[发明专利]点焊质量全自动超声波无损检测设备及方法

说明书

技术领域

本发明涉及无损检测领域，特别涉及一种点焊质量全自动超声波无损检测设备及方法，用于镀锌钢板点焊质量的检测，是一种省时、省力、精度高、自动化、智能化的超声波无损检测设备及方法。

背景技术

电阻点焊作为一种低成本、操作难度低、易实现自动化生产的焊接技术，广泛应用在汽车、航天等现代工业产品中。尤其是在汽车的生产中，每一辆汽车都有几千个焊点，而且每个汽车工厂每年都要生产几十万辆的汽车，因此一种高效、高质量的点焊检测装置成为工业生产中的迫切需求。

目前，很多企业以破坏性检测作为一种主要的焊点检测手段，通过对产品的抽检，来调试点焊时的焊接参数，但是这种方法会降低工厂的生产效率，且无法快速对焊点质量作出评价。超声波检测作为一种无损检测技术近年来为许多国内外学者所研究，因为超声波检测具有快速、安全、灵敏等特点在工业生产上的应用日益广泛。超声波检测需要通过耦合剂来实现超声波从探头到工件之间的传递，目前的耦合剂填涂以及超声波检测基本多数还是通过人工来操作，这种无法保证耦合剂均匀填涂以及超声波信号传输的稳定性，因此会产生大量的错误信息且费时、费力。

发明内容

本发明的目的在于提供一种点焊质量全自动超声波无损检测设备及方法，解决了现有技术存在的上述问题。本发明通过自动填涂耦合剂以及探头的自动扫查，实现点焊的全自动扫查过程，具有省时、省力、精度高、安全可靠等优点。

本发明的上述目的通过以下技术方案实现：

点焊质量全自动超声波无损检测设备，包括高频超声探头1、转换器、耦合剂注入机构、二维模块运动机构、控制机构，所述耦合剂注入机构是：风机2通过吹风管3与耦合剂罐4相连，耦合剂注入口6通过耦合剂导入管5与耦合剂罐相连；风机2通过数据传输线与运动控制卡18相连，实现开关控制；

所述二维模块运动机构是：Y轴电机7通过Y轴传动带9带动X轴电机8在Y方向上移动，X轴电机8通过X轴传动带10带动传动壳体13在X方向上移动，实现传动壳体13的二维运动；

所述转换器包括转换端头16、电机17、传动带20、轴承21、探头插口22、耦合剂注入口插口23，电机17固定在转换端头16上，通过带动固定在转换端头上的传动带20运动，使转换端头16自旋转，实现高频超声探头1与耦合剂注入口6的转换；

所述控制机构包括运动控制卡18、计算机19，运动控制卡18分别与风机2、X轴电机8、Y轴电机7、电机17通过信号传输线相连，实现顺序控制；高频超声探头1以及运动控制卡18分别与计算机19相连。

所述的高频超声探头1穿过探头插口22固定在转换端头上、耦合剂注入口6穿过耦合剂注入口插口23固定在转换端头上。

所述转换端头16通过轴承21与传动壳体13连接在一起。

所述的Y轴电机7固定在支架14上，X轴电机8固定在Y轴滑动杆11上，传动壳体13固定在X轴滑动杆12上。

所述的计算机19内集成超声波脉冲发射电路、超声波接收电路和 A/D 模数转换电路实现超声波信号的发射和收集。

所述的吹风管3及耦合剂导入管5采用有机塑料制成。

所述的高频超声探头1的直径为5mm，可以发射和接收超声波。

本发明的点焊质量全自动超声波无损检测方法，包括如下步骤：

第一步：启动点焊质量全自动超声波无损检测设备，系统初始化，通过计算机控制二维运动模块将转换端头移动至焊点25区域上一点作为起始扫描点，控制转换端头转换至耦合剂注入口；设置运动参数，检测参数。

第二步：开始指令执行后，风机和二维运动模块启动，风机将高压空气注入耦合剂罐挤压耦合剂从耦合剂注入口流出，二维运动模块在扫查区域沿扫查线24蛇形匀速运动，将耦合剂涂满扫查区后风机停止工作，转换端头移动至起始扫描点，转换端头转动至高频超声探头。

第三步：启动高频超声探头，发射并接收超声波信号，对扫查区域进行逐点扫描，并将收集到的信号信息储存到计算机中。

第四步：扫查结束后，高频超声探头回到扫描起始点，通过计算机内置算法对收集到的信号进行处理，自动生成焊点25C扫描图像。

本发明的有益效果在于：通过二维运动装置以及耦合剂注入机构实现耦合剂的均匀填涂，保证了探头与待检测表面的良好耦合。通过二维运动装置实现对焊点区域的自动扫查。通过转换器实现耦合剂注入机构与探头的快速转换使操作简单。实现超声检测从耦合剂到检测到质量评价的全过程自动化操作方便安全。

附图说明