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_2

文档序号:8471749阅读:来源:国知局
图像和实物图像对照图,其中(a)、(b)分别为实物图和扫描图;
[0043]图中:I为脉冲发生器,2为超声探头,3为三维精密扫描平台,4为电机控制器,5为电机驱动卡,6为自动上下水装置,7为工业PC,8为超声波无损检测系统软件,9为图像采集卡,10为整机框架和防护装置,11为水槽,12为被测工件,13为工件夹具,14为操作台,15为水箱,16为数据库管理模块,17为检测参数数据块,18为参数输入模块,19为接口初始化模块,20为自动选择夹具模块,21为除探头表面气泡模块,22为除工件表现气泡模块,23为探头初步定位模块,24为自动聚焦模块,25为A、C扫描模块,26为信号与图像处理模块,27为缺陷分析与处理模块,28为图像数据库,29为处方管理模块,30为批量扫描模块,31为输水管,32为第一手动阀,33为气泵,34为第一电磁阀,35为第二电磁阀,36为第二手动阀,37为第三手动阀,38为工件表面气泡擦除吸水柔性材料,39为工件表面气泡擦除固定部件,40为立柱(Z轴),41为第一气缸、42为第二气缸、43为探头表面气泡擦除吸水柔性材料、44为探头表面气泡擦除固定部件。
【具体实施方式】
[0044]以下对本发明的技术方案作进一步的说明,以下的说明仅为理解本发明技术方案之用,不用于限定本发明的范围,本发明的保护范围以权利要求书为准。
[0045]如图1所示,为本发明一实施例低压电器开关触头无损检测系统工作原理图,包括通过电连接或网络连接的脉冲发生器1、超声探头2、探头专用夹具、三维精密扫描平台3、激光笔或摄像头、水槽11、工件夹具13、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;
[0046]所述脉冲发生器I连接所述超声探头2,所述超声探头2连接图像采集卡9 ;
[0047]所述探头专用夹具,包括用于固定超声探头2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2与三维精密扫描平台3固定在一起;
[0048]所述三维精密扫描平台3,由X轴、Y轴、Z轴三维运动模块组成,X轴和Y轴带动超声探头2实现水平面内的运动,Z轴带动超声探头2实现垂直运动;
[0049]所述激光笔或摄像头设置在所述三维精密扫描平台3上;
[0050]所述水槽11,用于盛放耦合剂并固定工件夹具13以及探头表面气泡擦除部件;
[0051]所述图像采集卡9、电机驱动卡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9、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连接三维精密扫描平台3的电机控制器,实现对三维精密扫描平台3运动的控制;三维精密扫描平台3的电机控制器同时将位置信息反馈给图像采集卡9。
[0052]本实施例中,电机驱动卡上连接有电机驱动电源并通过电机驱动电源与三维精密扫描平台3连接,超声探头2分别与图像采集卡和三维精密扫描平台3连接,电机驱动电源通过三维精密扫描平台3带动超声探头2运动;激光笔或摄像头安装固定在三维精密扫描平台3上;工件夹具和探头表面气泡擦除部件固定在水槽中,工件表面气泡擦除部件安装在三维精密扫描平台3上。
[0053]图像采集卡9、电机驱动卡5与工业PC7即工业控制计算机相连;电机控制器4控制三维精密扫描平台3带动超声探头2运动,同时电机驱动卡5可以控制自动上下水装置6;超声探头2接收脉冲发生器I发出的电脉冲,发射出一定频率和强度的超声波,通过耦合介质到达被测工件14表面和焊接层并发生反射,反射波被超声探头2接收,并传送至图像采集卡9,由图像采集卡9在工业PC7自带的超声波无损检测系统软件8作用下进行数据交换存储并成像显示。
[0054]如图2所示,为一较优实施例的低压电器电触点钎焊质量的超声波无损检测系统硬件部分的示意图。图中:整机框架和防护装置10将各种控制设备等电气线路进行了保护,同时将自动上下水装置6的水箱15防护起来;三维精密扫描平台3由X轴、Y轴、Z轴三维运动模块组成,每一维运动模块由丝杠和电机组成,X轴和Y轴使超声探头2实现水平面内的运动,Z轴使超声探头2实现垂直运动,根据检测参数,按照指定的扫描路径带动超声探头2,实现对被测工件12的对焦以及扫描;三维精密扫描平台3的丝杠可以选用直线丝杠或者滚珠丝杠、电机可以选择伺服电机或者步进电机,其运动速度为40mm/s?50mm/s ;超声探头2固定在三维精密扫描平台3的Z轴立柱的底端,并随三维精密扫描平台3做X轴、Y轴、Z轴三个方向的运动,完成扫描功能;工件夹具13将被测工件12固定在水槽13中,并保证被测工件12被检测面的水平,同时水槽11中的水是耦合剂,通过操作台14执行超声波无损检测操作软件8 ;操作台14的界面是人机交互界面,使得操作人员的操作更加方便快捷。
[0055]如图3所示,为本发明系统一实施例中软件部分原理图,其中(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。所述系统软件安装在工业PC7中,具体包括数据库管理模块16、检测参数数据库17、参数输入模块18、接口初始化模块19、自动选择夹具模块20、除探头表面气泡模块21、除工件表面气泡模块22、探头初步定位模块23、自动聚焦模块24、A、C扫描模块25、信号与图像处理模块26、缺陷分析与处理模块37以及图像数据库28,如图3中(a)所示。如果是批量扫描,软件系统中还将增加处方管理模块29和批量扫描模块30,如图3中(b)所示。
[0056]所述处方管理模块29,其作用是编辑、管理夹具和工件信息及相应的配置,当检测某一批工件时,从处方管理模块选择相对应的处方。
[0057]所述批量扫描模块30,其作用是在扫描一批多个相同的工件时,从批量扫描模块选择对应于该批工件的配置,超声探头按照此配置进行批量扫描。
[0058]本实施例中,所述检测参数数据库模块17,可以输入检测环境的温度、水深等信息,并保存在数据库管理模块16。
[0059]本实施例中,所述参数输入模块18,用户可以输入被测工件12的基本参数,包括触点的材料、形状、尺寸等。
[0060]本实施例中,所述接口初始化模块19,是在进行检测之前系统进行初始化。
[0061 ] 本实施例中,所述自动选择夹具模块20,可以选择超声波无损检测的被测工件的夹具,根据不同的被测工件选择合适的工件夹具;之后进行擦除探头表面气泡、擦除工件表面气泡,此时,系统要进行探头初步定位以及自动对焦,自动对焦之后,选择A、C扫描方式对被测工件进行扫描,扫描结束后利用信号与图像处理模块26对扫描结果进行处理;然后,将信号与图像处理模块26的结果保存到图像数据库28,同时,更进一步利用缺陷分析与处理模块27对扫描结果进行评价。
[0062]作为一个优选实施方式,如图4所示,所述系统进一步设有自动上下水装置6,该装置6包括:输水管31 (输水部件)、第一手动阀32、水箱15 (储水部件)、气泵33、第一电磁阀34 (即进气口电磁阀)、第二电磁阀35 (即出气口电磁阀)、第二手动阀36和第三手动阀37,其中:水槽11通过所述输水管31与所述水箱15相连;输水管31上设置有所述第一手动阀32,通过所述第一手动阀32控制所述输水管31的打开与闭合;水箱15顶端一端连接有用于将压缩空气通入储水箱的气泵33、水箱15同时设置有第二电磁阀35 (即出气口电磁阀);在水箱15连接气泵33的通道上设置有第一电磁阀34 (即进气口电磁阀);所述第一电磁阀34和第二电磁阀35分别构成所述气泵33的进气口和出气口 ;所述第二手动阀36和第三手动阀37分别控制着所述水箱15的进水口和出水口。
[0063]本实施例中,所述气泵33采用电动气泵。
[0064]本实施例中,所述第一电磁阀及第二电磁阀采用单向电磁阀。
[0065]本实施例中,所述第一手动阀、第二手动阀及第三手动阀采用手动球阀。
[0066]作为一个优选实施方式,如图5所示,所述工件表面气泡擦除部
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