紧凑型手持式焊点超声自动扫查器制造技术

本发明专利技术涉及一种紧凑型手持式焊点超声自动扫查器，属于超声波检测领域。由壳体模块、X向运动模块、Y向运动模块、超声发射—接收模块和附件模块组成。X向运动模块和附件模块固定到壳体模块上，Y向运动模块连接在X向运动模块上，超声发射/接收模块固定到Y向运动模块上，附件模块将扫查器内部线路与外部线路连接起来，实现内外部信号传递。优点在于：通过使用精密机械结构带动单点式水浸超声探头在扫查器内部运动，保障手持式焊点超声自动扫查器具有较高的扫查精度；无需外置水浸系统，降低了扫查成本，同时降低了对待检工件的尺寸要求；通过合理布局电机位置和传动方式，使得超声扫查器体积减小，便于手持式操作。实用性强。

【技术实现步骤摘要】
紧凑型手持式焊点超声自动扫查器
本专利技术涉及超声波检测领域，特别涉及一种紧凑型手持式焊点超声自动扫查器。
技术介绍
超声波常用于进行工件内部缺陷检测，在焊点超声检测领域，常采用单点式超声探头，通过手动移动超声探头位置，对某一位置进行A扫描检测，判断工件某区域内部质量状态。这种检测方式只适用于定性判断，不能用于定量评估。定量超声波检测一般有以下两种方式：一是采用超声相控阵探头覆盖于焊点上，可以实现焊点内部质量的定量检测。由于相控阵探头成本较高，难以广泛应用。另一种方式是采用机械机构驱动单点式超声探头，通过对机械机构的控制，使超声探头按照一定的路径，在特定的区域内进行覆盖式扫查。为了保持检测过程中超声探头与工件表面具有较好的耦合，一般采用水浸式扫查，将工件置于水箱中，超声探头端部浸入水中。这种方式成本高，占用面积大，且不能应用于工件较大的情况，难以广泛应用。亟待改进。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种紧凑型手持式焊点超声自动扫查器，解决了现有技术存在的上述问题。本专利技术使用精密机械结构带动单点式超声探头在扫查器内部运动，保障其扫查精度；通过水浸自密封结构，使超声探头与延迟块之间保持较好的耦合，无需外置水浸系统；通过合理布局电机位置和传动方式，使得超声扫查器体积减小，便于手持式操作。本专利技术的上述目的通过以下技术方案实现：紧凑型手持式焊点超声自动扫查器，包括壳体模块、X向运动模块、Y向运动模块、超声发射/接收模块和附件模块，其中壳体模块是连接和固定的基础，X向运动模块和附件模块固定到壳体模块上；X向运动模块内置电机驱动装置，实现相对于壳体模块的X向扫查运动；Y向运动模块连接在X向运动模块上，内置电机驱动装置，实现相对于X向运动模块的Y向扫查运动；超声发射/接收模块固定到Y向运动模块上，使超声探头在工件表面进行X-Y向扫查；附件模块将扫查器内部线路与外部线路连接起来，实现内外部信号传递。所述壳体模块包括上壳体1、下壳体2和X向电机支架3，所述X向电机支架3通过螺栓固定在上壳体1上，上壳体1与下壳体2固定连接。所述的X向运动模块通过X向电机驱动，实现Y向电机支架、Y向运动模块和超声发射/接收模块一起在X方向上作直线运动，结构包括X向电机4、Y向电机支架5和X向滑轨6，其中，所述X向电机4为步进式直线电机，其输出端为可旋转运动的丝杠4-1及在丝杠上进行直线运动的内螺纹法兰块4-2，丝杠4-1和内螺纹法兰块4-2之间为螺纹连接；X向电机4通过螺栓连接固定在X向电机支架3上；所述Y向电机支架5为固定Y向电机7的支架，该Y向电机支架5通过螺栓固定在X向电机4的内螺纹法兰块4-2上，当X向电机4工作时，Y向电机支架5沿X向作直线运动；所述X向滑轨6为微型精密滚珠滑组，其基本结构由X向滑轨外滑块、X向滑轨内滑块及中间的X向滑轨滚珠传动系统组成，可实现X向滑轨内、外滑块间相对运动；X向滑轨6共两个，其X向滑轨内、外滑块分别螺接在X向电机支架3和Y向电机支架5上，保障Y向电机支架5相对X向电机支架3作X向直线运动。所述的Y向运动模块通过Y向电机驱动，实现超声探头支架以及安装在其上的超声发射/接收模块能够在Y方向上的作直线运动，结构包括Y向电机7、同步带轮8、环状同步皮带9、导轮10、皮带导向支架11、直线同步皮带12、超声探头支架13和Y向滑轨14，其中，所述Y向电机7为步进电机，输出旋转运动，其通过螺栓固定在Y向电机支架5上；同步带轮8为齿形同步带轮，固定在Y向电机7的旋转轴上；环状同步皮带9分别与同步带轮8、直线同步皮带12啮合；导轮10和皮带导向支架11通过螺钉与Y向电机支架5固定在一起；超声探头支架13与直线同步皮带12胶粘在一起，使得超声探头支架13随直线同步皮带12沿Y向进行直线运动；Y向滑轨14为微型精密滚珠滑组，其结构由Y向滑轨外滑块、Y向滑轨内滑块及中间的Y向滑轨滚珠传动系统组成，实现Y向滑轨内、外滑块的相对运动，Y向滑轨14共两个，其Y向滑轨内、外滑块分别螺接在Y向电机支架5和超声探头支架13上，保障超声探头支架13相对Y向电机支架5作Y向直线运动。所述的环状同步皮带9为环状齿形同步皮带，由同步带轮8和四组导轮10将其轮廓支撑为“凹”字型结构，即由一个U型曲线部分9-1和三个直线部分9-2组成，其U型曲线部分9-1与同步带轮8啮合，直线部分9-2则由四组导轮10在端点处固定，直线部分9-2下部与直线同步皮带12啮合；环状同步皮带9通过其“凹”字型结构将同步带轮8的旋转运动转化为直线同步皮带12的直线运动。所述的超声发射/接收模块完成超声波的发射和接收并通过超声线束和超声采集卡将超声扫查反馈到工业计算机中，结构包括超声探头15、延迟块16、拧紧螺母17、橡胶膜18和束带19，其中，所述超声探头15为单点式水浸超声探头，固定在超声探头支架13上；所述延迟块16为超声探头15与工件表面之间的硬质塑料耦合块，延迟块16通过拧紧螺母17固定在下壳体2上；所述橡胶膜18和束带19将超声探头支架13、超声探头15、延迟块16和下壳体2之间形成的空间封闭在一起，超声探头15工作前在其中加满液态耦合剂24，以填充超声探头15和延迟块16之间的间隙，确保超声探头15与延迟块16之间的耦合。所述的附件模块包括X向行程开关20、Y向行程开关21、按钮开关22、航空插头23、电机线束和超声线束，其中，所述X向行程开关20螺接在X向电机支架3上，当Y向电机支架5运动到指定位置即触发X向行程开关20，并反馈行程信号，以方便用户控制X向电机4的运动状态；所述Y向行程开关21螺接在Y向电机支架5上，当超声探头支架13运动到指定位置即反馈行程信号，以方便用户控制Y向电机7的运动状态；所述按钮开关22固定在上壳体1上，两端连接电机线束，为X向电机4和Y向电机7的电源开关；所述航空插头23固定在上壳体1上，电机线束通过航空插头23与X向电机4、Y向电机7、X向行程开关20、Y向行程开关21、按钮开关22连接。超声线束通过航空插头23与超声探头15连接，为超声探头15提供电源和信号传输，并把超声扫查结果通过超声采集卡反馈到工业计算机上。所述的X向电机4为步进式直线电机，Y向电机7为步进电机，输出旋转运动，X向电机4、Y向电机7并排放置，其输出轴平行；Y向电机7通过Y向电机支架5固定在X向电机4的内螺纹法兰块4-2上；Y向电机7通过环状同步皮带9和同步带轮8、直线同步皮带12间的啮合，将旋转运动转化为直线同步皮带的直线运动；通过合理布局两电机位置和传动方式，使得超声扫查器在完成X向、Y向二维扫描运动的同时体积减小，更便于手持式操作。本专利技术的有益效果在于：通过使用精密机械结构带动单点式水浸超声探头在扫查器内部运动，保障手持式焊点超声自动扫查器具有较高的扫查精度；通过使用水浸自密封结构，使超声探头与延迟块之间保持较好的耦合，无需外置水浸系统，降低了扫查成本，同时降低了对待检工件的尺寸要求；通过合理布局电机位置和传动方式，使得超声扫查器体积减小，便于手持式操作。实用性强。附图说明此处所说明的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，构成本申请的一部分，本专利技术的示意性实例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。图1为本专利技术的结构示意图；图2为本本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种紧凑型手持式焊点超声自动扫查器，其特征在于：包括壳体模块、X向运动模块、Y向运动模块、超声发射/接收模块和附件模块，其中壳体模块是连接和固定的基础，X向运动模块和附件模块固定到壳体模块上；X向运动模块内置电机驱动装置，实现相对于壳体模块的X向扫查运动；Y向运动模块连接在X向运动模块上，内置电机驱动装置，实现相对于X向运动模块的Y向扫查运动；超声发射/接收模块固定到Y向运动模块上，使超声探头在工件表面进行X‑Y向扫查；附件模块将扫查器内部线路与外部线路连接起来，实现内外部信号传递。

【技术特征摘要】
1.一种紧凑型手持式焊点超声自动扫查器，其特征在于：包括壳体模块、X向运动模块、Y向运动模块、超声发射/接收模块和附件模块，其中壳体模块是连接和固定的基础，X向运动模块和附件模块固定到壳体模块上；X向运动模块内置电机驱动装置，实现相对于壳体模块的X向扫查运动；Y向运动模块连接在X向运动模块上，内置电机驱动装置，实现相对于X向运动模块的Y向扫查运动；超声发射/接收模块固定到Y向运动模块上，使超声探头在工件表面进行X-Y向扫查；附件模块将扫查器内部线路与外部线路连接起来，实现内外部信号传递。2.根据权利要求1所述的紧凑型手持式焊点超声自动扫查器，其特征在于：所述的X向运动模块通过X向电机驱动，实现Y向电机支架、Y向运动模块和超声发射/接收模块一起在X方向上作直线运动，结构包括X向电机（4）、Y向电机支架（5）和X向滑轨（6），其中，所述X向电机（4）为步进式直线电机，其输出端为可旋转运动的丝杠（4-1）及在丝杠上进行直线运动的内螺纹法兰块（4-2），丝杠（4-1）和内螺纹法兰块（4-2）之间为螺纹连接；X向电机（4）通过螺栓连接固定在X向电机支架（3）上；所述Y向电机支架（5）为固定Y向电机（7）的支架，该Y向电机支架（5）通过螺栓固定在X向电机（4）的内螺纹法兰块（4-2）上，当X向电机（4）工作时，Y向电机支架（5）沿X向作直线运动；所述X向滑轨（6）为微型精密滚珠滑组，其基本结构由X向滑轨外滑块、X向滑轨内滑块及中间的X向滑轨滚珠传动系统组成，可实现X向滑轨内、外滑块间相对运动；X向滑轨（6）共两个，其X向滑轨内、外滑块分别螺接在X向电机支架（3）和Y向电机支架（5）上，保障Y向电机支架（5）相对X向电机支架（3）作X向直线运动。3.根据权利要求1所述的紧凑型手持式焊点超声自动扫查器，其特征在于：所述的Y向运动模块通过Y向电机驱动，实现超声探头支架以及安装在其上的超声发射/接收模块能够在Y方向上的作直线运动，结构包括Y向电机（7）、同步带轮（8）、环状同步皮带（9）、导轮（10）、皮带导向支架（11）、直线同步皮带（12）、超声探头支架（13）和Y向滑轨（14），其中，所述Y向电机（7）为步进电机，输出旋转运动，其通过螺栓固定在Y向电机支架（5）上；同步带轮（8）为齿形同步带轮，固定在Y向电机（7）的旋转轴上；环状同步皮带（9）分别与同步带轮（8）、直线同步皮带（12）啮合；导轮（10）和皮带导向支架（11）通过螺钉与Y向电机支架（5）固定在一起，超声探头支架（13）与直线同步皮带（12）胶粘在一起，使得超声探头支架（13）随直线同步皮带（12）沿Y向进行直线运动；Y向滑轨（14）为微型精密滚珠滑组，其结构由Y向滑轨外滑块、Y向滑轨内滑块及中间的Y向滑轨滚珠传动系统组成，实现Y向滑轨内、外滑块的相对运动，Y向滑轨（14）共两个，其Y向滑轨内、外滑块分别螺接在Y向电机支架（5）和超声探头支架（13）上，保障超声探头支架（13）相对Y向电机支架（5）作Y向直线运动。4.根据权利要求3所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐国成，董娟，谷晓鹏，王亭，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：吉林,22