轮毂圆周焊缝立式旋转扫查系统的制作方法

本发明涉及检测装置，特别涉及轮毂圆周焊缝立式旋转扫查系统。

背景技术：

钢圈也叫做轮毂，是汽车轮胎内廓支撑轮胎的一个金属部件，是车辆承载的重要部件，其质量直接关系到人的生命安全。而目前钢材轮毂的焊接采用的是激光焊接机，应用激光器产生的脉冲激光经过扩束、反射、聚焦后辐射加工件表面，表面热量通过热传导向内部扩散，通过数字化精确控制激光脉冲的宽度、能量、峰值功率和重复频率等参数，使工件熔化，形成特定的熔池，从而实现对被加工件的激光精密焊接。在汽车轮毂的激光焊接中，焊缝熔深的检测是激光深熔焊的重要质量指标，因此提供有效检测手段对轮毂焊缝熔深的检测具有重要意义。目前，针对这类轮毂件的扫查，大多采用的轮毂水浸卧式滚动扫查，这种方式虽然能解决扫查过程中的耦合问题，但是需要复杂的机械结构和水循环系统，同时，这种方式也不方便与生产线其他设备进行对接。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种轮毂圆周焊缝立式旋转扫查系统，这种轮毂圆周焊缝立式旋转扫查系统方便能有效对轮毂圆周焊缝进行检测，扫查稳定性高，定位准确。

为了解决上述技术问题，采用的技术方案如下：

一种轮毂圆周焊缝立式旋转扫查系统，包括扫查系统主体、探头组件和上下料机构，上下料机构和探头组件均设置在扫查系统主体的一侧，其特征在于：所述扫查系统主体包括扫查支架、升降支撑组件和夹持旋转组件，升降支撑组件和夹持旋转组件分别安装在扫查支架上，并且夹持旋转组件处在升降支撑组件的下方；探头组件包括水软膜楔块探头和前后移动机构，水软膜楔块探头与前后移动机构的动力输出端传动连接，水软膜楔块探头与扫查系统主体的位置相对应。

上述轮毂圆周焊缝立式旋转扫查系统中，待检测的轮毂由上下料机构向扫查系统主体输送，在轮毂移动到升降支撑组件上后，升降支撑组件带动轮毂下降，随后由夹持旋转组件将轮毂定位固定，前后移动机构驱动水软膜楔块探头向前移动，使水软膜楔块探头与轮毂接触，水软膜楔块探头的可变形特性确保与轮毂周向的凹凸不平表面均保持紧密接触配合，同时夹持旋转组件带动轮毂进行转动，水软膜楔块探头对轮毂圆周的焊缝进行周向检测，在完成检测后，夹持旋转组件将轮毂松开，轮毂由升降支撑组件带动上升后取走，随后上下料机构将新的待检测的轮毂送入，以此循环。

优选方案中，所述水软膜楔块探头包括超声探头、楔块、软膜、环形盖板和两个单向阀，超声探头安装在楔块的背面；楔块设有耦合剂内腔、耦合剂灌注口、气泡排出口、第一端口和第二端口，耦合剂灌注口、第一端口、第二端口均与耦合剂内腔相通，第一端口处于楔块的背面，第二端口处于楔块的贴合面；所述超声探头的扫查面处于第一端口的范围之内；软膜通过环形盖板紧压在楔块的贴合面上并将第二端口密封，并且软膜凸出在楔块的贴合面及环形盖板的外面；耦合剂灌注口和气泡排出口分别与两个单向阀连接。通过这种设置，可以通过耦合剂灌注口向耦合剂内腔注入耦合剂，并通过气泡排出口将耦合剂内腔内的气泡排出，在耦合剂内腔内充满液体后，软膜会凸出在楔块的贴合面及环形盖板的外面，因此在使用水软膜楔块探头对轮毂表面进行检测时，即使轮毂表面形变较大，都能使软膜紧贴在轮毂表面，从而填补楔块与轮毂表面之间存在的空隙，满足扫查需求。上述耦合剂可以采用水或其他液体。

优选方案中，所述探头组件还包括探头支架、左右移动机构、竖直移动机构和前后补偿移动机构，左右移动机构安装在探头支架上，竖直移动机构安装在左右移动机构的动力输出端上，所述前后移动机构安装在竖直移动机构的动力输出端上，前后补偿移动机构安装在前后移动机构的动力输出端上，所述水软膜楔块探头安装在前后补偿移动机构的动力输出端上。根据轮毂型号不同或是检测部位的不同，可以通过调节左右移动机构、竖直移动机构和前后移动机构调整水软膜楔块探头位置，由于轮毂表面存在部分形变，通过设置前后补偿移动机构可以保证在轮毂转动过程中，水软膜楔块探头始终紧贴在轮毂表面。

进一步的优选方案中，所述左右移动机构包括第一探头支座、左螺杆、左螺杆座、右螺杆和右螺杆座，左螺杆座和右螺杆座分别固定安装在所述探头支架的左右两端，左螺杆可转动安装在左螺杆座上，第一探头支座的左端设有与左螺杆相啮合的左螺孔，右螺杆可转动安装在右螺杆座上，第一探头支座的右端设有与右螺杆相啮合的右螺孔，探头支架上设有多个定位销，第一探头支座上设有多个沿左右方向延伸的第一导向孔，各个第一导向孔分别与各个定位销一一对应并且滑动配合，所述竖直移动机构安装在第一探头支座上。上述竖直移动机构可以采用升降架、升降平台、第一导轨、齿轮、齿条、转轴和手轮相配合的方式，升降架的顶壁设有上下贯通的通孔，第一导轨可上下移动的安装在通孔中，齿条安装在升降架上并与第一导轨相平行，齿轮通过转轴安装在升降架内，并与齿条相啮合，手轮与转轴的外端连接，升降平台通过第一导轨和齿条与升降架连接，前后移动机构安装在升降平台上，或者采用升降电机。通过这种设置，工作人员可以通过同时调节左螺杆和右螺杆，使第一探头支座进行左右方向的移动，从而带动水软膜楔块探头左右移动。

更进一步的优选方案中，所述前后移动机构包括第二探头支座、第三探头支座和电动推杆，第二探头支座安装在所述竖直移动机构的动力输出端上，电动推杆安装在第二探头支座上，第二探头支座的上端设有沿前后方向延伸的滑轨，第三探头支座设置在第二探头支座上，并且第三探头支座的下端设有与滑轨相配合的滑动块，电动推杆的活塞杆与第三探头支座的前端连接，所述前后补偿移动机构安装在第三探头支座上。

再进一步的优选方案中，所述前后补偿移动机构包括固定座、第四探头支座、两个导向杆和两个弹簧，固定座固定安装在所述第三探头支座上，第四探头支座的后端开有两个第二导向孔，两个导向杆分别穿过两个第二导向孔，并且两个导向杆的后端分别与固定座连接，两个弹簧分别套接在两个导向杆上并且均处在固定座和第四探头支座之间；第四探头支座的左右两侧分别设有自后向前延伸的导轮臂，两个导轮臂的前端分别设有导轮，所述水软膜楔块探头安装在第四探头支座的前端，并且水软膜楔块探头处在两个导轮臂之间。通过这种设置，在检测中，轮毂在转动时，两个导轮臂前端的导轮会首先与轮毂表面接触，当轮毂表面存在部分形变时，导轮在与之接触时会随形变部位进行移动，带动第四探头支座进行移动，使水软膜楔块探头随之移动，从而保证水软膜楔块探头能够始终紧贴在轮毂表面。通常，还可以在两个第二导向孔内分别设置直线轴承，使导向杆移动更顺畅，并延长使用寿命。

优选方案中，所述升降支撑组件包括环形支撑板、至少一个升降驱动机构和至少三个上下导向机构，升降驱动机构安装在所述扫查支架上，升降驱动机构的动力输出端与环形支撑板传动连接，环形支撑板通过各个上下导向机构安装在所述扫查支架上，环形支撑板的上表面设有至少两个定位块。环形支撑板开口的面积小于轮毂外圈横截面的面积，待检测轮毂由上料滚道向环形支撑板输送，通过定位块将轮毂位置进行粗定位，使轮毂与夹持旋转组件对准，环形支撑板通过升降驱动机构进行驱动，上下导向机构对环形支撑板进行导向避免环形支撑板在升降过程中倾斜。

进一步的优选方案中，各个所述上下导向机构均包括设置在所述扫查支架上的沿上下方向延伸的第二导轨，以及可沿第二导轨上下移动的连接块，各个连接块分别与环形支撑板连接。

更进一步的优选方案中，所述上下导向机构的数量为四个，各个上下导向机构沿环形支撑板的周向设置。

进一步的优选方案中，所述升降驱动机构的数量为两个。升降驱动机构可采用气缸、升降电机等。

进一步的优选方案中，所述夹持旋转组件包括卡盘和转动驱动机构，转动驱动机构安装在所述扫查支架上，卡盘与转动驱动机构的动力输出端传动连接，并且卡盘处在所述环形支撑板开口的下方。卡盘采用前置式气动三爪卡盘，转动驱动机构可以采用电机、联轴器、主轴和轴承座相配合的方式，电机的转轴通过联轴器与主轴相连接，主轴穿过轴承座与卡盘相连接。通常，卡盘的卡合面和轮毂内圈的横截面均处于环形支撑板的开口范围内，待检测轮毂随环形支撑板下降后，卡盘将轮毂卡合使轮毂位置固定，转动驱动机构通过带动卡盘转动，使轮毂随之转动。

优选方案中，所述上下料机构包括上料滚道和下料滚道，上料滚道沿轮毂的输送方向设置在所述扫查系统主体的前方，下料滚道沿轮毂的输送方向设置在扫查系统主体的后方；上料滚道和下料滚道均包括输送支架和多个输送滚筒，各个输送滚筒分别设置在对应的输送支架上，并且各个输送滚筒相互平行，各个输送支架的下端均设有脚杯。将轮毂放置在上料滚道上，只要用手推动，就能够轻易将轮滚输送到扫查系统主体处，上料滚道和下料滚道可以通过脚杯调整高度，通常，上料滚道的高度高于扫查系统主体的高度，扫查系统主体的高度高于下料滚道的高度，方便工作人员拉动轮毂逐级进行移动。

本发明的有益效果在于：这种轮毂圆周焊缝立式旋转扫查系统方便能有效对轮毂圆周焊缝进行检测，其扫查稳定性高，轮毂搬运方便、定位准确，无需复杂的机械结构和水循环系统，方便与生产线的其他设备进行对接。

附图说明

图1为本发明实施例中轮毂圆周焊缝立式旋转扫查系统的结构示意图；

图2为本发明实施例中扫查系统主体的结构示意图；

图3为本发明实施例中轮毂进行检测时扫查系统主体的结构示意图；

图4为本发明实施例中探头组件的结构示意图；

图5为图4沿a方向的示意图；

图6为本发明实施例中水软膜楔块探头安装在前后补偿移动机构上的结构示意图；

图7为本发明实施例中水软膜楔块探头的结构示意图；

图8为本发明实施例中水软膜楔块探头的剖视图；

图9为本发明实施例中水软膜楔块探头对轮毂进行检测时的剖视图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步描述：

如图1-所示的一种轮毂圆周焊缝立式旋转扫查系统，包括扫查系统主体1、探头组件2和上下料机构，上下料机构和探头组件2均设置在扫查系统主体1的一侧，扫查系统主体1包括扫查支架101、升降支撑组件102和夹持旋转组件103，升降支撑组件102和夹持旋转组件103分别安装在扫查支架101上，并且夹持旋转组件103处在升降支撑组件102的下方；探头组件2包括水软膜楔块探头201、探头支架202、左右移动机构203、竖直移动机构204、前后移动机构205和前后补偿移动机构206，左右移动机构203安装在探头支架202上，竖直移动机构204安装在左右移动机构203的动力输出端上，前后移动机构205安装在竖直移动机构204的动力输出端上，前后补偿移动机构206安装在前后移动机构205的动力输出端上，水软膜楔块探头201安装在前后补偿移动机构206的动力输出端上，水软膜楔块探头201与扫查系统主体1的位置相对应。

上述轮毂圆周焊缝立式旋转扫查系统中，待检测的轮毂5由上下料机构向扫查系统主体1输送，在轮毂5移动到升降支撑组件102上后，升降支撑组件102带动轮毂5下降，随后由夹持旋转组件103将轮毂5定位固定，根据轮毂5型号不同或是检测部位的不同，可以通过调节左右移动机构203、竖直移动机构204和前后移动机构205调整水软膜楔块探头201位置，使水软膜楔块探头201与轮毂5接触，水软膜楔块探头201的可变形特性确保与轮毂5周向的凹凸不平表面均保持紧密接触配合，同时夹持旋转组件103带动轮毂5进行转动，水软膜楔块探头201对轮毂5圆周的焊缝进行周向检测，由于轮毂5表面存在部分形变，通过设置前后补偿移动机构206可以保证在轮毂5转动过程中，水软膜楔块探头201始终紧贴在轮毂5表面，在完成检测后，夹持旋转组件103将轮毂5松开，轮毂5由升降支撑组件102带动上升后取走，随后上下料机构将新的待检测的轮毂5送入，以此循环。

水软膜楔块探头201包括超声探头2011、楔块2012、软膜2013、环形盖板2014和两个单向阀2015，超声探头2011安装在楔块2012的背面；楔块2012设有耦合剂内腔20121、耦合剂灌注口20122、气泡排出口20123、第一端口20124和第二端口20125，耦合剂灌注口20122、第一端口20124、第二端口20125均与耦合剂内腔20121相通，第一端口20124处于楔块2012的背面，第二端口20125处于楔块2012的贴合面；所述超声探头2011的扫查面处于第一端口20124的范围之内；软膜2013通过环形盖板2014紧压在楔块2012的贴合面上并将第二端口20125密封，并且软膜2013凸出在楔块2012的贴合面及环形盖板2014的外面；耦合剂灌注口20122和气泡排出口20123分别与两个单向阀2015连接。通过这种设置，可以通过耦合剂灌注口20122向耦合剂内腔20121注入耦合剂，并通过气泡排出口20123将耦合剂内腔20121内的气泡排出，在耦合剂内腔20121内充满液体后，软膜2013会凸出在楔块2012的贴合面及环形盖板2014的外面，因此在使用水软膜楔块探头201对轮毂5表面进行检测时，即使轮毂5表面形变较大，都能使软膜2013紧贴在轮毂5表面，从而填补楔块2012与轮毂5表面之间存在的空隙，满足扫查需求。上述耦合剂为水。

所述左右移动机构203包括第一探头支座2031、左螺杆2032、左螺杆座2033、右螺杆2034和右螺杆座2035，左螺杆座2033和右螺杆座2035分别固定安装在所述探头支架202的左右两端，左螺杆2032可转动安装在左螺杆座2033上，第一探头支座2031的左端设有与左螺杆2032相啮合的左螺孔，右螺杆2034可转动安装在右螺杆座2035上，第一探头支座2031的右端设有与右螺杆2034相啮合的右螺孔，探头支架202上设有多个定位销2021，第一探头支座2031上设有多个沿左右方向延伸的第一导向孔20311，各个第一导向孔20311分别与各个定位销2021一一对应并且滑动配合，所述竖直移动机构204安装在第一探头支座2031上。上述竖直移动机构204采用升降架2041、升降平台2042、第一导轨2043、齿轮（图中看不见）、齿条（图中看不见）、转轴（图中看不见）和手轮2044相配合的方式，升降架2041的顶壁设有上下贯通的通孔，第一导轨2043可上下移动的安装在通孔中，齿条安装在升降架2041上并与第一导轨2043相平行，齿轮通过转轴安装在升降架2041内，并与齿条相啮合，手轮2044与转轴的外端连接，升降平台2042通过第一导轨2043和齿条与升降架2041连接，前后移动机构205安装在升降平台2042上。通过这种设置，工作人员可以通过同时调节左螺杆2032和右螺杆2034，使第一探头支座2031进行左右方向的移动，从而带动水软膜楔块探头201左右移动。

所述前后移动机构205包括第二探头支座2051、第三探头支座2052和电动推杆2053，第二探头支座2051安装在所述竖直移动机构204的动力输出端上，电动推杆2053安装在第二探头支座2051上，第二探头支座2051的上端设有沿前后方向延伸的滑轨20511，第三探头支座2052设置在第二探头支座2051上，并且第三探头支座2052的下端设有与滑轨20511相配合的滑动块20521，电动推杆2053的活塞杆与第三探头支座2052的前端连接；

所述前后补偿移动机构206包括固定座2061、第四探头支座2062、两个导向杆2063和两个弹簧2064，固定座2061固定安装在第三探头支座2052上，第四探头支座2062的后端开有两个第二导向孔20621，两个导向杆2063分别穿过两个第二导向孔20621，并且两个导向杆2063的后端分别与固定座2061连接，两个弹簧2064分别套接在两个导向杆2063上并且均处在固定座2061和第四探头支座2062之间；第四探头支座2062的左右两侧分别设有自后向前延伸的导轮臂20622，两个导轮臂20622的前端分别设有导轮20623，所述水软膜楔块探头201安装在第四探头支座2062的前端，并且水软膜楔块探头201处在两个导轮臂20622之间。通过这种设置，在检测中，轮毂5在转动时，两个导轮臂20622前端的导轮20623会首先与轮毂5表面接触，当轮毂5表面存在部分形变时，导轮20623在与之接触时会随形变部位进行移动，带动第四探头支座2062进行移动，使水软膜楔块探头201随之移动，从而保证水软膜楔块探头201能够始终紧贴在轮毂5表面。

所述升降支撑组件102包括环形支撑板1021、两个升降驱动机构1022和四个上下导向机构1023，各个升降驱动机构1022分别安装在所述扫查支架101上，各个升降驱动机构1022的动力输出端与环形支撑板1021传动连接，各个上下导向机构1023沿环形支撑板1021的周向设置在环形支撑板1021的四个顶角，各个上下导向机构1023均包括设置在所述扫查支架101上的沿上下方向延伸的第二导轨10231，以及可沿第二导轨10231上下移动的连接块10232，各个连接块10232分别与环形支撑板1021连接，环形支撑板1021的上表面设有两个定位块10211。环形支撑板1021开口的面积小于轮毂5外圈横截面的面积，待检测轮毂5由上料滚道3向环形支撑板1021输送，通过定位块10211将轮毂5位置进行粗定位，使轮毂5与夹持旋转组件103对准，环形支撑板1021通过升降驱动机构1022进行驱动，上下导向机构1023对环形支撑板1021进行导向避免环形支撑板1021在升降过程中倾斜。各个升降驱动机构1022均采用气缸。

所述夹持旋转组件103包括卡盘1031和转动驱动机构1032，转动驱动机构1032安装在所述扫查支架101上，卡盘1031与转动驱动机构1032的动力输出端传动连接，并且卡盘1031处在所述环形支撑板1021开口的下方。卡盘1031采用前置式气动三爪卡盘，转动驱动机构1032采用电机10321、联轴器10322、主轴10323和轴承座10324相配合的方式，电机10321的转轴通过联轴器10322与主轴10323相连接，主轴10323穿过轴承座10324与卡盘1031相连接。通常，卡盘1031的卡合面和轮毂5内圈的横截面均处于环形支撑板1021的开口范围内，待检测轮毂5随环形支撑板1021下降后，卡盘1031将轮毂5卡合使轮毂5位置固定，转动驱动机构1032通过带动卡盘1031转动，使轮毂5随之转动。

所述上下料机构包括上料滚道3和下料滚道4，上料滚道3沿轮毂5的输送方向设置在所述扫查系统主体1的前方，下料滚道4沿轮毂5的输送方向设置在扫查系统主体1的后方；上料滚道3和下料滚道4均包括输送支架341和多个输送滚筒342，各个输送滚筒342分别设置在对应的输送支架341上，并且各个输送滚筒342相互平行，各个输送支架341的下端均设有脚杯343。将轮毂5放置在上料滚道3上，只要用手推动，就能够轻易将轮滚输送到扫查系统主体1处，上料滚道3和下料滚道4可以通过脚杯343调整高度，上料滚道3的高度高于扫查系统主体1的高度，扫查系统主体1的高度高于下料滚道4的高度，方便工作人员拉动轮毂5逐级进行移动。