一种激光焊缝超声在线检测装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种激光焊缝超声在线检测装置，包括三轴悬臂系统和检测探头，三轴悬臂系统包括悬臂、水平放置的水平滑轨一、与水平滑轨一垂直的水平放置的水平滑轨二、垂直滑轨、伺服电机一、伺服电机二和伺服电机三，悬臂安装在垂直滑轨上并可在伺服电机一的驱动下沿垂直滑轨往复运动，垂直滑轨安装在水平滑轨二上并在伺服电机二的驱动下可沿水平滑轨二往复运动，水平滑轨二安装在水平滑轨一上并可在伺服电机三的驱动下沿垂直滑轨往复运动；检测探头安装在悬臂端部，包括超声相控阵换能器和探头媒介腔，探头媒介腔内装有媒介，超声相控阵换能器通过耦合液与探头媒介腔固定连接到一起。本发明专利技术可以实现对激光焊接焊缝的实时在线检测。

An on-line ultrasonic testing device for laser welding seam

【技术实现步骤摘要】
一种激光焊缝超声在线检测装置
本专利技术涉及激光焊接领域和超声无损检测领域，更具体地，涉及一种激光焊缝超声在线检测装置。
技术介绍
激光焊是一种新型的焊接工艺，具有能量集中，飞溅小，焊缝成型美观，易于实现自动化等优势，已经在工业生产中广泛应用。但在激光焊长期运行的过程中，由于机械系统重复定位导致误差累积，在焊接过程中出现的热变形，以及焊前装配过程存在的问题，会使得激光焊缝出现各种缺陷，因此要对激光焊缝进行无损检测。超声相控阵技术是近些年来兴起的一种新型超声无损检测技术，近些年来得到的国内外学者的高度重视，发展迅速。超声相控阵技术起源于雷达的电磁波相控阵技术，利用多通道仪器分别对阵列换能器各阵元进行精确激励和接收延迟控制，实现声束的角度偏转、聚焦变化和电子扫描，进而有效提高了缺陷探测能力和检测效率。目前，传统超声检测对激光焊缝进行检测主要是在焊后进行离线检测，这种方法需将焊接工件从焊接工作台转移到检测工作台上，重新装配，进行检测，耗时耗力。而且焊后检测无法在焊接过程中实时得到焊缝质量信息，难以及时根据焊缝质量问题对焊接参数做出调整。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种激光焊缝超声在线检测装置，通过超声相控阵技术与三轴悬臂系统，实现激光焊缝在线检测，并实时得到检测结果。为实现上述目的，本专利技术的技术方案如下：一种激光焊缝超声在线检测装置，其特征在于，包括三轴悬臂系统和检测探头，三轴悬臂系统包括悬臂、水平放置的水平滑轨一、与水平滑轨一垂直的水平放置的水平滑轨二、垂直滑轨和伺服电机一、伺服电机二和伺服电机三，悬臂安装在垂直滑轨上并可在伺服电机一的驱动下沿水平滑轨一往复运动，垂直滑轨安装在水平滑轨二上并在伺服电机二的驱动下可沿水平滑轨二往复运动，水平滑轨二安装在水平滑轨一上并可在伺服电机三的驱动下沿垂直滑轨往复运动；检测探头安装在悬臂端部，包括超声相控阵换能器和探头媒介腔，探头媒介腔内装有媒介，超声相控阵换能器通过耦合液与探头媒介腔固定连接到一起。优选地，所述超声相控阵换能器为自聚焦线阵换能器。优选地，所述检测探头通过夹持装置安装在悬臂端部。优选地，所述探头媒介腔内装有的媒介为水。优选地，所述超声相控阵换能器通过耦合液与探头媒介腔的固定连接方式为螺钉连接。优选地，在所述探头媒介腔下方安装有接水盘。从上述技术方案可以看出，本专利技术通过检测探头对焊接工件的状态进行实时的在线监测和反馈，避免将焊接工件从焊接工作台转移到检测工作台上检测，可在焊接过程中实时得到焊缝质量信息。因此，本专利技术具有提高工作效率，减少返工量和检测时间的显著特点。附图说明图1是本专利技术一具体实施例的激光焊缝超声在线检测装置的主视图；图2是图1所示的激光焊缝超声在线检测装置的左侧视图；图3是图1所示的激光焊缝超声在线检测装置中的悬臂及探头的示意图；图4是图1所示的激光焊缝超声在线检测装置中的悬臂及探头的主视图；图5是本专利技术一具体实施例的激光焊缝超声在线检测装置在激光焊接中使用时的结构示意图。具体实施方式下面结合附图，对本专利技术的具体实施方式作进一步的详细说明。需要说明的是，在下述的具体实施方式中，在详述本专利技术的实施方式时，为了清楚地表示本专利技术的结构以便于说明，特对附图中的结构不依照一般比例绘图，并进行了局部放大、变形及简化处理，因此，应避免以此作为对本专利技术的限定来加以理解。在以下本专利技术的具体实施方式中，请参阅图1～5。如图1～5所示，激光焊缝超声在线检测装置包括三轴悬臂系统31和检测探头32，三轴悬臂系统安装在所述检测悬臂加载台面上，包括悬臂311、与检测悬臂加载台面平行的水平滑轨一312、与水平滑轨一垂直的并与检测悬臂加载台面平行的水平滑轨二313、垂直滑轨314和伺服电机一315、伺服电机二316和伺服电机三317，悬臂311安装在垂直滑轨314上并可在伺服电机一315的驱动下沿垂直滑轨314往复运动，垂直滑轨314安装在水平滑轨二313上并在伺服电机二316的驱动下可沿水平滑轨二313往复运动，水平滑轨二313安装在水平滑轨312上并可在伺服电机三317的驱动下沿水平滑轨312往复运动。检测探头32安装在悬臂31端部，包括超声相控阵换能器321和探头媒介腔322，探头媒介腔内装有媒介，超声相控阵换能器321通过耦合液与探头媒介腔322固定连接到一起；超声探测系统3探测的数据传送到控制系统中。本实施例中，超声相控阵换能器为自聚焦线阵换能器。参考图3，本实施例中，检测探头32是通过夹持装置安装在悬臂311端部的。参考图2，本实施例中，探头媒介腔内装有的媒介为水。因为声波在空气中的衰减很大，所以声波难以通过未注水的水腔。使探头水腔和待检测工件紧密贴合，保证声波可以到达焊缝位置，正常进行检测。由于在悬臂移动过程中可能造成水的溢出，因此在探头媒介腔下方安装有接水盘323。本实施例中，超声相控阵换能器通过耦合液与探头媒介腔的固定连接方式为螺钉连接。本专利技术在使用时，需与激光焊机及焊接工作工作台联合使用。如图5所示，在使用时，整个工作系统包括激光焊机1、激光焊接工作台2、超声探测系统3和控制系统组成：激光焊机包括机械手11和激光焊头12，机械手连接激光焊头，机械手受控制系统传送的信号控制。激光焊接工作台包括焊接台面21、支脚22和检测悬臂加载台面23，焊接台面上安装有锁紧装置，可用于锁紧待焊工件，检测悬臂加载台面23位于焊接台面下方并平行于焊接台面21，支脚22贯穿焊接台面21和检测悬臂加载台面23并将激光焊接工作台2固定于地面。控制系统控制激光焊机1的运动和焊接参数、超声探测系统3的运动参数，并接受超声探测系统3传输的检测数据，并根据检测结果实时调整激光焊机1的运动和焊接参数。以上所述，仅为本专利技术较佳的具体实施方式，但本专利技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉本
的技术人员在本专利技术揭露的技术范围内，根据本专利技术的技术方案及其专利技术构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本专利技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种激光焊缝超声在线检测装置，其特征在于，/n包括三轴悬臂系统和检测探头，三轴悬臂系统包括悬臂、水平放置的水平滑轨一、与水平滑轨一垂直的水平放置的水平滑轨二、垂直滑轨、伺服电机一、伺服电机二和伺服电机三，悬臂安装在垂直滑轨上并可在伺服电机一的驱动下沿垂直滑轨往复运动，垂直滑轨安装在水平滑轨二上并在伺服电机二的驱动下可沿水平滑轨二往复运动，水平滑轨二安装在水平滑轨一上并可在伺服电机三的驱动下沿垂直滑轨往复运动；检测探头安装在悬臂端部，包括超声相控阵换能器和探头媒介腔，探头媒介腔内装有媒介，超声相控阵换能器通过耦合液与探头媒介腔固定连接到一起。/n

【技术特征摘要】
1.一种激光焊缝超声在线检测装置，其特征在于，
包括三轴悬臂系统和检测探头，三轴悬臂系统包括悬臂、水平放置的水平滑轨一、与水平滑轨一垂直的水平放置的水平滑轨二、垂直滑轨、伺服电机一、伺服电机二和伺服电机三，悬臂安装在垂直滑轨上并可在伺服电机一的驱动下沿垂直滑轨往复运动，垂直滑轨安装在水平滑轨二上并在伺服电机二的驱动下可沿水平滑轨二往复运动，水平滑轨二安装在水平滑轨一上并可在伺服电机三的驱动下沿垂直滑轨往复运动；检测探头安装在悬臂端部，包括超声相控阵换能器和探头媒介腔，探头媒介腔内装有媒介，超声相控阵换能器通过耦合液与探头媒介腔固定连接到一起。


2.根据权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵新玉，史春元，闫浩明，陈婧阳，温欣，卢伟，沈琦人，
申请(专利权)人：大连交通大学，
类型：发明
国别省市：辽宁;21