The invention relates to a pen-type ultrasonic probe attitude closed-loop adjusting device and method. The amplitude of the surface wave in the ultrasonic echo signal is taken as the control value, and the angle between the axis of the pen-type ultrasonic probe and the surface of the workpiece is adjusted by a linear motor and a clamping mechanism, so that the coupling between the pen-type ultrasonic probe and the workpiece can reach the optimal state. The regulating device is composed of a support seat, an X-direction motor seat, a Y-direction motor seat, an X-direction linear motor, a Y-direction linear motor, an X-direction joint bearing, a Y-direction joint bearing, a controller and a compression spring. The controller controls the relative position relationship between two joint bearings by linear motor, thereby changing the axis inclination angle of the pen ultrasonic probe, and finally realizes the closed-loop regulation of the coupling state between the pen ultrasonic probe and the workpiece. By means of precision linear motor and joint bearing clamping mechanism, the pen ultrasonic probe is closed-loop adjusted with the amplitude of the surface wave in the ultrasonic echo signal as the control value, which makes the coupling between the pen ultrasonic probe and the workpiece reach the ideal state.
【技术实现步骤摘要】
笔式超声探头姿态闭环调节装置及方法
本专利技术涉及过程控制领域,特别涉及焊接结构件超声波无损检测
的一种笔式超声探头姿态自反馈闭环调节技术,尤指一种笔式超声探头姿态闭环调节装置及方法。
技术介绍
在汽车、轨道客车等装备制造领域薄板焊接结构的应用非常广泛,其焊接质量的超声波无损检测技术也越来越受到重视。目前,绝大多数薄板焊接接头的超声波无损检测一般都采用笔式聚焦探头。这种探头体积小,结构紧凑,且检测灵敏度较高。但是,笔式超声探头端部一般较细,与工件的接触面积小,探头的微小倾斜都会对其耦合状态造成影响,从而导致超声检测的准确度及可靠性降低。目前,在手动的超声波无损检测应用中,笔式超声探头姿态一般由操作者根据自身经验或感觉来控制,在准确度及可重复性方面存在欠缺。在自动化、半自动化的超声波无损检测应用中,笔式超声探头和扫查器的连接一般为刚性或半刚性,其与工件的耦合状态取决于扫查器的适应能力,调节余地较小。薄板焊接结构件的焊缝及周边区域一般存在一定的焊接变形,如何自动调节笔式超声探头姿态适应这种变形,是目前亟待解决的技术难题。超声检测的基本原理是由于耦合介质、工件及内部缺陷之间不同的声阻抗,导致超声波在耦合介质与工件上表面交界处,工件内部缺陷表面、工件下表面与耦合介质交界处均会发生反射。一般将超声波在耦合介质与工件上表面交界处反射的回波称为表面波,而当笔式超声探头在工件上进行移动扫描时,表面波不受工件内部状态的影响,其回波幅值则能够表征笔式超声探头与工件的耦合状态。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种笔式超声探头姿态闭环调节装置及方法,解决了现有技术存在的 ...
【技术保护点】
1.一种笔式超声探头姿态闭环调节装置,其特征在于:包括支撑座(1)、X向电机座(2)、Y向电机座(3)、X向直线电机(4)、Y向直线电机(5)、X向关节轴承(6)、Y向关节轴承(7)、控制器(8)、压紧弹簧(9),所述X向直线电机(4)、Y向直线电机(5)分别通过X向电机座(2)、Y向电机座(3)安装在支撑座(1)上, X向直线电机(4)、Y向直线电机(5)的轴线呈90度布置;X向直线电机(4)、Y向直线电机(5)的伸缩轴端部分别安装X向关节轴承(6)、Y向关节轴承(7);笔式超声探头(10)安装在X向关节轴承(6)和Y向关节轴承(7)的内孔中;控制器(8)安装在支撑座(1)上,通过信号线分别与X向直线电机(4)、Y向直线电机(5)、超声检测仪相连。
【技术特征摘要】
1.一种笔式超声探头姿态闭环调节装置,其特征在于:包括支撑座(1)、X向电机座(2)、Y向电机座(3)、X向直线电机(4)、Y向直线电机(5)、X向关节轴承(6)、Y向关节轴承(7)、控制器(8)、压紧弹簧(9),所述X向直线电机(4)、Y向直线电机(5)分别通过X向电机座(2)、Y向电机座(3)安装在支撑座(1)上,X向直线电机(4)、Y向直线电机(5)的轴线呈90度布置;X向直线电机(4)、Y向直线电机(5)的伸缩轴端部分别安装X向关节轴承(6)、Y向关节轴承(7);笔式超声探头(10)安装在X向关节轴承(6)和Y向关节轴承(7)的内孔中;控制器(8)安装在支撑座(1)上,通过信号线分别与X向直线电机(4)、Y向直线电机(5)、超声检测仪相连。2.根据权利要求1所述的笔式超声探头姿态闭环调节装置,其特征在于:所述的X向关节轴承(6)的内圈与笔式超声探头(10)之间安装压紧弹簧(9),对笔式超声探头(10)施加朝向工件(11)的压紧力。3.根据权利要求1所述的笔式超声探头姿态闭环调节装置,其特征在于:所述的控制器(8)为嵌入式单板控制器,通过X向直线电机(4)、Y向直线电机(5)控制X向关节轴承(6)、Y向关节轴承(7)的相对位置关系,从而实现笔式超声探头(10)轴线倾角的调节。4.一种笔式超声探头姿态闭环调节方法,其特征在于,包括如下步骤:步骤(1)、在超声波无损检测过程中,笔式超声探头姿态闭环调节装置放置在被测的工件(11)表面;步骤(2)、X向位置检测:控制器(8)通过X向直线电机(4)带动X向关节轴承(6)移动,在Y向关节轴承(7)位置不变的条件下,X向关节轴承(6)的...
【专利技术属性】
技术研发人员:段珍珍,贾坤宁,王毅,王敏,
申请(专利权)人:长春工程学院,
类型:发明
国别省市:吉林,22
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。