阅读说明：本技术 一种焊管自动化气密性检测装置 (Automatic air tightness detection device for welded pipe ) 是由 杜兴吉 凌张伟 唐萍 汤杰 蒋政培 陈永贵 缪存坚 孔帅 郑慕林 于 2019-11-20 设计创作，主要内容包括：本发明涉及自动化检测技术领域。技术方案是：一种焊管自动化气密性检测装置,包括气密检测器件、PLC控制器,其特征在于：该装置还包括机架、相互平行且向下倾斜布置以输送焊管的若干输入台架、安装在输入台架末端以检测焊管气密性的气密试验机构、设置在气密试验机构旁边以分选合格管和不合格管的分选机构、用于接收不合格管的废料架以及用于接收和传送合格管至下一工位的过渡料架；所述输入台架、气密试验机构、分选机构和过渡料架沿焊管的输送方向依序布置；各作业机构均与PLC控制器电连接以进行统一控制。该装置采用气压式检测法来检测焊管的气密性,避免了气泡检测法中焊管生锈、腐蚀等问题,能够避免人工检测误差,提高产品质量。(The invention relates to the technical field of automatic detection. The technical scheme is as follows: the utility model provides an automatic air tightness detection device of welded tube, includes airtight detection device, PLC controller, its characterized in that: the device also comprises a frame, a plurality of input racks which are parallel to each other and are arranged downwards in a downward inclined mode to convey the welded pipes, an airtight test mechanism which is installed at the tail end of each input rack to detect the airtightness of the welded pipes, a sorting mechanism which is arranged beside the airtight test mechanism to sort the qualified pipes and the unqualified pipes, a waste material rack which is used for receiving the unqualified pipes and a transition material rack which is used for receiving and conveying the qualified pipes to the next station; the input rack, the air tightness testing mechanism, the sorting mechanism and the transition material rack are sequentially arranged along the conveying direction of the welded pipe; all the operation mechanisms are electrically connected with the PLC for unified control. The device adopts the vapour-pressure type detection method to detect the gas tightness of welded tube, has avoided among the bubble detection method welded tube to rust, corrode scheduling problem, can avoid artifical detection error, improves product quality.)

一种焊管自动化气密性检测装置

技术领域

本发明涉及自动化检测技术领域，具体是一种焊管自动化气密性检测装置。

背景技术

在焊管的生产中，精整加工后的焊管都需要进行气密性检测试验，很多生产企业都采用气泡法这种传统方法，就是将焊管两端密封后浸入水中，通入一定压力的气体，肉眼观察有没有气泡冒出，根据气泡的位置确定泄漏点。这种方法只能通过肉眼观察，并且无法定量描述，检测结果一定程度取决于检测人员的经验、责任心等，受人为因素影响比较大，不同的测量者测量出的结果会存在着差异，而且将待检测焊管放入水中，会引起焊管生绣、腐烛等，需要有后续干燥等工序，加大了工作量。

气压式检测法是以空气为测量介质，向待检测焊管中通入一定压力的空气，然后压力传感器测量充气后的焊管气压值并将两次的差压值转化为泄漏率，从而判断焊管是否泄漏。该种方法具有检测精度高、成本低、操作简便、不受主观因素影响、无污染等优点，并且测试后不需要对焊管进行干燥处理。因此，需要设计一种利用气压式检测法检测焊管气密性的装置，以克服现有技术中气泡检测法中存在的缺陷。

发明内容

本发明的目的是提供一种焊管自动化气密性检测装置，该装置采用气压式检测法来检测焊管的气密性，避免了气泡检测法中焊管生锈、腐蚀等问题，无需进行后续干燥程序，并且能够同时对多根焊管进行气密性检测，具有检测精度高、成本低、操作简便、自动化程度高的特点，能够避免人工检测误差，提高产品质量。

本发明提供的技术方案是：

一种焊管自动化气密性检测装置，包括气密检测器件、PLC控制器，其特征在于：该装置还包括机架、相互平行且向下倾斜布置以输送焊管的若干输入台架、安装在输入台架末端以检测焊管气密性的气密试验机构、设置在气密试验机构旁边以分选合格管和不合格管的分选机构、用于接收不合格管的废料架以及用于接收和传送合格管至下一工位的过渡料架；所述输入台架、气密试验机构、分选机构和过渡料架沿焊管的输送方向依序布置；各作业机构均与PLC控制器电连接以进行统一控制；

所述气密试验机构包括横向且水平布置的旋转主轴、设置在输入台架末端并将焊管从输入台架依次拨下并夹紧焊管的若干拨料夹紧组件、分别安装在旋转主轴两端以驱动旋转主轴并带动若干拨料夹紧组件等角度转动的两组转盘进料组件、分别设置在焊管两端以密封焊管的移动密封端和固定密封端；若干拨料夹紧组件等间距地安装在旋转主轴上；所述移动密封端可沿旋转主轴的长度方向滑动地定位在机架上，以密封不同长度的焊管。

所述输入台架包括竖直布置且底部通过滚动副可横向移动的立柱、倾斜固定在立柱顶部的斜条架、设置在斜条架表面的保护层以及设置在斜条架末端以定位焊管位置的挡块。

所述拨料夹紧组件包括固定在旋转主轴上的拨料盘、与拨料盘同轴布置并可与拨料盘相对转动的至少一个夹紧定位盘、底座与拨料盘铰接且其推杆与夹紧定位盘铰接的第一气缸；所述拨料盘的半径大于夹紧定位盘的半径；所述拨料盘外缘均匀开设有若干第一槽口，从而在拨料盘上形成若干用于拨取焊管的拨料钩；所述拨料钩的右侧侧面位于第一槽口中并且该侧面上设置有向第一槽口内部弯折的第一凸起，拨料钩的左侧侧面位于相邻的另一个第一槽口中；所述夹紧定位盘上开设有若干与第一槽口一一对应的第二槽口；所述第二槽口中设置有向第二槽口内部弯折的第二凸起以便与第一凸起配合共同夹紧焊管；所述拨料盘上开设有沿圆周方向伸展的弧形孔；所述夹紧定位盘与第一气缸推杆的铰接销伸入至弧形孔中并可沿弧形孔运动。

所述拨料夹紧组件的焊管出口位置设置有向下倾斜以输送焊管的斜板；所述斜板的末端位于废料架正上方。

所述夹紧定位盘和第一气缸的数量均为两个，两个夹紧定位盘分别设置在拨料盘两侧；两个第一气缸分别驱动两个夹紧定位盘同步转动。

所述转盘进料组件包括固定在旋转主轴上的齿盘、竖直设置在齿盘下方并与齿盘的齿牙位置相对应的第二气缸、铰接在第二气缸的推杆末端并向上单向施力于齿盘以推动齿盘转动的棘爪以及设置在齿盘下方以限制齿盘转动的第三气缸；所述第三气缸的推杆末端安装有滚筒，以便抵顶在齿盘的相邻两齿牙之间从而制动齿盘。

所述分选机构包括铰接在机架上且位于废料架上方的分选板以及安装在机架上并通过连接杆驱使分选板绕铰接轴线摆动的推动气缸。

所述移动密封端包括滑移架、可转动地定位在滑移架底部以带动滑移架横向运动的若干滑轮、水平安装在滑移架上的若干第四气缸、固定在第四气缸的推杆末端并与焊管一端密封连接的封堵头；所述封堵头中安装有密封垫，以保证密封性能。

所述固定密封端包括固定架、水平安装在固定架上的若干第五气缸、固定在第五气缸的推杆末端并与焊管另一端密封连接的充气头；所述充气头上开设有充气孔；所述第四气缸和第五气缸的数量相同；所述第四气缸和第五气缸均与第一槽口中的焊管位置一一对应。

所述旋转主轴为中空管；所述旋转主轴中安装有内管；所述内管两侧分别密封安装有连接气泵的旋转接头；所述内管和旋转主轴上对应开设与各拨料夹紧组件中的第一气缸相连接的进气孔。

本发明的有益效果是：

1、本发明的转盘进料组件中，棘爪铰接在第二气缸上，并且棘爪向上单向施力于齿盘，因此齿盘在棘爪的推动下只能单向等角度转动，便于后续焊管、封堵气缸和密封气缸的位置一一对应，提高检测效率。

2、本发明的拨料夹紧组件中，拨料盘与旋转主轴固定连接，拨料盘在旋转主轴的带动下单向转动，从而将输入台架上的焊管钩取到第一槽口内；并且由于夹紧定位盘与拨料盘可相对转动，当第一气缸驱动夹紧定位盘相对于拨料盘反向转动时，夹紧定位盘上的第二槽口与拨料盘第一槽口配合夹紧焊管，为后续焊管的气密性检测做好准备。

3、本发明中的滑移架可通过滑轮横向滑动，便于对不同长度的焊管进行密封检测。

4、本发明中的分选机构可将不合格管与合格管进行区分，便于管理。

5、本发明的可设置多个第四气缸和第五气缸，从而同时对多根焊管进行气密性检测，大大提高了工作效率。

6、本发明解决了气泡检测法中焊管生锈、腐蚀等问题，并无需进行后续干燥程序，避免了人工检测的误差，实现了焊管气密性检测的自动化，检测精度和检测效率高、成本低、工作可靠，具有良好的市场前景。

附图说明

图1为本发明的主视结构示意图。

图2为本发明所述气密试验机构的主视结构示意图(图1的左视方向)。

图3为本发明所述转盘进料组件的主视结构示意图。

图4为本发明所述拨料夹紧组件的主视结构示意图。

图5为本发明所述拨料夹紧组件夹紧状态时的侧视结构示意图。

图6为本发明所述输入台架的主视结构示意图。

图7为本发明所述气密试验机构与废料架的主视结构示意图。

图8为本发明所述分选机构与过渡料架的主视结构示意图。

图9为本发明所述旋转主轴的截面结构示意图。

图10为本发明所述移动密封端的左视结构示意图。

图11为本发明所述移动密封端的主视结构示意图。

图12为本发明所述固定密封端的左视结构示意图。

图13为本发明所述固定密封端的主视结构示意图。

1-机架；2-输入台架；21-立柱；22-斜条架；23-保护层；24-挡块；25-滚轮；26-导轨；3-气密试验机构；31-旋转主轴；311-内管；312-旋转接头；313-进气孔；32-转盘进料组件；321-齿盘；322-第二气缸；323-棘爪；324-第三气缸；325-挡板；326-滚筒；33-拨料夹紧组件；331-拨料盘；332-夹紧定位盘；333-第一气缸；334-弧形孔；335-拨料钩；336-第一凸起；337-第二凸起；338-斜板；34-移动密封端；341-滑移架；342-滑轮；343-第四气缸；344-封堵头；345-密封垫；35-固定密封端；351-固定架；352-第五气缸；353-充气头；354-充气孔；4-分选机构；41-分选板；42-推动气缸；5-废料架；6-过渡料架；7-焊管。

具体实施方式

以下结合附图所示的实施例进一步说明。

如图1所示的焊管自动化气密性检测装置，包括机架1、若干输入台架2、气密试验机构3、分选机构4、废料架5、过渡料架6、气密检测器件(现有设备)和PLC控制器。所述输入台架、气密试验机构、分选机构和过渡料架沿焊管7的输送方向(即图1的左右方向，下同)依序布置。

若干输入台架在横向方向(即图1中垂直纸面的方向，下同)上等间距分布且相互平行，在纵向方向(即图1的左右方向)上将焊管输送至气密试验机构。输入台架的数量可根据焊件的长度而定，相邻输入台架之间的距离小于焊管的长度。如图6所示，所述输入台架包括立柱21、斜条架22、保护层23和挡块24。所述立柱竖直布置且底部设置有滚轮25，滚轮与横向固定在地面上的导轨26组成滚动副，以便根据焊管的长度调节相邻两输入台架之间的距离。所述斜条架倾斜向下固定在立柱顶部；斜条架的倾斜度为2°～3°，以保证焊管在重力作用下沿斜条架顺利向下滚动。斜条架上设置有所述保护层，用于保护焊管外表面；保护层的材料为橡胶或塑料。所述挡块设置在斜条架末端，以便定位焊管的位置。

如图2所示，所述气密试验机构安装在输入台架末端，用于检测焊管的气密性。所述气密试验机构包括旋转主轴31、两组转盘进料组件32、若干拨料夹紧组件33、移动密封端34和固定密封端35。所述旋转主轴横向且水平布置。所述气密试验机构还包括增压泵、减压阀、排气阀、进气阀、高精度压力表、压力传感器、数显表(均为常规气密检测器件，可外购获得，图中未显示)。

两组转盘进料组件分别安装在旋转主轴两端并同步驱动旋转主轴单向转动。如图3所示，每组转盘进料组件均包括齿盘321、第二气缸322、棘爪323和第三气缸324。所述齿盘固定在旋转主轴上，随旋转主轴一体转动。所述第二气缸竖直设置在齿盘下方并与齿盘的齿牙位置相对应；第二气缸的推杆末端铰接有所述棘爪，并且棘爪向上单向施力于齿盘，从而推动齿盘单向转动(本发明中第二气缸向上运动时，在挡板325的阻挡作用下，棘爪对齿盘施加向上的推力，推动齿盘顺时针转动；第二气缸向下运动时，棘爪绕着与第二气缸的铰接轴转动，不会带动齿盘逆时针转动，从而实现齿盘的单向转动)。所述第三气缸设置在齿盘下方；第三气缸的推杆末端安装有滚筒326，滚筒在第三气缸的带动下，抵顶在齿盘的相邻两齿牙之间，从而制动齿盘。

若干拨料夹紧组件设置在输入台架末端并等间距地安装在旋转主轴上，所有拨料夹紧组件在两组转盘进料组件的驱使下，随旋转主轴一起转动，从而将焊管从输入台架依次拨下并夹紧，为后续焊管的气密性检测做准备。拨料夹紧组件的数量可根据焊管的长度、尺寸而定，相邻拨料夹紧组件之间的间距一般为1～2米。

如图4、图5所示，每组拨料夹紧组件包括拨料盘331、夹紧定位盘332和第一气缸333；本实施例中的夹紧定位盘和第一气缸的数量均为两个。所述拨料盘固定在旋转主轴上。两个夹紧定位盘分别设置在拨料盘两侧并且两个夹紧定位盘可转动地定位在旋转主轴上；两个夹紧定位盘与拨料盘之间可相对转动。两个第一气缸分别驱动两个夹紧定位盘同步转动，其中第一气缸的底座与拨料盘铰接且其推杆与对应驱动的夹紧定位盘铰接；所述拨料盘上开设有往圆周方向伸展的弧形孔334，铰接销***在弧形孔中，铰接销的两端分别悬伸到弧形孔的外部后，再分别同时铰接一夹紧定位盘以及第一气缸推杆(铰接销共与两个夹紧定位盘以及两个第一气缸推杆铰接)。工作时，铰接销在第一气缸的带动下沿弧形孔运动，进而带动两个夹紧定位盘相对拨料盘摆动。

所述拨料盘的半径大于夹紧定位盘的半径。所述拨料盘外缘均匀开设有若干(图中为八个)第一槽口，从而在拨料盘上形成若干(图4中为八个)用于拨取焊管的拨料钩335；所述拨料钩的右侧侧面位于第一槽口中，并且该侧面上设置有向第一槽口内部弯折的第一凸起336，拨料钩的左侧侧面位于相邻的另一个第一槽口中并且该侧面上设置成斜面。每个夹紧定位盘上开设有若干(图中为八个)与第一槽口一一对应的第二槽口；所述第二槽口中设置有向第二槽口内部弯折的第二凸起337以便与第一凸起配合共同夹紧焊管，另一侧内壁设置成斜面。工作时，两个第一气缸收缩，此时拨料盘与两个夹紧定位盘为一个整体，两组转盘进料组件驱使旋转主轴转动45°，拨料盘上的拨料钩从输入台架上拨下一根焊管至第一槽口；然后两组转盘进料组件继续转动，通过旋转主轴带动拨料盘再次转动45°，下一个拨料钩又将下一根焊管从输入台架拨入对应的第一槽口(本实施例的拨料盘中最多储存四根焊管)；接着两个第一气缸伸长，带动两个夹紧定位盘相对于拨料盘反向转动，使得夹紧定位盘上的第二槽口与拨料盘上的第一槽口配合并夹紧焊管，为后续焊管的气密性检测做好准备。

所述移动密封端和固定密封端分别设置在焊管两端，用于密封焊管。工作时，滑移架可根据焊管的长度，调整与固定密封端之间的间距，从而对不同长度的焊管进行气密性检测。

如图10、11所示，所述移动密封端包括滑移架341、滑轮342、第四气缸343和封堵头344。所述滑移架底部可转动地安装有四个滑轮，以方便滑移架横向运动，从而适应不同长度的焊管。第四气缸水平安装在滑移架上。所述封堵头固定在第四气缸的推杆末端，以便与焊管一端密封连接；所述封堵头中安装有密封垫345，以保证密封性能。

如图12、13所示，所述固定密封端包括固定架351、第五气缸352和充气头353。所述固定架固定在地面上。第五气缸水平安装在固定架上。所述充气头固定在第五气缸的推杆末端，以便与焊管另一端密封连接。所述充气头上开设有充气孔354，以方便增压泵(图中未显示)通过该充气孔向焊管内充气。所述第四气缸和第五气缸的数量相同，本实施例中均为四个，以便同时对多根焊管进行气密性检测。四个第四气缸和四个第五气缸均与第一槽口中的四个焊管位置一一对应。

如图7所示，所述拨料夹紧组件的焊管出口位置设置有向下倾斜以输送焊管的斜板338；所述斜板的末端位于废料架正上方，以便将不合格管送入废料架中。如图8所示，所述分选机构包括分选板41和推动气缸42。所述分选板一端铰接在机架上，另一端位于废料架上方并可与斜板相连接。所述推动气缸安装在机架上，并且推动气缸通过连接杆驱动分选板转动。初始位置时，分选板与斜板相连接，并且分选板的倾角与斜板的倾角相同。当焊管为不合格管时，推动气缸伸长，驱使分选板向上摆动(图1中双点划线表示)，从而打开废料架，使不合格管落入废料架中；当焊管为合格管时，分选板盖合在废料架上方，焊管沿着斜板和分选板滚向过渡料架。所述过渡料架与分选板的末端相连接，用于接收和传送合格管至下一工位。

如图9所示，为防止各拨料夹紧组件中第一气缸的气管在齿盘转动过程中发生缠绕，所述旋转主轴设置成中空管。所述旋转主轴中安装有内管311；所述内管两侧分别密封安装有连接气泵的旋转接头312；所述内管和旋转主轴上对应开设与各拨料夹紧组件中的第一气缸相连接的进气孔313。工作时，气体由旋转主轴中的内管通过气管接头接入第一气缸中，从而驱使各第一气缸同时动作。

以上所有气缸、气密检测器件、气密试验机构、分选机构、输入台架、废料架、过渡料架等作业机构分别与PLC控制器(图中未显示)电连接，以保证各机构的工作配合。

本发明的工作方式如下：

焊管沿着输入台架表面整齐地缓缓向下滚落，并在挡块处停止。两组转盘进料组件驱使旋转主轴转动45°，拨料盘上的拨料钩从输入台架上拨下一根焊管至第一槽口；然后两组转盘进料组件继续转动，通过旋转主轴带动拨料盘再次转动45°，下一个拨料钩又将下一根焊管从输入台架拨入对应的第一槽口，最多可拨上四根焊管同时进行气密性检测试验。接着所有第一气缸同时伸长，带动夹紧定位盘相对于拨料盘反向摆动，使得夹紧定位盘上的第二槽口与拨料盘上的第一槽口配合并夹紧焊管。

拨料夹紧组件夹紧焊管后，第四气缸与第五气缸分别带动充气头与封堵头封闭对应的焊管，增压泵将低压空气增压到1.5MPa的高压空气，经精密减压阀减压后达到气密检测所需压力。排气阀关闭，进气阀打开，当充气压力达到设定要求后停止充气，同时关闭进气阀，压力传感器测量充气后的焊管气压值，高精度压力表将检测结果直接转换成泄漏量并通过数显表显示出来，由此判定焊管是否合格。整个过程完全自动化，大大增强了工作效率，避免了人为因素的影响，而且采用高精度压力检测仪，使检测精度大大提高，满足了焊管高精度气密检测的要求，检测精度可达到±5Pa。

气密试验结束后，焊管依次通过斜板送出，若气密试验不合格，过渡料架上的推动气缸带动分选板升起，焊管落入废料架中。若焊管气密试验合格，则分选板直接滚到过渡料架上，经过渡料架进入下一工位。

最后，需要注意的是，以上列举的仅是本发明的具体实施例。显然，本发明不限于以上实施例，还可以有很多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容中直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。