低压电器电触头钎焊质量的超声波无损检测系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于超声无损检测技术领域，具体涉及到一种低压电器电触点触头和触桥焊接质量的超声无损检测系统。
【背景技术】
[0002]电触点是电器开关中的关键组成部分，电触点包括触头和触桥两部分，触头和触桥的焊接质量直接影响电触头的强度及接触电阻，进而影响其使用性能。超声波无损检测是检测焊点焊接质量的方法，它区别于传统的破坏性试验方法，检测时不会对工件造成任何损坏，且区别于其他非破坏性试验方法所需的设备价格比较便宜，对缺陷的分辨力较高，可以被广泛采用。
[0003]对于这个问题，例如，在专利CN200310105892中公开了一种电器开关触头结合质量的超声成像无损检测方法及检测系统，基于超声无损检测原理和图像处理方法，采用水浸聚焦探头对开关触头结合面进行逐点扫描，对每一点的超声反射回波检波信号采样，组成结合面的超声扫描图像，选取合适阈值，运用图像处理的方法分离超声图像中的结合区域与未结合区域，并且计算界面结合率。
[0004]但是上述专利公布的方法和装置存在一些问题，如只能对单个工件进行扫描，不能对工件进行批量扫描，扫描效率低；对于不同的工件没有相适应的工件夹具；没有考虑和消除探头和工件表面的气泡对检测结果的影响。
[0005]随着无损检测行业的发展，超声探测仪的应用越来越广泛，对它们的性能要求也越来越高，检测设备的性能不确定会导致检测的失败，使得许多有缺陷的产品不能被发现而直接投入市场，导致许多事故的发生，同时，对许多复杂类型的触头工件的检测结果也和实际情况不相符合，检测结果有待提高。
【发明内容】
[0006]针对以上现有技术存在的缺陷或不足，本发明的目的在于提供一种低压电器电触头钎焊质量的超声波无损检测系统，该系统能够快速、简便、准确地检测一个或者一批电触头焊接质量。
[0007]为实现上述的目的，本发明采用的技术方案是:
[0008]本发明提供一种低压电器电触头钎焊质量的超声波无损检测系统，所述装置包括脉冲发生器、超声探头、探头专用夹具、三维精密扫描平台、激光笔或摄像头、水槽、工件夹具、探头表面气泡擦除部件、工件表面气泡擦除部件、图像采集卡、电机驱动卡、带有系统软件的工业控制计算机；其中:
[0009]所述脉冲发生器，用来发生信号，产生所需要的电信号；
[0010]所述超声探头，接收脉冲发生器发出的电脉冲，发射出超声波通过耦合介质到达被测工件表面和焊接层，并发生反射，反射波被超声探头接收，并传送至图像采集卡；超声探头将电信号转换成超声波或者是将超声波转换成电信号，即实现电信号和超声波的转化；
[0011]所述探头专用夹具，包括用于固定超声探头的部件以及用于固定工件表面气泡擦除部件的部件，该夹具将超声探头与三维精密扫描平台固定在一起；
[0012]所述三维精密扫描平台，由X轴、Y轴、Z轴三维运动模块组成，X轴和Y轴使超声探头实现水平面内的运动，Z轴使超声探头实现垂直运动，根据检测参数，按照设定的扫描路径，带动超声探头，实现对被测工件的对焦以及扫描；
[0013]所述激光笔或摄像头，完成超声探头对被测工件的初步定位，节省对焦时间；
[0014]所述水槽，用于盛放耦合剂并固定工件夹具以及探头表面气泡擦除部件；
[0015]所述工件夹具，用于被测工件的位置固定，同时在批量扫描时可以将批量被测工件进行位置固定，保证被测工件的被测面的水平以及相对位置的固定；
[0016]所述探头表面气泡擦除部件和工件表面气泡擦除部件，在进行超声波无损检测之前，分别擦除探头、工件表面的气泡，以消除探头和工件表面的气泡对检测结果带来的影响；
[0017]所述图像采集卡，将图像信号采集到所述带有系统软件的工业控制计算机中，并保存；
[0018]所述带有系统软件的工业控制计算机，是整个装置的核心，图像采集卡、电机驱动卡以扩展卡的形式安装在工业计算机内部，工业计算机通过总线实现与图像采集卡、电机驱动卡之间的通信与控制，工业计算机通过电机驱动卡发指令给三维精密扫描平台的电机控制器，实现对三维精密扫描平台运动的控制；三维精密扫描平台的电机控制器同时将位置信息反馈给图像采集卡，实现采集像素与采集位置的关联。
[0019]优选的，所述超声探头通过所述探头专用夹具安装于所述三维精密扫描平台的底端，并随所述三维精密扫描平台做X轴、Y轴、Z轴三个方向的运动，完成扫描功能。
[0020]优选的，所述激光笔或摄像头通过激光笔或摄像头夹具安装固定在所述三维精密扫描平台的Z轴上，并高于所述超声探头一段距离。
[0021]优选的，所述水槽可以是有机玻璃或者不锈钢金属材料。
[0022]优选的，所述工件夹具是对应各种工件制定的，同时工件夹具上不装夹工件的位置设置定位通孔，所述定位通孔用来确定工件夹具相对于水槽的位置。
[0023]优选的，所述探头和工件表面气泡擦除部件均包含吸水性材料，其中:探头表面气泡擦除部件固定在水槽中，在超声探头进入水面之后，要经过探头表面气泡擦除部件并和其接触以擦除超声探头表面的气泡；工件表面气泡擦除部件固定在探头专用夹具上，或者通过其专门的夹具固定在三维精密扫描平台的Z轴立柱上。
[0024]优选的，所述系统进一步包括自动上下水装置，所述装置包括:输水部件、第一手动阀、储水部件、气泵、进气口电磁阀、出气口电磁阀、第二手动阀和第三手动阀，其中:测量水槽通过输水部件与储水部件相连；在输水部件上设置有第一手动阀，第一手动阀用以控制输水部件的打开与闭合；储水部件连接有用于将压缩空气通入储水部件的气泵，气泵设置有出气口电磁阀用于控制压缩空气排出，在储水部件连接气泵的通道上设置有进气口电磁阀用于控制压缩空气进入储水部件，进气口电磁阀和出气口电磁阀分别构成气泵的进气口和出气口；储水部件设置有进水口、出水口，在进水口和出水口处分别设置有第二手动阀和第三手动阀，第二手动阀和第三手动阀分别控制储水部件的进水口和出水口。
[0025]优选的，所述系统可进一步设置可触控的人机交互操作系统和/或云服务系统。
[0026]由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是:
[0027]I)本发明可以实现批量扫描和处理，极大地提高了扫描速率；
[0028]2)专用夹具的应用，使得扫描结果更准确；
[0029]3)摄像头或激光笔的应用，保证了扫描范围的准确性；
[0030]4)探头和工件表面的气泡擦除部件，节省了检测准备时间，同时也确保了检测结果的准确性；
[0031]5)根据液位检测结果自动上下水，节省了人力，改善了操作人员的操作环境；
[0032]6)人机交互系统平台，使操作更加便捷舒适；
[0033]7)带有系统软件的工业控制计算机扫描算法中加入了对圆弧表面工件以及斜置工件的算法补偿，解决了弧形表面工件和斜置工件检测存在的问题，保证了检测结果与实际结果的一致性；
[0034]8)云服务系统的功能，使得客户和研发人员之间的联系更加便捷有效。
【附图说明】
[0035]图1为本发明一优选实施例的检测系统框图；
[0036]图2为本发明一优选实施例的检测系统硬件部分示意图；
[0037]图3为系统软件原理图，图(a)、(b)分别是扫描单个工件和批量扫描工件的软件原理框图；
[0038]图4为本发明一优选实施例中的自动上下水装置结构示意图；
[0039]图5为本发明一优选实施例中的工件表面气泡擦除部件结构示意图；
[0040]图6为本发明一优选实施例中的探头表面气泡擦除部件结构示意图；
[0041]图7为工件I(单个扫描的)超声扫描对象和实物图像对照图，其中(a)，(b)、(c)分别为实物图和扫描图；
[0042]图8为工件2(批量扫描的)超声扫描