CN207181370U - 一种点焊超声b扫自动检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种点焊超声B扫自动检测装置，它包括工业机械手，所述工业机械手安装在机械手固定座的顶部，在工业机械手的头部安装有用于对焊点进行超声B扫检测的检测装置，所述检测装置位于检测平台的正上方，所述检测装置与超声波检测仪相连，所述超声波检测仪与工业计算机相连，所述工业机械手与用于机械手动作控制的控制器相连，所述检测装置与用于耦合剂供给的耦合剂循环供应系统相连。该装置机构简单，适用性强，可实现复杂车身零部件点焊质量超声自动检测，该方法通过超声B扫局部液浸法，获取焊点焊核尺寸信息，评价焊点质量，提高焊点检测效率并有效减少对零件的腐蚀损伤。

Description

一种点焊超声B扫自动检测装置

技术领域

本实用新型涉及超声波检测方法及装置，特别涉及一种点焊超声B扫自动检测装置，属于超声无损检测领域。

背景技术

电阻点焊是一种广泛应用的焊接工艺，尤其是在汽车车身的生产制造中，汽车的车身的点焊多达3000-6000个。因此，点焊质量检测是保证车身连接强度和安全性能的关键。点焊超声B扫成像是选择焊点的任意直径方向进行线性移动扫查，在探头移动的过程中，以一定的时间间隔发射超声波，同时接受相应的反射回波信号，最后将信号幅值转换成颜色灰度值，形成焊点图像。点焊的质量主要取决于焊点的焊核尺寸，实验表明，通过点焊超声B扫图像显示，可定量检测焊核直径以及压痕深度等信息，准确实现点焊质量评价。

超声B扫需通过聚焦探头线性移动扫描焊点区域，而探头与零件之间需填充耦合剂，故目前超声B扫主要通过液浸法检测零件，需将零件完全浸入水中，但这样对零件会造成腐蚀损伤。另外，目前的超声B扫检测都是通过手持式扫描，其检测效率低而且容易受人工影响，检测准确性差。因此，实用新型一种超声B扫自动检测装置，在工业中有巨大的应用前景。

实用新型内容

本实用新型提供一种点焊超声B扫自动检测方法及装置及方法，该装置机构简单，适用性强，可实现复杂车身零部件点焊质量超声自动检测，该方法通过超声B扫局部液浸法，获取焊点焊核尺寸信息，评价焊点质量，提高焊点检测效率并有效减少对零件的腐蚀损伤。

为了解决上述技术问题，本实用新型提出以下技术方案：一种点焊超声B扫自动检测装置，它包括工业机械手，所述工业机械手安装在机械手固定座的顶部，在工业机械手的头部安装有用于对焊点进行超声B扫检测的检测装置，所述检测装置位于检测平台的正上方，所述检测装置与超声波检测仪相连，所述超声波检测仪与工业计算机相连，所述工业机械手与用于机械手动作控制的控制器相连，所述检测装置与用于耦合剂供给的耦合剂循环供应系统相连。

所述机械手固定座包括基板，所述基板的顶部竖直固定有底座，所述底座用于固定工业机械手。

所述工业机械手包括底节手臂，所述底节手臂固定安装在底座的顶部，所述底节手臂的顶部通过第一关节连接有第一臂，在第一臂的末端通过关节连接有第二臂，所述第二臂上固定有第三臂，所述第三臂的末端通过关节连接有第四臂，所述第四臂的末端固定检测装置；所述工业机械手通过控制器控制并带动其头部的检测装置沿预设轨迹运动。

所述检测平台包括平台机架，在平台机架的顶部安装有用于固定车身点焊零部件的装夹平台。

所述检测装置包括用于固定检测探头组件的夹具机构，所述夹具机构与滑移装置相连，所述检测探头组件固定安装在滑移装置的末端。

所述夹具机构包括连接杆，所述连接杆的顶部固定有法兰盘，所述法兰盘与工业机械手的第四臂末端固定相连，所述连接杆的底端连接有夹持环。

所述滑移装置包括导套，所述导套安装在夹持环上，在导套的一端支撑安装有丝杆，所述丝杆可转动的安装在导套的内部，所述丝杆的一端通过螺纹传动配合安装有推杆，所述推杆的另一端加工有竖直通孔，在竖向通孔内部安装有聚焦探头，所述丝杆的外伸端通过同步带与微电机构成同步带传动，并驱动丝杆转动，进而带动推杆及聚焦探头移动。

所述检测探头组件包括探头罩，所述探头罩通过密封环固定安装在导套的一端，在探头罩上部侧面设置有进水管，在探头罩下部对侧面设置有出水管，在探头罩顶部贯穿有探头线缆，所述探头线缆与聚焦探头相连；所述进水管和出水管与耦合剂循环供应系统相连；所述探头罩的底端通过密封圈密封，并在探头罩内部形成耦合剂腔体。

所述耦合剂循环供应系统包括耦合剂供应桶，所述耦合剂供应桶通过出液管与水泵相连，所述水泵之后连接电磁阀，所述电磁阀的出液口通过管路与检测探头组件的进水管相连，检测探头组件的出水管通过回水管与耦合剂供应桶相连，所述电磁阀与控制器相连，并控制其通断。

本实用新型有如下有益效果：

1、通过采用上述的检测装置，工作过程中由工业机械手带动检测装置，通过检测装置在车身点焊零部件上按照焊点位置依次移动，并借助检测装置、超声波检测仪和工业计算机对焊点进行超声B扫自动检测，获取焊点焊核尺寸信息，评价焊点质量，提高焊点检测效率并有效减少对零件的腐蚀损伤。

2、由于本实用新型所采用的耦合剂循环供应系统，采用局部液浸法，避免了传统的整体浸润法，有效的避免了传统耦合液对车身点焊零部件的腐蚀和损伤，保证了检测质量，同时对其起到了很好的保护目的。

3、通过所述的耦合剂循环供应系统能够将检测过程中的耦合液进行自动回收，进而节约了资源，减少了资源浪费，节约了检测成本。

4、通过工业机器手夹持超声B扫检测装置，沿车身零部件焊点位置依次移动，完成零件焊点质量评价，其中工业机器手能够按照预定轨迹移动，大大的提高了检测效率，也保证了检测的一致性，避免了传统的人工检测所造成的不一致问题。

5、通过检测装置内部的滑移装置，工作过程中，能够通过微电机驱动同步带，再由同步带驱动丝杆，通过丝杆带动聚焦探头，进而将聚焦探头在待检测焊点的顶部扫描，进而对焊点进行成像，为后续的计算机判断提供依据。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

图1是本实用新型的整体结构示意图。

图2是本实用新型的工业机械手及检测平台结构示意图。

图3是本实用新型的检测装置立体图。

图4是本实用新型的检测装置主剖视图。

图中：机械手固定座1、检测平台2、工业机械手3、检测装置4、工业计算机5、超声波检测仪6、车身点焊零部件7、控制器8、电磁阀9、耦合剂10、耦合剂供应桶11、出液管12、水泵13、回水管14；

基板101、底座102；

平台机架201、装夹平台202；

底节手臂301、第一关节302、第一臂303、第二臂304、第三臂305、第四臂306；

探头罩401、进水管402、探头线缆403、导套404、连接杆405、法兰盘406、微电机407、夹持环408、出水管409、密封圈410、耦合剂腔体411、聚焦探头412、推杆413、同步带414、丝杆415、密封环416、待检测焊点417。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的实施方式做进一步的说明。

实施例1：

如图1-4所示，一种点焊超声B扫自动检测装置，它包括工业机械手3，所述工业机械手3安装在机械手固定座1的顶部，在工业机械手3的头部安装有用于对焊点进行超声B扫检测的检测装置4，所述检测装置4位于检测平台2的正上方，所述检测装置4与超声波检测仪6相连，所述超声波检测仪6与工业计算机5相连，所述工业机械手3与用于机械手动作控制的控制器8相连，所述检测装置4与用于耦合剂供给的耦合剂循环供应系统相连。通过采用上述的自动检测装置，工作过程中，首先，通过工业机械手3带动检测装置4沿着预定的轨迹移动，再由检测装置4依次对焊点进行检测，并获取焊点焊核尺寸信息，再由工业计算机5评价焊点质量，并对其进行记录，与此同时耦合剂循环供应系统配合检测装置4进行局部液浸，最终实现整个零部件焊点的检测，提高焊点检测效率并有效减少对零件的腐蚀损伤。

参见图2，所述机械手固定座1包括基板101，所述基板101的顶部竖直固定有底座102，所述底座102用于固定工业机械手3。所述工业机械手3包括底节手臂301，所述底节手臂301固定安装在底座102的顶部，所述底节手臂301的顶部通过第一关节302连接有第一臂303，在第一臂303的末端通过关节连接有第二臂304，所述第二臂304上固定有第三臂305，所述第三臂305的末端通过关节连接有第四臂306，所述第四臂306的末端固定检测装置4；所述工业机械手3通过控制器8控制并带动其头部的检测装置4沿预设轨迹运动。工作过程中，首先根据车身点焊零部件7上待检测焊点417的位置，编写工业机械手3运行轨迹的程序，并将程序导入到控制器8，通过控制器8控制工业机械手3带动检测装置4沿车身零部件焊点位置依次移动，完成零件焊点质量评价。

进一步的，所述检测平台2包括平台机架201，在平台机架201的顶部安装有用于固定车身点焊零部件7的装夹平台202。通过装夹平台202能够对固定车身点焊零部件7进行点位装夹。

参见图3-4，进一步的，所述检测装置4包括用于固定检测探头组件的夹具机构，所述夹具机构与滑移装置相连，所述检测探头组件固定安装在滑移装置的末端。

进一步的，所述夹具机构包括连接杆405，所述连接杆405的顶部固定有法兰盘406，所述法兰盘406与工业机械手3的第四臂306末端固定相连，所述连接杆405的底端连接有夹持环408。通过夹具机构能够将整个检测装置固定在工业机械手3上。

进一步的，所述滑移装置包括导套404，所述导套404安装在夹持环408上，在导套404的一端支撑安装有丝杆415，所述丝杆415可转动的安装在导套404的内部，所述丝杆415的一端通过螺纹传动配合安装有推杆413，所述推杆413的另一端加工有竖直通孔，在竖向通孔内部安装有聚焦探头412，所述丝杆415的外伸端通过同步带414与微电机407构成同步带传动，并驱动丝杆415转动，进而带动推杆413及聚焦探头412移动。工作过程中，通过微电机407驱动同步带414，再由同步带414带动丝杆415转动，通过丝杆415带动推杆413，通过推杆413能够驱动聚焦探头412移动。

进一步的，所述检测探头组件包括探头罩401，所述探头罩401通过密封环416固定安装在导套404的一端，在探头罩401上部侧面设置有进水管402，在探头罩401下部对侧面设置有出水管409，在探头罩401顶部贯穿有探头线缆403，所述探头线缆403与聚焦探头412相连；所述进水管402和出水管409与耦合剂循环供应系统相连；所述探头罩401的底端通过密封圈410密封，并在探头罩401内部形成耦合剂腔体411。所述聚焦探头可沿焊点直径方向线性移动，实现超声B扫检测。

进一步的，所述耦合剂循环供应系统包括耦合剂供应桶11，所述耦合剂供应桶11通过出液管12与水泵13相连，所述水泵13之后连接电磁阀9，所述电磁阀9的出液口通过管路与检测探头组件的进水管402相连，检测探头组件的出水管409通过回水管14与耦合剂供应桶11相连，所述电磁阀9与控制器8相连，并控制其通断。其中所述耦合剂循环供应系统实现探头罩内耦合剂稳定循环，在检测结束后，可停止供给并排出耦合剂。

实施例2：

采用任意一项所述点焊超声B扫自动检测装置的检测方法，包括以下步骤：

Step1：将待检测的车身点焊零部件7固定于检测平台2上，根据待检测车身点焊零部件7位置，预设检测探头移动路径，并将预设路径输入工业机械手3的控制器8；

Step2：启动工业机械手3，工业机械手3将按预设路径将检测装置4移动至第一个待检测焊点417的位置，并将探头罩401压紧于车身点焊零部件7表面；

Step3：启动耦合剂循环供应系统，控制器8控制电磁阀9以及水泵13抽取耦合剂10，进水管402开始向探头罩401内注水，同时出水管409小口径排水，待探头罩401的耦合剂腔体411内充满水后，探头罩401内形成稳定水流；

Step4：待探头罩401内水流稳定后，微电机407驱动聚焦探头412线性运动，实现超声B扫检测，待检测波形传输至工业计算机5后，通过软件进行评估焊点质量，进水管402停止注水，出水管409继续排水，待探头罩401内水排放完毕后，进行下一步；

Step5：工业机械手3驱动检测装置4移动至下一个焊点处，重复步骤Step3和Step4，完成下一个焊点检测，依次重复上述步骤，完成所有预设焊点检测。

通过上述的说明内容，本领域技术人员完全可以在不偏离本项实用新型技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改都在本实用新型的保护范围之内。本实用新型的未尽事宜，属于本领域技术人员的公知常识。

Claims (9)

1.一种点焊超声B扫自动检测装置，其特征在于：它包括工业机械手（3），所述工业机械手（3）安装在机械手固定座（1）的顶部，在工业机械手（3）的头部安装有用于对焊点进行超声B扫检测的检测装置（4），所述检测装置（4）位于检测平台（2）的正上方，所述检测装置（4）与超声波检测仪（6）相连，所述超声波检测仪（6）与工业计算机（5）相连，所述工业机械手（3）与用于机械手动作控制的控制器（8）相连，所述检测装置（4）与用于耦合剂供给的耦合剂循环供应系统相连。

2.根据权利要求1所述的一种点焊超声B扫自动检测装置，其特征在于：所述机械手固定座（1）包括基板（101），所述基板（101）的顶部竖直固定有底座（102），所述底座（102）用于固定工业机械手（3）。

3.根据权利要求1所述的一种点焊超声B扫自动检测装置，其特征在于：所述工业机械手（3）包括底节手臂（301），所述底节手臂（301）固定安装在底座（102）的顶部，所述底节手臂（301）的顶部通过第一关节（302）连接有第一臂（303），在第一臂（303）的末端通过关节连接有第二臂（304），所述第二臂（304）上固定有第三臂（305），所述第三臂（305）的末端通过关节连接有第四臂（306），所述第四臂（306）的末端固定检测装置（4）；所述工业机械手（3）通过控制器（8）控制并带动其头部的检测装置（4）沿预设轨迹运动。

4.根据权利要求1所述的一种点焊超声B扫自动检测装置，其特征在于：所述检测平台（2）包括平台机架（201），在平台机架（201）的顶部安装有用于固定车身点焊零部件（7）的装夹平台（202）。

5.根据权利要求1所述的一种点焊超声B扫自动检测装置，其特征在于：所述检测装置（4）包括用于固定检测探头组件的夹具机构，所述夹具机构与滑移装置相连，所述检测探头组件固定安装在滑移装置的末端。

6.根据权利要求5所述的一种点焊超声B扫自动检测装置，其特征在于：所述夹具机构包括连接杆（405），所述连接杆（405）的顶部固定有法兰盘（406），所述法兰盘（406）与工业机械手（3）的第四臂（306）末端固定相连，所述连接杆（405）的底端连接有夹持环（408）。

7.根据权利要求5所述的一种点焊超声B扫自动检测装置，其特征在于：所述滑移装置包括导套（404），所述导套（404）安装在夹持环（408）上，在导套（404）的一端支撑安装有丝杆（415），所述丝杆（415）可转动的安装在导套（404）的内部，所述丝杆（415）的一端通过螺纹传动配合安装有推杆（413），所述推杆（413）的另一端加工有竖直通孔，在竖向通孔内部安装有聚焦探头（412），所述丝杆（415）的外伸端通过同步带（414）与微电机（407）构成同步带传动，并驱动丝杆（415）转动，进而带动推杆（413）及聚焦探头（412）移动。

8.根据权利要求5所述的一种点焊超声B扫自动检测装置，其特征在于：所述检测探头组件包括探头罩（401），所述探头罩（401）通过密封环（416）固定安装在导套（404）的一端，在探头罩（401）上部侧面设置有进水管（402），在探头罩（401）下部对侧面设置有出水管（409），在探头罩（401）顶部贯穿有探头线缆（403），所述探头线缆（403）与聚焦探头（412）相连；所述进水管（402）和出水管（409）与耦合剂循环供应系统相连；所述探头罩（401）的底端通过密封圈（410）密封，并在探头罩（401）内部形成耦合剂腔体（411）。

9.根据权利要求1或5所述的一种点焊超声B扫自动检测装置，其特征在于：所述耦合剂循环供应系统包括耦合剂供应桶（11），所述耦合剂供应桶（11）通过出液管（12）与水泵（13）相连，所述水泵（13）之后连接电磁阀（9），所述电磁阀（9）的出液口通过管路与检测探头组件的进水管（402）相连，检测探头组件的出水管（409）通过回水管（14）与耦合剂供应桶（11）相连，所述电磁阀（9）与控制器（8）相连，并控制其通断。