CN210639116U - 微电阻点焊质量双面红外检测装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种微电阻点焊质量双面红外检测装置，属于微型电阻点焊领域。非接触式加热模块的灯丝固定在闪光灯电子件上，凸透镜Ⅰ置于灯丝和光学积分球之间，光学积分球固定在非接触式加热模块壳体内；光源性能调理模块壳体与非接触式加热模块壳体固定连接，凸透镜Ⅱ、凹透镜共同组成光源性能调理模块；微型激光瞄准器Ⅰ、Ⅱ固定在光源性能调理模块壳体的前面，与PCI控制器连接；工件上的微电阻点焊接头置于光源性能调理模块的下方，红外反射镜Ⅰ、Ⅱ分别放置在微电阻点焊接头的上下两侧，并分别与红外探测仪相配合。优点在于：首次实现了微电阻点焊质量的无损检测，该装置检测效率高，使用方便。
Description
技术领域
本实用新型涉及焊接领域，特别涉及微型电阻点焊领域，尤指一种微电阻点焊质量双面红外检测装置。
背景技术
微型电阻点焊技术在电池包装、医疗器械、电子装置等制造过程中得到广泛应用，随着智能化技术的发展，对微型电阻点焊质量的要求不断提高。微型电阻点焊工件较薄，一直以来缺乏可靠的质量检测手段。
目前微电阻点焊质量主要依靠人工检测手段，但是质量检测员连续工作极易产生疲劳，易产生漏检部分点焊接头的问题。这种方式不仅效率低，而且也无法科学地、定量检测焊接质量。因此，实现微电阻点焊质量的自动化、智能化检测具有重要现实意义。
目前对常规电阻点焊质量检测方式有超声波检测、射线检测等，尤其是超声波检测在常规点焊检测中取得了良好应用效果。射线检测一般用于铝合金材料的检测，检测效率较高，但是由于点焊接头内部组织结构的复杂性，检测效果并不理想。
超声波无损检测手段在薄件、超薄件方面一直未得到满意的解决方案，检测对象的厚度与超声波探头性能密切相关。在薄件检测中一般要求超声波探头发射频率较高，波形较窄，限于目前技术手段，无法满足工件厚度约小于0.3毫米的微电阻点焊质量检测。
另外，微电阻点焊焊接时间及短，一般持续在2-3毫秒，较高的焊接效率使得超声波在线检测较为困难。因此，现有的点焊接头质量检测方式很难满足微电阻点焊生产的需要，亟待新的检测方式的提出。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种微电阻点焊质量双面红外检测装置，解决了现有技术存在的微电阻点焊薄板焊接的质量检测技术难题。本实用新型是一种利用非接触式加热系统与红外反射镜、红外探测器相结合的主动红外检测方式。非接触式恒定热源功率加热灯对微电阻点焊接头单面加热，红外反射镜对微电阻点焊接头双面的热图像进行反射，红外探测器接收到热图像，显现出微电阻点焊接头内部缺陷、熔核尺寸、虚焊等问题点焊接头。
本实用新型的上述目的通过以下技术方案实现：
微电阻点焊质量双面红外检测装置，闪光灯电子件2、灯丝3、凸透镜Ⅰ4、光学积分球5共同组成非接触式加热模块，并置于非接触式加热模块壳体1内，所述灯丝3固定在闪光灯电子件2上，凸透镜Ⅰ4置于灯丝3和光学积分球5之间，光学积分球5通过支架固定在非接触式加热模块壳体1内；光源性能调理模块壳体8与非接触式加热模块壳体1固定连接，凸透镜Ⅱ6、凹透镜7共同组成光源性能调理模块，并置于光源性能调理模块壳体8内；微型激光瞄准器Ⅰ9.1与微型激光瞄准器Ⅱ9.2固定在光源性能调理模块壳体8的前面，与 PCI控制器13连接；工件11上的微电阻点焊接头置于光源性能调理模块的下方，红外反射镜Ⅰ10.1、红外反射镜Ⅱ10.2分别放置在微电阻点焊接头的上下两侧，并分别与红外探测仪 12相配合；红外探测仪12、非接触式加热模块通过PCI控制器13与工业主机14相连，工业主机14与工业显示器15相连。
所述的微型激光瞄准器Ⅰ9.1与微型激光瞄准器Ⅱ9.2发射低功率激光对工件11上的微电阻点焊接头进行定位瞄准，确保非接触式加热模块的加热位置瞄准待加热位置。
所述的非接触式加热模块产生高功率的均匀的平行光，并根据检测的微电阻点焊板厚控制加热时间，以获取最佳检测温度；
所述光学积分球5的位置根据下列公式确定：
其中，凸透镜Ⅰ4的焦距为f0，灯丝3到凸透镜Ⅰ4的距离为l，凸透镜Ⅰ4到光学积分球5 的距离为l0。
工件11上待加热的微电阻点焊接头的面积与平行光的斑点大小、光源密度、加热时间相互配合，光源加热面的半径通过下列公式确定：
其中，凸透镜Ⅱ6的焦距为f1，凹透镜7的焦距为f2，光学积分球5与凸透镜Ⅱ6之间的距离l1，凸透镜Ⅱ6与凹透镜7之间的距离为l2，凸透镜Ⅱ6的通光孔径大小为y1，加热半径y2。
所述的非接触式加热模块的热源照射到工件11上的微电阻点焊接头，工件11上的微电阻点焊接头的热图像经过红外反射镜Ⅰ10.1、红外反射镜Ⅱ10.2射入红外探测仪12；为避免红外探测器受到高功率强光损坏，红外探测仪12在光源照射结束后开始工作。
本实用新型的有益效果在于：应用于常规电阻点焊质量的超声波检测方案无法应用于超薄板点焊质量的检测，而目前个别应用于焊接质量检测的红外检测装置仅限于弧焊的厚板焊缝是否存在漏焊，因为厚板焊缝漏焊在工件内部热传导模型存在明显差异，但是不存在定性与定量检测。超薄板在空气中热辐射快，微电阻点焊存在塑性环区域，该区域上下工件接触紧密，与熔核截面共同影响热量传递速度，对是否虚焊检测更为困难，因此微电阻点焊虚焊与熔核直径大小的检测问题一直以来未得到有效解决。本实用新型利用反射镜双面温度场检测方式，首次实现了微电阻点焊质量的定量检测，解决了微电阻点焊接头质量因工件过薄而无法检测的问题，为锂电池行业的微电阻点焊接头质量检测提供有效的解决办法，实用性强。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，本实用新型的示意性实例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。
图1为本实用新型的微电阻点焊接头质量检测系统的结构示意图；
图2为本实用新型的热激励结构关系示意图。
图中：1、非接触式加热模块壳体；2、闪光灯电子件；3、灯丝；4、凸透镜Ⅰ；5、光学积分球；6、凸透镜Ⅱ；7、凹透镜；8、光源性能调理模块壳体；9.1、微型激光瞄准器Ⅰ；9.2、微型激光瞄准器Ⅱ；10.1、红外反射镜Ⅰ；10.2、红外反射镜Ⅱ；11、工件；12、红外探测仪；13、PCI控制器；14、工业主机；15、工业显示器。
具体实施方式
下面结合附图进一步说明本实用新型的详细内容及其具体实施方式。
参见图1及图2所示，本实用新型的微电阻点焊质量双面红外检测装置，采用非接触式加热系统与红外反射镜、红外探测仪相配合的主动红外检测方式对微电阻点焊质量进行无损检测。微型激光瞄准器确保非接触式加热模块的加热位置瞄准待加热位置。非接触式加热系统在设定时间内对准微电阻点焊接头在进行均匀加热，红外探测仪接收到红外反射镜反射的微电阻点焊接头双面的温度信号再输入到工业计算机。检测装置首次实现了微电阻点焊质量的无损检测，该装置检测效率高，使用方便。检测系统的结构如下：闪光灯电子件2、灯丝3、凸透镜Ⅰ4、光学积分球5共同组成非接触式加热模块，并置于非接触式加热模块壳体1内，所述灯丝3固定在闪光灯电子件2上，凸透镜Ⅰ4置于灯丝3和光学积分球5之间，光学积分球5通过支架固定在非接触式加热模块壳体1内；光源性能调理模块壳体8与非接触式加热模块壳体1固定连接，凸透镜Ⅱ6、凹透镜7共同组成光源性能调理模块，并置于光源性能调理模块壳体8内；微型激光瞄准器9.1Ⅰ与微型激光瞄准器Ⅱ9.2固定在光源性能调理模块壳体8的前面，与PCI控制器13连接；工件11上的微电阻点焊接头置于光源性能调理模块的下方，红外反射镜Ⅰ10.1、红外反射镜Ⅱ10.2分别放置在微电阻点焊接头的上下两侧，并分别与红外探测仪12相配合；红外探测仪12、非接触式加热模块通过PCI控制器 13与工业主机14相连，工业主机14与工业显示器15相连。
所述的微型激光瞄准器Ⅰ9.1与微型激光瞄准器Ⅱ9.2在PCI控制器13的控制下发射低功率激光对工件11上的微电阻点焊接头进行定位瞄准，确保非接触式加热模块的加热位置瞄准待加热位置。
所述的非接触式加热模块在PCI控制器13的控制下产生高功率的均匀的平行光，并根据检测的微电阻点焊板厚控制加热时间，以获取最佳检测温度；
所述光学积分球5的位置根据下列公式确定：
其中，凸透镜Ⅰ4的焦距为f0，灯丝3到凸透镜Ⅰ4的距离为l，凸透镜Ⅰ4到光学积分球5 的距离为l0。
所述的光源性能调理模块根据工件11上待加热的微电阻点焊接头的面积调整平行光的斑点大小与光源密度，配合加热时间获得最佳检测温度，光源加热面的半径通过下列公式确定：
其中，凸透镜Ⅱ6的焦距为f1，凹透镜7的焦距为f2，光学积分球5与凸透镜Ⅱ6之间的距离l1，凸透镜Ⅱ6与凹透镜7之间的距离为l2，凸透镜Ⅱ6的通光孔径大小为y1，加热半径y2。
所述的非接触式加热模块的热源照射到工件11上的微电阻点焊接头，工件11上的微电阻点焊接头的热图像经过红外反射镜Ⅰ10.1、红外反射镜Ⅱ10.2射入红外探测仪12；为避免红外探测器受到高功率强光损坏，红外探测仪12在光源照射结束后开始工作。
以上所述仅为本实用新型的优选实例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡对本实用新型所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种微电阻点焊质量双面红外检测装置，其特征在于：闪光灯电子件(2)、灯丝(3)、凸透镜Ⅰ(4)、光学积分球(5)共同组成非接触式加热模块，并置于非接触式加热模块壳体(1)内，所述灯丝(3)固定在闪光灯电子件(2)上，凸透镜Ⅰ(4)置于灯丝(3)和光学积分球(5)之间，光学积分球(5)通过支架固定在非接触式加热模块壳体(1)内；光源性能调理模块壳体(8)与非接触式加热模块壳体(1)固定连接，凸透镜Ⅱ(6)、凹透镜(7)共同组成光源性能调理模块，并置于光源性能调理模块壳体(8)内；微型激光瞄准器Ⅰ(9.1)与微型激光瞄准器Ⅱ(9.2)固定在光源性能调理模块壳体(8)的前面，与PCI控制器(13)连接；工件(11)上的微电阻点焊接头置于光源性能调理模块的下方，红外反射镜Ⅰ(10.1)、红外反射镜Ⅱ(10.2)分别放置在微电阻点焊接头的上下两侧，并分别与红外探测仪(12)相配合；红外探测仪(12)、非接触式加热模块通过PCI控制器(13)与工业主机(14)相连，工业主机(14)与工业显示器(15)相连。
2.根据权利要求1所述的微电阻点焊质量双面红外检测装置，其特征在于：所述的微型激光瞄准器Ⅰ(9.1)与微型激光瞄准器Ⅱ(9.2)发射低功率激光对工件(11)上的微电阻点焊接头进行定位瞄准。
3.根据权利要求1所述的微电阻点焊质量双面红外检测装置，其特征在于：所述的非接触式加热模块产生均匀的平行光；
所述光学积分球(5)的位置根据下列公式确定：
其中，凸透镜Ⅰ(4)的焦距为f0，灯丝(3)到凸透镜Ⅰ(4)的距离为l，凸透镜Ⅰ(4)到光学积分球(5)的距离为l0。
4.根据权利要求1所述的微电阻点焊质量双面红外检测装置，其特征在于：所述的非接触式加热模块的热源照射到工件(11)上的微电阻点焊接头，工件(11)上的微电阻点焊接头的热图像经过红外反射镜Ⅰ(10.1)、红外反射镜Ⅱ(10.2)射入红外探测仪(12)。
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| CN112198192A (zh) * | 2020-09-07 | 2021-01-08 | 江苏理工学院 | 一种用于风扇焊接组件的红外线图像检测装置及检测方法 |
| WO2023048161A1 (ja) * | 2021-09-21 | 2023-03-30 | 国立大学法人東海国立大学機構 | 界面情報特定装置、界面情報特定方法、プログラム、内部情報特定装置および光加熱装置 |
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