[发明专利]单电机驱动的手持式焊点超声自动扫查器

说明书

技术领域

本发明涉及超声波检测领域，特别涉及一种单电机驱动的手持式焊点超声自动扫查器。

背景技术

超声波常用于进行工件内部缺陷检测，在焊点超声检测领域，常采用单点式超声探头，对某一位置进行A扫描检测，通过手动移动超声探头位置判断工件某区域内部质量状态。这种检测方式只适用于定性判断，不能用于定量评估。

定量超声波检测一般有以下两种方式：一是采用超声相控阵探头覆盖于焊点上，可以实现焊点内部质量的定量检测。由于相控阵探头成本较高，难以广泛应用，并且由于相控阵探头的各个振动晶体本身具有一定的尺寸，使得相邻振动晶体之间需要有一定的距离，导致超声检测的精度较低，不能满足高精度的检测要求。另一种方式是采用机械机构驱动单点式超声探头，通过对机械机构的控制，使超声探头按照一定的路径，在特定的区域内进行覆盖式扫查。为了保持检测过程中超声探头与工件表面具有较好的耦合，一般采用水浸式扫查，将工件置于水箱中，超声探头端部浸入水中。这种方式成本高，占用面积大，且不能应用于工件较大的情况，难以广泛应用，亟待改进。

发明内容

本发明的目的在于提供一种单电机驱动的手持式焊点超声自动扫查器，解决了现有技术存在的上述问题。本发明使用单电机驱动X-Y双向运动，极大提高了扫查速度；使用精密机械结构带动单点式超声探头在扫查器内部运动，保障其扫查精度；通过水浸自密封结构，使超声探头与延迟块之间保持较好的耦合，无需外置水浸系统；通过合理布局单电机位置和传动方式，使得超声扫查器体积减小，便于手持式操作。

本发明的上述目的通过以下技术方案实现：

单电机驱动的手持式焊点超声自动扫查器，包括壳体模块、X-Y双向运动模块、超声发射/接收模块和附件模块，其中壳体模块是连接和固定的基础，X-Y双向运动模块和附件模块固定到壳体模块上；X-Y双向运动模块内置单电机驱动装置，实现X-Y向扫查运动；超声发射/接收模块固定到X-Y双向运动模块上，使超声探头在工件表面进行X-Y向扫查；附件模块将扫查器内部线路与外部线路连接起来，实现内外部信号传递。

所述壳体模块由上壳体1、下壳体2和固定座3构成，所述固定座3为固定内螺纹法兰块7的支架，固定座3通过螺栓连接并固定在上壳体1上；

所述X-Y双向运动模块通过电机驱动及同步凸轮的传动，实现电机、电机支架、同步带轮、环状同步皮带、同步凸轮、Y向滑轨、超声探头支架以及超声发射-接收模块沿X向作直线运动；同时通过电机驱动及同步凸轮的拨动，实现超声探头支架和超声发射—接收模块沿Y向作往复运动，结构包括电机4、电机支架5、丝杠6、内螺纹法兰块7、丝杠轴承8、同步凸轮9、同步带轮10、环状同步皮带11、超声探头支架12、短轴13、短轴轴承14、X向滑轨15和Y向滑轨16，其中，所述电机4为步进电机，输出轴做旋转运动，并通过螺栓固定在电机支架5上；

所述电机支架5通过二个X向滑轨15与固定座3连接在一起，X-Y双向运动模块上部为丝杠丝母机构，所述丝杠丝母机构由螺纹连接的丝杠6和内螺纹法兰块7构成；电机支架5上部通过丝杠轴承8与丝杠6连接，内螺纹法兰块7通过螺栓与固定座3连接在一起；所述电机4通过螺钉固定到电机支架5上；所述同步凸轮9一端为齿形同步带轮，另一端为凸轮；同步凸轮9通过顶丝固定在电机4的输出轴上；同步带轮10为齿形同步带轮，固定在丝杠6上；所述环状同步皮带11为环状齿形同步皮带，它将同步凸轮9和同步带轮10连接在一起；当电机4输出轴旋转时，通过同步凸轮9的齿形同步带轮端、环状同步皮带11和同步带轮10将动力输送至丝杠6处，驱动丝杠6进行旋转运动；当丝杠6相对内螺纹法兰块7旋转时，电机支架5即相对固定座3和内螺纹法兰块7进行X向直线运动；

所述超声探头支架12通过二个Y向滑轨16与电机支架5连接在一起，使得超声探头支架12相对于电机支架5进行Y向往复运动；所述短轴13一端通过顶丝与同步凸轮9连接，另一端与短轴轴承14相连，短轴轴承14置于超声探头支架12的长圆槽内；当电机4输出端旋转时，同步凸轮9的凸轮端通过短轴13及短轴轴承14拨动超声探头支架12，使超声探头支架12相对于电机支架5沿Y向往复运动，从而实现超声探头支架12相对于固定座3进行X-Y向扫查运动。

所述的X向滑轨15为微型精密滚珠滑组，由X向滑轨外滑块、X向滑轨内滑块及中间的X向滑轨滚珠传动系统组成，可实现X向滑轨内、外滑块间相对运动；X向滑轨15共两个，其X向滑轨内、外滑块分别螺接在固定座3和电机支架5上，保障电机支架5相对固定座3作X向直线运动；