一種自動(dòng)檢測(cè)薄板點(diǎn)焊質(zhì)量的無(wú)損檢測(cè)裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于超聲波發(fā)射技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種自動(dòng)檢測(cè)薄板點(diǎn)焊質(zhì)量的無(wú)損檢測(cè)方法及裝置，它利用超聲波局部液浸法進(jìn)行檢測(cè)，適用于整車廠大型車身薄板電阻點(diǎn)焊連接工藝的在線自動(dòng)檢測(cè)。
【背景技術(shù)】
[0002]汽車車身的制造過(guò)程中，焊接是主要的連接工藝方法，尤其是電阻點(diǎn)焊。一輛成品汽車車身上的焊點(diǎn)個(gè)數(shù)多達(dá)幾千個(gè)，這些焊點(diǎn)的質(zhì)量直接影響著車身質(zhì)量及整車性能，保證點(diǎn)焊的質(zhì)量是提高汽車安全性能的主要方法之一，因此電阻點(diǎn)焊的質(zhì)量檢測(cè)具有重要意義。
[0003]隨著點(diǎn)焊質(zhì)量在線監(jiān)測(cè)以及焊后無(wú)損檢測(cè)方法的迅猛發(fā)展，目前，整車廠迫切尋找能夠?qū)崿F(xiàn)在線自動(dòng)檢測(cè)焊點(diǎn)質(zhì)量的裝備，以確保每臺(tái)產(chǎn)品焊點(diǎn)質(zhì)量的合格性。利用監(jiān)測(cè)點(diǎn)焊過(guò)程中直接影響焊點(diǎn)質(zhì)量的參數(shù)，并將測(cè)得的參數(shù)反饋給控制系統(tǒng)來(lái)控制其焊接質(zhì)量的方法稱為點(diǎn)焊質(zhì)量在線實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，在線自動(dòng)檢測(cè)必須成本低、效率高、操作簡(jiǎn)便、適應(yīng)性強(qiáng)、檢測(cè)精度高、可靠性強(qiáng)、設(shè)備不易破損等條件。但是，由于電阻點(diǎn)焊過(guò)程的復(fù)雜性和不確定性，生產(chǎn)過(guò)程中點(diǎn)焊質(zhì)量的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)比較困難，而焊后無(wú)損檢測(cè)作為近年來(lái)的熱門研宄課題，其實(shí)現(xiàn)較為容易，但由于其操作環(huán)境的獨(dú)特性，也較難應(yīng)用于在線檢測(cè)。如何將焊后無(wú)損檢測(cè)原理應(yīng)用到在線自動(dòng)檢測(cè)中，制作出點(diǎn)焊質(zhì)量在線自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)，并滿足在線自動(dòng)檢測(cè)的條件是本發(fā)明要研宄的關(guān)鍵。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種自動(dòng)檢測(cè)薄板點(diǎn)焊質(zhì)量的無(wú)損檢測(cè)方法及裝置，它利用超聲波局部液浸法實(shí)現(xiàn)大型薄板點(diǎn)焊質(zhì)量的在線自動(dòng)檢測(cè)，具有成本低、效率高、操作簡(jiǎn)便、適應(yīng)性強(qiáng)、檢測(cè)精度高、可靠性強(qiáng)、設(shè)備不易破損等優(yōu)點(diǎn)。
[0005]本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:
[0006]提供一種自動(dòng)檢測(cè)薄板點(diǎn)焊質(zhì)量的無(wú)損檢測(cè)裝置，該裝置包括:控制電路、耦合劑注入機(jī)構(gòu)、至少一個(gè)檢測(cè)探頭機(jī)構(gòu)、以及質(zhì)量評(píng)估機(jī)構(gòu)；
[0007]所述耦合劑供應(yīng)機(jī)構(gòu)包括水槽、水泵和電磁閥，所述控制電路通過(guò)繼電器控制水泵和電磁閥執(zhí)行開啟和關(guān)閉動(dòng)作，所述電磁閥包括A、B、P、T四個(gè)口，所述電磁閥的P 口通過(guò)管道與水泵連接，所述水泵通過(guò)管道與水槽連接，所述電磁閥的T 口通過(guò)管道與水槽連接，所述水槽內(nèi)盛裝耦合劑；
[0008]所述檢測(cè)探頭機(jī)構(gòu)包括高頻超聲探頭和探頭外罩，所述高頻超聲探頭上安裝有延遲塊，所述高頻超聲探頭安裝在探頭外罩內(nèi)，所述探頭外罩上設(shè)有進(jìn)液孔和出液孔，所述進(jìn)液孔通過(guò)管道與電磁閥的A 口連接，所述出液孔通過(guò)管道與電磁閥的B 口連接；
[0009]所述質(zhì)量評(píng)估機(jī)構(gòu)包括超聲波檢測(cè)儀和計(jì)算機(jī)，所述超聲波檢測(cè)儀與高頻超聲探頭連接，所述計(jì)算機(jī)與超聲波檢測(cè)儀連接。
[0010]按上述技術(shù)方案，所述控制電路包括PLC、三個(gè)自復(fù)位開關(guān)和兩個(gè)繼電器，所述PLC的輸入端分別與三個(gè)自復(fù)位開關(guān)連接，所述PLC的輸出端分別與兩個(gè)繼電器連接。
[0011]按上述技術(shù)方案，所述高頻超聲探頭的晶片直徑等于待測(cè)薄板最小點(diǎn)焊熔核直徑。
[0012]按上述技術(shù)方案，所述探頭外罩由透明的有機(jī)塑料制成。
[0013]按上述技術(shù)方案，所述探頭外罩與待測(cè)薄板之間安裝有橡膠圈。
[0014]按上述技術(shù)方案，所述探頭外罩的進(jìn)液孔和出液孔均為向外凸起的圓柱孔。
[0015]按上述技術(shù)方案，所述管道為橡膠管。
[0016]相應(yīng)的，本發(fā)明還提供一種自動(dòng)檢測(cè)薄板點(diǎn)焊質(zhì)量的無(wú)損檢測(cè)方法，包括以下步驟:
[0017]S1、將權(quán)利要求1所述的裝置與待測(cè)焊點(diǎn)進(jìn)行匹配定位，將探頭外罩放置在待測(cè)焊點(diǎn)處，施加垂直壓力將探頭外罩與待測(cè)薄板壓緊，并保證高頻超聲探頭的晶片平面與待測(cè)薄板的板面平行；
[0018]S2、控制電路通過(guò)繼電器控制水泵和電磁閥執(zhí)行開啟動(dòng)作，使耦合劑在水泵的作用下通過(guò)電磁閥充滿所有管道和探頭外罩，以排出管道內(nèi)的空氣；
[0019]S3、高頻超聲探頭將檢測(cè)到的超聲波信號(hào)發(fā)送給超聲波檢測(cè)儀，超聲波檢測(cè)儀將這些超聲波信號(hào)轉(zhuǎn)換成超聲反射波形圖，并將該超聲反射波形圖發(fā)送給計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)經(jīng)處理后獲得所需的熔核厚度、壓痕深度、超聲衰減系數(shù)、熔核直徑等參數(shù)，再評(píng)估這些參數(shù)得出焊點(diǎn)質(zhì)量報(bào)告；
[0020]S4、進(jìn)行下一個(gè)焊點(diǎn)檢測(cè)時(shí)，重復(fù)步驟SI,控制電路通過(guò)繼電器控制水泵和電磁閥執(zhí)行開啟動(dòng)作，使耦合劑充滿探頭外罩，然后重復(fù)步驟S3 ;
[0021]S5、重復(fù)步驟S4，直至完成剩余焊點(diǎn)的質(zhì)量檢測(cè)。
[0022]按上述技術(shù)方案，所述步驟S2具體為:控制電路先通過(guò)繼電器控制水泵執(zhí)行開啟動(dòng)作，此時(shí)電磁閥的P 口和T 口連接，耦合劑由水槽經(jīng)水泵進(jìn)入P 口再經(jīng)T 口流回水槽內(nèi)；控制電路再通過(guò)繼電器控制電磁閥執(zhí)行開啟動(dòng)作，此時(shí)電磁閥的P 口和A 口接通，T 口和B口接通，耦合劑先經(jīng)P 口和A 口再通過(guò)進(jìn)液孔流入探頭外罩內(nèi)，然后通過(guò)出液孔再經(jīng)B 口和T 口流回水槽內(nèi)，直至耦合劑充滿所有管道和探頭外罩，將管道內(nèi)的空氣完全排出后。
[0023]本發(fā)明產(chǎn)生的有益效果是:1、該裝置的耦合劑管道形成循環(huán)回路，保證耦合劑可循環(huán)利用，不會(huì)污染被測(cè)工件和工作環(huán)境，降低成本；2、該裝置采用至少一個(gè)檢測(cè)探頭機(jī)構(gòu)，可根據(jù)需要同時(shí)檢測(cè)多個(gè)焊點(diǎn)的質(zhì)量，效率高，反應(yīng)速度快；3、該裝置通過(guò)控制電路實(shí)現(xiàn)全過(guò)程自動(dòng)化檢測(cè)，操作簡(jiǎn)便；4、耦合劑為液體，焊點(diǎn)與耦合劑直接接觸，探頭外罩內(nèi)晶片與焊點(diǎn)間所有的空氣間隙都能被耦合劑填充，可檢測(cè)壓痕不規(guī)則、有毛刺、板面不平的焊點(diǎn)，適應(yīng)性強(qiáng)；5、局部液浸法的超聲波檢測(cè)避免了機(jī)械和人為因素的干擾，成熟的超聲波檢測(cè)技術(shù)使得其檢測(cè)精度高、可靠性強(qiáng)；6、易損件-超聲探頭晶片有延遲塊保護(hù)，不易破損。本發(fā)明能滿足大型車身薄板點(diǎn)焊質(zhì)量在線自動(dòng)檢測(cè)的所有要求。
【附圖說(shuō)明】
[0024]下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明，附圖中:
[0025]圖1是本發(fā)明實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖2是控制電路的機(jī)構(gòu)示意圖。
[0027]圖中:1-電磁閥、2-管道、3-水泵、4-水槽、5-超聲波檢測(cè)儀、6-計(jì)算機(jī)、7-高頻超聲探頭、8-延遲塊、9-探頭外罩、901-進(jìn)液孔、902-出液孔、10-待測(cè)薄板、11_三通接頭、12-待測(cè)焊點(diǎn)。
【具體實(shí)施方式】
[0028]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0029]如圖1所示，一種自動(dòng)檢測(cè)薄板點(diǎn)焊質(zhì)量的無(wú)損檢測(cè)裝置，該裝置包括:控制電路、耦合劑注入機(jī)構(gòu)、至少一個(gè)檢測(cè)探頭機(jī)構(gòu)、以及質(zhì)量評(píng)估機(jī)構(gòu)；
[0030]耦合劑供應(yīng)機(jī)構(gòu)包括水槽4、水泵3和電磁閥1，控制電路通過(guò)繼電器控制水泵3和電磁閥I執(zhí)行開啟和關(guān)閉動(dòng)作，電磁閥I包括A、B、P、T四個(gè)口，電磁閥I的P 口通過(guò)管道與水泵3連接，水泵3通過(guò)管道與水槽4連接，電磁閥I的T 口通過(guò)管道與水槽4連接，水槽4內(nèi)盛裝耦合劑；
[0031]檢測(cè)探頭機(jī)構(gòu)包括尚頻超聲探頭7和探頭外罩9，尚頻超聲探頭7上安裝有延遲塊8，尚頻超聲探頭7安裝在探頭外罩9內(nèi)，探頭外罩9上設(shè)有進(jìn)液孔901和出液孔902，進(jìn)液孔901通過(guò)管道與電磁閥I的A 口連接，出液孔901通過(guò)管道與電磁閥I的B 口連接；
[0032]質(zhì)量評(píng)估機(jī)構(gòu)包括超聲波檢測(cè)儀5和計(jì)算機(jī)6，超聲波檢測(cè)儀5與高頻超聲探頭7連接，計(jì)算機(jī)6與超聲波檢測(cè)儀5連接。
[0033]在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，如圖2所示，控制電路包括PLC、三個(gè)自復(fù)位開關(guān)(K1、K2、K3)和兩個(gè)繼電器(KA1、KA2)，PLC的輸入端分別與三個(gè)自復(fù)位開關(guān)連接，PLC的輸出端分別與兩個(gè)繼電器連接。
[0034]在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，高頻超聲探頭的晶片直徑等于待測(cè)薄板最小點(diǎn)焊熔核直徑。
[0035]在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，探頭外罩由透明的有機(jī)塑料制成，便于觀察該裝置與焊點(diǎn)定位情況，做精度調(diào)整，而且有機(jī)塑料不易破損。
[0036]在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，探頭外罩9與待測(cè)薄板10之間安裝有橡膠圈，具體的，該橡膠圈粘附在探頭外罩底端，較薄，起密封耦合劑的作用，還能增強(qiáng)該裝置對(duì)不平整平面的適應(yīng)性。
[0037]在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，如圖1所示，探頭外罩9的進(jìn)液孔901和出液孔902均為向外凸起的圓柱孔，便于橡膠水管的接入，也利于機(jī)械手的夾持。
[0038]在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，如圖1所示，管道2為橡膠管。
[0039]相應(yīng)的，如圖1所示，本發(fā)明還提供一種自動(dòng)檢測(cè)薄板點(diǎn)焊質(zhì)量的無(wú)損檢測(cè)方法，包括以下步驟:
[0040]S1、將上述的裝置與待測(cè)焊點(diǎn)12進(jìn)行匹配定位，將探頭外罩9放置在待測(cè)焊點(diǎn)12處，施加垂直壓力將探頭外罩9與待測(cè)薄板10壓緊，并保證高頻超聲探頭7的晶片平面與待測(cè)薄板10的板面平行；
[0041]S2、控制電路通