低壓電器電觸頭釬焊質(zhì)量的超聲波無損檢測系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于超聲無損檢測技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及到一種低壓電器電觸點觸頭和觸橋焊接質(zhì)量的超聲無損檢測系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]電觸點是電器開關(guān)中的關(guān)鍵組成部分，電觸點包括觸頭和觸橋兩部分，觸頭和觸橋的焊接質(zhì)量直接影響電觸頭的強(qiáng)度及接觸電阻，進(jìn)而影響其使用性能。超聲波無損檢測是檢測焊點焊接質(zhì)量的方法，它區(qū)別于傳統(tǒng)的破壞性試驗方法，檢測時不會對工件造成任何損壞，且區(qū)別于其他非破壞性試驗方法所需的設(shè)備價格比較便宜，對缺陷的分辨力較高，可以被廣泛采用。
[0003]對于這個問題，例如，在專利CN200310105892中公開了一種電器開關(guān)觸頭結(jié)合質(zhì)量的超聲成像無損檢測方法及檢測系統(tǒng)，基于超聲無損檢測原理和圖像處理方法，采用水浸聚焦探頭對開關(guān)觸頭結(jié)合面進(jìn)行逐點掃描，對每一點的超聲反射回波檢波信號采樣，組成結(jié)合面的超聲掃描圖像，選取合適閾值，運(yùn)用圖像處理的方法分離超聲圖像中的結(jié)合區(qū)域與未結(jié)合區(qū)域，并且計算界面結(jié)合率。
[0004]但是上述專利公布的方法和裝置存在一些問題，如只能對單個工件進(jìn)行掃描，不能對工件進(jìn)行批量掃描，掃描效率低；對于不同的工件沒有相適應(yīng)的工件夾具；沒有考慮和消除探頭和工件表面的氣泡對檢測結(jié)果的影響。
[0005]隨著無損檢測行業(yè)的發(fā)展，超聲探測儀的應(yīng)用越來越廣泛，對它們的性能要求也越來越高，檢測設(shè)備的性能不確定會導(dǎo)致檢測的失敗，使得許多有缺陷的產(chǎn)品不能被發(fā)現(xiàn)而直接投入市場，導(dǎo)致許多事故的發(fā)生，同時，對許多復(fù)雜類型的觸頭工件的檢測結(jié)果也和實際情況不相符合，檢測結(jié)果有待提高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]針對以上現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷或不足，本發(fā)明的目的在于提供一種低壓電器電觸頭釬焊質(zhì)量的超聲波無損檢測系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠快速、簡便、準(zhǔn)確地檢測一個或者一批電觸頭焊接質(zhì)量。
[0007]為實現(xiàn)上述的目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:
[0008]本發(fā)明提供一種低壓電器電觸頭釬焊質(zhì)量的超聲波無損檢測系統(tǒng)，所述裝置包括脈沖發(fā)生器、超聲探頭、探頭專用夾具、三維精密掃描平臺、激光筆或攝像頭、水槽、工件夾具、探頭表面氣泡擦除部件、工件表面氣泡擦除部件、圖像采集卡、電機(jī)驅(qū)動卡、帶有系統(tǒng)軟件的工業(yè)控制計算機(jī)；其中:
[0009]所述脈沖發(fā)生器，用來發(fā)生信號，產(chǎn)生所需要的電信號；
[0010]所述超聲探頭，接收脈沖發(fā)生器發(fā)出的電脈沖，發(fā)射出超聲波通過耦合介質(zhì)到達(dá)被測工件表面和焊接層，并發(fā)生反射，反射波被超聲探頭接收，并傳送至圖像采集卡；超聲探頭將電信號轉(zhuǎn)換成超聲波或者是將超聲波轉(zhuǎn)換成電信號，即實現(xiàn)電信號和超聲波的轉(zhuǎn)化；
[0011]所述探頭專用夾具，包括用于固定超聲探頭的部件以及用于固定工件表面氣泡擦除部件的部件，該夾具將超聲探頭與三維精密掃描平臺固定在一起；
[0012]所述三維精密掃描平臺，由X軸、Y軸、Z軸三維運(yùn)動模塊組成，X軸和Y軸使超聲探頭實現(xiàn)水平面內(nèi)的運(yùn)動，Z軸使超聲探頭實現(xiàn)垂直運(yùn)動，根據(jù)檢測參數(shù)，按照設(shè)定的掃描路徑，帶動超聲探頭，實現(xiàn)對被測工件的對焦以及掃描；
[0013]所述激光筆或攝像頭，完成超聲探頭對被測工件的初步定位，節(jié)省對焦時間；
[0014]所述水槽，用于盛放耦合劑并固定工件夾具以及探頭表面氣泡擦除部件；
[0015]所述工件夾具，用于被測工件的位置固定，同時在批量掃描時可以將批量被測工件進(jìn)行位置固定，保證被測工件的被測面的水平以及相對位置的固定；
[0016]所述探頭表面氣泡擦除部件和工件表面氣泡擦除部件，在進(jìn)行超聲波無損檢測之前，分別擦除探頭、工件表面的氣泡，以消除探頭和工件表面的氣泡對檢測結(jié)果帶來的影響；
[0017]所述圖像采集卡，將圖像信號采集到所述帶有系統(tǒng)軟件的工業(yè)控制計算機(jī)中，并保存；
[0018]所述帶有系統(tǒng)軟件的工業(yè)控制計算機(jī)，是整個裝置的核心，圖像采集卡、電機(jī)驅(qū)動卡以擴(kuò)展卡的形式安裝在工業(yè)計算機(jī)內(nèi)部，工業(yè)計算機(jī)通過總線實現(xiàn)與圖像采集卡、電機(jī)驅(qū)動卡之間的通信與控制，工業(yè)計算機(jī)通過電機(jī)驅(qū)動卡發(fā)指令給三維精密掃描平臺的電機(jī)控制器，實現(xiàn)對三維精密掃描平臺運(yùn)動的控制；三維精密掃描平臺的電機(jī)控制器同時將位置信息反饋給圖像采集卡，實現(xiàn)采集像素與采集位置的關(guān)聯(lián)。
[0019]優(yōu)選的，所述超聲探頭通過所述探頭專用夾具安裝于所述三維精密掃描平臺的底端，并隨所述三維精密掃描平臺做X軸、Y軸、Z軸三個方向的運(yùn)動，完成掃描功能。
[0020]優(yōu)選的，所述激光筆或攝像頭通過激光筆或攝像頭夾具安裝固定在所述三維精密掃描平臺的Z軸上，并高于所述超聲探頭一段距離。
[0021]優(yōu)選的，所述水槽可以是有機(jī)玻璃或者不銹鋼金屬材料。
[0022]優(yōu)選的，所述工件夾具是對應(yīng)各種工件制定的，同時工件夾具上不裝夾工件的位置設(shè)置定位通孔，所述定位通孔用來確定工件夾具相對于水槽的位置。
[0023]優(yōu)選的，所述探頭和工件表面氣泡擦除部件均包含吸水性材料，其中:探頭表面氣泡擦除部件固定在水槽中，在超聲探頭進(jìn)入水面之后，要經(jīng)過探頭表面氣泡擦除部件并和其接觸以擦除超聲探頭表面的氣泡；工件表面氣泡擦除部件固定在探頭專用夾具上，或者通過其專門的夾具固定在三維精密掃描平臺的Z軸立柱上。
[0024]優(yōu)選的，所述系統(tǒng)進(jìn)一步包括自動上下水裝置，所述裝置包括:輸水部件、第一手動閥、儲水部件、氣泵、進(jìn)氣口電磁閥、出氣口電磁閥、第二手動閥和第三手動閥，其中:測量水槽通過輸水部件與儲水部件相連；在輸水部件上設(shè)置有第一手動閥，第一手動閥用以控制輸水部件的打開與閉合；儲水部件連接有用于將壓縮空氣通入儲水部件的氣泵，氣泵設(shè)置有出氣口電磁閥用于控制壓縮空氣排出，在儲水部件連接氣泵的通道上設(shè)置有進(jìn)氣口電磁閥用于控制壓縮空氣進(jìn)入儲水部件，進(jìn)氣口電磁閥和出氣口電磁閥分別構(gòu)成氣泵的進(jìn)氣口和出氣口；儲水部件設(shè)置有進(jìn)水口、出水口，在進(jìn)水口和出水口處分別設(shè)置有第二手動閥和第三手動閥，第二手動閥和第三手動閥分別控制儲水部件的進(jìn)水口和出水口。
[0025]優(yōu)選的，所述系統(tǒng)可進(jìn)一步設(shè)置可觸控的人機(jī)交互操作系統(tǒng)和/或云服務(wù)系統(tǒng)。
[0026]由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明的有益效果是:
[0027]I)本發(fā)明可以實現(xiàn)批量掃描和處理，極大地提高了掃描速率；
[0028]2)專用夾具的應(yīng)用，使得掃描結(jié)果更準(zhǔn)確；
[0029]3)攝像頭或激光筆的應(yīng)用，保證了掃描范圍的準(zhǔn)確性；
[0030]4)探頭和工件表面的氣泡擦除部件，節(jié)省了檢測準(zhǔn)備時間，同時也確保了檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性；
[0031]5)根據(jù)液位檢測結(jié)果自動上下水，節(jié)省了人力，改善了操作人員的操作環(huán)境；
[0032]6)人機(jī)交互系統(tǒng)平臺，使操作更加便捷舒適；
[0033]7)帶有系統(tǒng)軟件的工業(yè)控制計算機(jī)掃描算法中加入了對圓弧表面工件以及斜置工件的算法補(bǔ)償，解決了弧形表面工件和斜置工件檢測存在的問題，保證了檢測結(jié)果與實際結(jié)果的一致性；
[0034]8)云服務(wù)系統(tǒng)的功能，使得客戶和研發(fā)人員之間的聯(lián)系更加便捷有效。
【附圖說明】
[0035]圖1為本發(fā)明一優(yōu)選實施例的檢測系統(tǒng)框圖；
[0036]圖2為本發(fā)明一優(yōu)選實施例的檢測系統(tǒng)硬件部分示意圖；
[0037]圖3為系統(tǒng)軟件原理圖，圖(a)、(b)分別是掃描單個工件和批量掃描工件的軟件原理框圖；
[0038]圖4為本發(fā)明一優(yōu)選實施例中的自動上下水裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0039]圖5為本發(fā)明一優(yōu)選實施例中的工件表面氣泡擦除部件結(jié)構(gòu)示意圖；
[0040]圖6為本發(fā)明一優(yōu)選實施例中的探頭表面氣泡擦除部件結(jié)構(gòu)示意圖；
[0041]圖7為工件I(單個掃描的)超聲掃描對象和實物圖像對照圖，其中(a)，(b)、(c)分別為實物圖和掃描圖；
[0042]圖8為工件2(批量掃描的)超聲掃描