[发明专利]紧凑型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，特别涉及一种紧凑型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，通过手动移动超声探头位置，对某一位置进行A扫描检测，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。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紧凑型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：

紧凑型手持式焊点超声自动扫查器，包括壳体模块、X向运动模块、Y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向运动模块和附件模块固定到壳体模块上；X向运动模块内置电机驱动装置，实现相对于壳体模块的X向扫查运动；Y向运动模块连接在X向运动模块上，内置电机驱动装置，实现相对于X向运动模块的Y向扫查运动；超声发射/接收模块固定到Y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。

所述壳体模块包括上壳体1、下壳体2和X向电机支架3，所述X向电机支架3通过螺栓固定在上壳体1上，上壳体1与下壳体2固定连接。

所述的X向运动模块通过X向电机驱动，实现Y向电机支架、Y向运动模块和超声发射/接收模块一起在X方向上作直线运动，结构包括X向电机4、Y向电机支架5和X向滑轨6，其中，所述X向电机4为步进式直线电机，其输出端为可旋转运动的丝杠4-1及在丝杠上进行直线运动的内螺纹法兰块4-2，丝杠4-1和内螺纹法兰块4-2之间为螺纹连接；X向电机4通过螺栓连接固定在X向电机支架3上；所述Y向电机支架5为固定Y向电机7的支架，该Y向电机支架5通过螺栓固定在X向电机4的内螺纹法兰块4-2上，当X向电机4工作时，Y向电机支架5沿X向作直线运动；所述X向滑轨6为微型精密滚珠滑组，其基本结构由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6共两个，其X向滑轨内、外滑块分别螺接在X向电机支架3和Y向电机支架5上，保障Y向电机支架5相对X向电机支架3作X向直线运动。

所述的Y向运动模块通过Y向电机驱动，实现超声探头支架以及安装在其上的超声发射/接收模块能够在Y方向上的作直线运动，结构包括Y向电机7、同步带轮8、环状同步皮带9、导轮10、皮带导向支架11、直线同步皮带12、超声探头支架13和Y向滑轨14，其中，所述Y向电机7为步进电机，输出旋转运动，其通过螺栓固定在Y向电机支架5上；同步带轮8为齿形同步带轮，固定在Y向电机7的旋转轴上；环状同步皮带9分别与同步带轮8、直线同步皮带12啮合；导轮10和皮带导向支架11通过螺钉与Y向电机支架5固定在一起；超声探头支架13与直线同步皮带12胶粘在一起，使得超声探头支架13随直线同步皮带12沿Y向进行直线运动；Y向滑轨14为微型精密滚珠滑组，其结构由Y向滑轨外滑块、Y向滑轨内滑块及中间的Y向滑轨滚珠传动系统组成，实现Y向滑轨内、外滑块的相对运动，Y向滑轨14共两个，其Y向滑轨内、外滑块分别螺接在Y向电机支架5和超声探头支架13上，保障超声探头支架13相对Y向电机支架5作Y向直线运动。

所述的环状同步皮带9为环状齿形同步皮带，由同步带轮8和四组导轮10将其轮廓支撑为“凹”字型结构，即由一个U型曲线部分9-1和三个直线部分9-2组成，其U型曲线部分9-1与同步带轮8啮合，直线部分9-2则由四组导轮10在端点处固定，直线部分9-2下部与直线同步皮带12啮合；环状同步皮带9通过其“凹”字型结构将同步带轮8的旋转运动转化为直线同步皮带12的直线运动。