摘 要

随着工业化发展进程的推进，汽车在现代社会中的普及程度越来越高，汽车已经成为了人们生活出行重要的一部分，因此，汽车的安全性则成为了人们最为关注的重点。在汽车车体及车身的制造过程中，运用了多种连接方法，其中，焊接是应用最为广泛的。同时，点焊又是焊接方法中最常用的方法，从一个零件到整个白车身都有运用，每辆汽车的车体点焊焊点数量可达数千个，由此可以发现，点焊焊点的质量会影响到汽车车体的安全性，同时也会影响整车的可靠性。为了保证汽车的安全性和可靠性，焊点质量的检测是必不可少的，传统的检测是抽查检查，检测方法有目测、凿检、撕裂等，这种检测方法的可靠性和效率都有待提高。本文通过结合超声波无损检测技术以及工业机器人技术，研究了超声波无损检测的原理、回波特点及传感器技术，研究了工业机器人的编程及操作技术，并设计了点焊焊点的自动化检测系统，实现了点焊焊点的自动化无损检测，提高了检测效率和精度，对提高汽车的质量和可靠性有重要意义。

关键词：超声无损检测；点焊质量；自动化；汽车

Abstract

With the advance of industrial developing process, the popularization rate of cars in modern society is becoming higher, and cars are playing an important role in 

people's life. Thus, the security of cars has become the highlight to which people pay close attention. In the manufactory process of car body, people has adopted many 

linking methods, among which the welding is most popular. Meanwhile, point 

welding is most commonly used, and it has been used from an component to the 

whole car body work. the point welding number of each car could reach several 

thousands. Thus, the quality of welding spot has great influence on the security and 

liability of car body. In order to enhance the security and liability of car, the detection of welding spots' quality could never be neglected, and the traditional detection is 

sampling quality supervision, and those detection methods include visual test, inspection, splitting, and so on. However, the liability and efficiency of such methods 

needs to be improved. By combining both ultrasonic non-destructive testing and 

industrial robot, this thesis explores the principles of ultrasonic non-destructive testing, echo characteristics and sensors technology, and also studies the programming and 

operating technique of industrial robot. Meanwhile, this thesis designs the automate 

detecting system of welding spots, thus achieves the automate non-destructive testing of welding spots and improves the efficiency and accuracy of testing, which has great importance for improving the quality and liability of cars.

Key Word：ultrasonic non-destructive testing; quality of resistance spot weld; automation; automobile

目 录

第1章 绪论 1

1.1 研究目的及意义 1

1.2 研究背景 1

1.3研究内容及目标 2

第2章 零件的检测工艺分析 4

2.1 电阻点焊的特点 4

2.2 超声无损检测原理 5

2.2.1超声波无损检测方法的分类 5

2.3 不同焊点的超声A扫描 6

2.4 夹具设计 7

2.4.1 Catia及AutoCAD的介绍 7

2.4.2 超声波检测探头与机器人机械臂连接的夹具设计 8

2.4.3顶棚夹具的设计 9

2.5 检测路径的规划 10

2.6 超声波检测探头耦合剂供给系统的设计 10

第3章 机器人自动化检测程序开发 11

3.1 工业机器人技术介绍 11

3.2 RobotStudio软件介绍 11

3.3 动作路径程序的编写 11

第4章 超声波无损检测试验 16

4.1 设置超声波检测仪器相关参数 16

4.2 所制作试件的超声波检测实验 17

第5章 总结 19

参考文献 20

致 谢 21

第1章 绪论

1.1 研究目的及意义

汽车的生产中运用了许多连接方法，其中，电阻点焊是焊接方法中最为常用的，汽车车身连接制造主要采用电阻点焊方式，一辆传统轿车的车身上有数千个焊点，因此点焊焊点质量对车体制造质量会产生较大的影响。对焊点的质量进行检测的通常方法是对点焊试验片或抽查的点焊产品构件进行破坏性试验，通过对试件的各项性能以及点焊熔核直径进行检测来评估点焊焊点质量。但是通过这些方法进行检测效率低并造成很大材料浪费，因此点焊无损检测正成为点焊工艺的一个研究重点，且将会被愈加地重视。超声无损检测则是当下非常热门的点焊无损检测手段。^[1] 本文试图分析超声无损检测技术的基本原理、回波特点及其所应用的相关传感器技术，并通过实验证明该检测方法是可行且可靠；设计顶棚覆盖件无损检测夹具，用于安装固定该方法所用的传感器；介绍工业机器人及其编程技术，本文所涉及的多轴机器人为ABB IRB4400L工业机器人；设计顶棚点焊自动化无损检测工艺。

点焊焊点超声波检测技术，以其检测原理简单、应用难度低、检测后对被测工件没有损害，在实际点焊生产中具有着重要的意义和价值。^[2] 本文试图通过将超声波无损检测技术和工业机器人技术有机结合，得到汽车顶棚点焊焊点自动化检测技术，同时运用自身所学知识对装有超声波传感器的工业机器人的运动轨迹进行优化，使检测成本更低，速度更快，精度更高，从而推进点焊超声自动化无损检测的应用和发展。