一种超薄异形电池铝壳用自适应涡流探伤工装及检测方法与流程

本发明属于金属壳体检测，具体涉及一种超薄异形电池铝壳用自适应涡流探伤工装及检测方法。

背景技术：

1、涡流探伤技术已广泛应用于金属管材、棒材、线材的在线缺陷检测，主要由振荡器、探头线圈、信号检波装置、测量比较电路、信号处理报警显示及电源等部分组成。现有设备通常采用穿过式线圈或放置式探头，对无缝管、焊管、棒材等规则截面工件实现裂纹、气孔、夹杂等缺陷的自动检测与报警标记的功能。针对新能源汽车电池壳体，已有相关专利公开了基于涡流探伤的检测设备，通过电磁涡流探伤仪对电池壳体表面进行扫描检测。

2、然而，现有涡流探伤技术应用于挤压成型的超薄异形电池铝壳（刀片电池用扁平长条形壳体）时，存在以下问题：

3、1.检测对象形态不匹配：现有涡流探伤设备主要针对圆形管材、棒材或表面相对平整的辊压壳体，挤压成型的刀片电池铝壳具有扁平、狭长、异形截面的特征，现有穿过式线圈和通用放置式探头难以实现有效耦合和全面覆盖。

4、2.检测覆盖面不足：现有放置式探头方案多采用单面或双面扫描，难以实现对扁平异形壳体上下左右四个方向表面的全面覆盖检测，存在检测盲区。

5、3.自动化流水线集成度低：现有方案多采用龙门架扫描或人工辅助上下料，设备复杂、节拍慢，难以与挤压产线的高速连续生产节拍匹配。

6、4.探头耦合一致性差：超薄铝壳壁厚极薄，形位公差要求高（壁厚公差≤±0.02mm），探头与壳体表面的提离距离变化会显著影响检测灵敏度。现有技术缺乏针对异形截面的自适应贴合与精密控制结构。

7、5.缺乏有效的限位与防护机制：现有技术中，检测过程中铝壳姿态不稳定或表面异常凸起容易损伤探头，且缺乏对检测范围的精确限位控制。

8、6.探头无法自适应工件表面起伏：现有探头多为刚性固定结构，当工件表面存在微小凸起或形变时，探头无法独立自适应调整，导致部分区域提离距离增大、检测信号失真或探头损坏。

技术实现思路

1、为解决上述背景技术中提出的问题，本发明提供了一种超薄异形电池铝壳用自适应涡流探伤工装及检测方法，具有环状四方向全覆盖检测、弹簧独立自适应贴合、滚筒防护与精确控距、光幕精确限位、双向喷墨标记及高速自动化流水线全检的特点。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种超薄异形电池铝壳用自适应涡流探伤工装，包括电控箱，所述电控箱下方固定连接有安装机架，所述安装机架的侧边沿铝壳长度方向设置有滑轨，所述安装机架的侧边设置有安装板二，所述安装板二的侧边上端固接有安装板一，所述安装板二的侧边下端固接有探头固定座，所述安装板一和探头固定座之间装配有上下面检测机构，安装机架的侧边设置有侧面检测机构，上下面检测机构与侧面检测机构共同构成环绕铝壳截面的环状四方向检测组件；

3、所述安装机架沿铝壳长度方向的前后两端均设置有光幕，所述上下面检测机构的行进方向前后两侧均设置有喷墨机构。

4、进一步的，所述上下面检测机构包括固定支架，所述固定支架分别固接在安装板一底部两侧和探头固定座的上端两侧，所述固定支架上固定安装有滑台气缸一，所述滑台气缸一的侧边进气口设置有气阀一，所述滑台气缸一的输出端连接有滑块一，所述滑块一的侧边固接有活动支架，所述活动支架通过滑块一与固定支架滑动连接，所述活动支架侧边下端固接有固定架，活动支架的两端固接有连接架，两块连接架的中间转动连接有滚筒一，所述固定架的侧边设置有滑块二，所述滑块二的侧边固接有安装架一，每个安装架一与固定架之间均设置有弹簧缓冲杆一，每个安装架一上均安装有探头一与滚轮一，探头一远离铝壳的一端连接有导线一。

5、进一步的，所述探头一相对布置于铝壳的正上方与正下方，上方的探头一与下方的探头一均设置有两排，两排错位排布，单组共个探头一，所述滚轮一的端面略突出于探头一的检测端面，弹簧缓冲杆一始终处于预压缩状态。

6、进一步的，所述侧面检测机构包括机架，所述机架装配于安装机架的侧边中间，机架侧边固定安装有滑台气缸二，滑台气缸二的通气口固接有气阀二，滑台气缸二的输出端连接滑块三，滑块三的底部连接有连接板，连接板远离机架一侧固接有安装板，滑块三和连接板的侧边活动连接有滑块四，滑块四的侧边固接有若干安装架二，所述连接板通过滑块三与机架滑动连接，连接板侧部固定有安装板，所述安装板上通过滑块四滑动装配有若干安装架二，每个滑块四与滑块三之间均设置有弹簧缓冲杆二，每个安装架二上均安装有探头二与滚轮二，安装板和滑块三的两端还设置有滚筒二，探头二远离铝壳的侧边连接有导线二。

7、进一步的，所述侧面检测机构分为左探头组与右探头组，相对布置于铝壳的左侧与右侧，左探头组与右探头组均设置有两排探头二，两排错位排布，单组共个探头二，上下面检测机构与侧面检测机构配合，共个探头，环绕铝壳截面形成环状四方向全覆盖检测阵列。

8、进一步的，所述滑轨固定安装于安装板二与安装机架上；所述安装机架的背面配套设置有伺服驱动机构，伺服驱动机构与电控箱电连接，用于驱动上下面检测机构与侧面检测机构沿滑轨双向直线行进。

9、进一步的，所述光幕共设置8个，沿铝壳行进方向前后左右各布置4个，两两配对形成2组检测光路，光幕与电控箱信号连接。

10、进一步的，所述喷墨机构共设置2个，分别固定于检测组件行进方向的前后两端，两个喷墨机构均与电控箱信号连接，双向行进检测时，由行进方向后侧的喷墨机构接收缺陷信号并完成喷墨标记。

11、一种超薄异形电池铝壳用自适应涡流探伤工装的检测方法，包括以下步骤：

12、步骤1：上料顶升，铝壳经输送线传送至检测工位，到位后顶升机构将铝壳抬升至检测高度，定位夹具夹紧固定铝壳；

13、步骤2：探头落位，检测组件沿滑轨移动至铝壳端部，滑台气缸一与滑台气缸二动作，驱动上下面检测机构与侧面检测机构同步贴合铝壳四面壁面，滚筒先压紧铝壳表面，各探头通过弹簧缓冲杆自适应贴合铝壳对应表面，提离距离保持恒定；

14、步骤3：限位确认，前后端的光幕检测确认检测组件处于安全行程范围内，启动涡流检测系统；

15、步骤4：行进扫描，伺服机构驱动检测组件沿铝壳长度方向匀速行进，28个探头同步采集涡流信号；探头通入交变电流产生交变磁场，在铝壳表面感应出涡流，当铝壳存在缺陷时涡流分布畸变，探头线圈阻抗发生变化，电控箱通过分析阻抗变化的幅度与相位判定缺陷；

16、步骤5：缺陷标记，检测到缺陷信号时，电控箱向行进方向后侧的喷墨机构发送触发信号，在铝壳对应缺陷位置进行喷墨标记；

17、步骤6：出料循环，检测组件行进至铝壳末端后，滑台气缸一与滑台气缸二反向驱动各检测机构抬升脱离铝壳表面，检测组件移出铝壳；顶升机构下降，已检铝壳落回输送线送走，下一根待检铝壳进入检测工位，检测组件反向行进完成下一根铝壳的检测，循环往复实现连续流水线检测。

18、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

19、1、本发明通过设置环状四方向探头组，在铝壳上下左右四个方向同步布置探头，实现对扁平异形壳体四个表面的100%全覆盖检测，消除检测盲区。

20、2、本发明通过设置独立弹簧自适应机构，每个探头通过独立弹簧安装，可随铝壳表面轮廓独立运动，单个探头的运动不影响其他探头，确保每个探头均能保持最佳提离距离，从根本上解决了因铝壳表面起伏导致的检测信号失真问题。

21、3、本发明通过设置滚筒防护结构，四面共八个滚筒压紧铝壳壁面，防止异常凸起损伤探头；滚轮略高于探头并保持恒定距离，确保探头与铝壳间距一致，保护探头的同时保证检测精度。

22、4、本发明通过设置光幕限位系统，行进方向前后共八个光幕发射信号，对检测机构进行精确限位，超范围自动报警，确保检测安全。

23、5、本发明通过设置双喷墨双向标记装置，行进方向前后各设一个喷墨机构，双向检测时交替工作，无论探头正向还是反向行进，缺陷均能被及时标记。

24、6、本发明通过顶升→套入→扫描→标记→退出→放行的自动化循环设计，实现连续流水线作业，无缝嵌入挤压产线，单件检测周期≤3分钟。

25、7、本发明通过双向行进交叉检测，实现同一铝壳的交叉复检，有效降低单向扫描可能存在的方向性漏检风险。