安装块两侧设有槽状柱，安装在一号侧板开设的槽口处，一号侧板槽型口宽度略大于双晶探头安装块的槽状柱，两半圆距离略小于槽状柱。
6.如权利要求1所述的轧辊缺陷检测的机器人末端执行器，其特征是：相控阵安装块两侧设有T型槽状柱，安装在二号侧板开设的T型槽处，二号侧板T型槽略大于相控阵安装块的T型槽状柱。
7.如权利要求1所述的轧辊缺陷检测的机器人末端执行器，其特征是：一号和二号耐磨块底部呈现一定的弧度。
8.如权利要求1所述的轧辊缺陷检测的机器人末端执行器，其特征是：轧辊直径D在200mm～400mm区间，四个探头模块(宽度为20mm)等间距对称地布置在所扫描轧辊表面的三分之二段上，探头间距d＝((2D/3-20*4)/3)mm；轧辊直径D在400mm～750mm区间，四个探头模块等间距对称地布置在扫描轧辊表面的三分之一段上。探头间距d＝((D/3-20*2)/3)mm。
...【技术特征摘要】
1.一种轧辊缺陷检测的机器人末端执行器，包括水包架模组，软限位模组，相机检测模组，自适应贴合模组和喷标模组，所述水包架模组包括与机器人法兰盘连接的水包支架、限位端盖、水包导柱、摆架、感应导柱、压簧和弹簧端盖，所述限位端盖设置在水包支架顶端，所述水包导柱连接在摆架上，顶部两侧开设螺纹孔，所述感应导柱设置在水包导柱顶部的螺纹孔内，所述压簧设置在水包导柱上，所述弹簧端盖安装于水包支架底部；所述软限位模组包括电感式接近传感器、接近开关架，所述电感式接近传感器安装在接近开关架上，所述接近开关架安装在水包支架右侧；所述相机检测模组包括安装在水包支架后侧凸台上的相机支架、平面相机模组和线扫激光相机模组，所述平面相机模组包括安装在相机支架的相机固定板、平面相机、镜头、光源固定座和光源，所述线扫激光相机模组包括线扫激光相机、线扫激光相机固定架和线扫激光相机安装块；所述自适应贴合模组包括安装在摆架内测的正反牙丝杠模组、连接柱、滑柱、滑板、双晶探头模组、相控阵探头模组、缓冲模组，所述双晶探头模组包括连接块、一号侧板、双晶探头、双晶探头安装块和一号耐磨块，所述相控阵探头模组包括连接块、二号侧板、相控阵探头、相控阵探头安装块和二号耐磨块，所述缓冲模组包括导柱、导柱端盖、弹簧和直线轴承；所述喷标模组包括喷标头，和喷标头支架。
2.如权利要求1所述的轧辊缺陷检测的机器人末端执行器，其特征是：水包架两侧开设槽口、感应导柱设置在槽口中；接近开关架下端连接在右侧凸台上，上端连接在水包支架的顶部，接近开关架设有槽口，电感式接近传感器由两个螺母固定在接近开关架上的槽...
【专利技术属性】
技术研发人员：朱银龙，王波，练锦红，陈伟，杨雨图，谢晶，刘英，李北玉，鄢小安，郁毛林，
申请(专利权)人：南京林业大学，
类型：发明
国别省市：
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