CN108663318A - 基于射流的工件涂层附着力检测设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了基于射流的工件涂层附着力检测设备。检测设备用于检测涂覆于工件表面的涂层的附着力。所述检测设备包括机架、安装于所述机架的工作台、射流装置、拍摄装置和控制模块，所述射流装置和拍摄装置分别与所述控制模块通信连接。所述工作台用于安装工件并带动所述工件按预设轨迹转动或移动，所述射流装置向工件表面喷射预设压力的液体。所述拍摄装置用于采集所述工件的图片信息，并将所述图片信息发送至控制模块。所述控制模块根据所述拍摄装置采集的图片信息及所述射流装置的射流参数运算，以获取工件表面涂层的附着力。它具有检测准确、检测范围广的特点。

Description

基于射流的工件涂层附着力检测设备

技术领域

本发明涉及测量技术领域，尤其是涉及一种基于射流的工件涂层附着力检测设备。

背景技术

在工件的表面涂镀有涂层、漆膜等保护层材料，该类保护层材料与工件之间具有附着力。附着力是表征涂层、漆膜等与工件的被涂面之间结合坚牢程度的重要指标。

目前现行有效的漆膜附着力测定标准有3个：

1、GB/T 1720-1979(1989)漆膜附着力测定法：该方法用专用附着力测定仪在漆膜样板上划圆滚线，按圆滚线划痕范围内漆膜完整程度评定附着力，分为1～7级，1级最好，漆膜完整无损。

2、GB/T 5210-1985涂层附着力的测定法---拉开法：用胶粘剂将表面涂漆的专用试样在定中心装置上对接干燥后，以规定的速度(10mm/min)，在试样的胶结面上施加垂直、均匀的拉力，以测定涂层间或涂层与底材间附着破坏时所需的力。

3、GB/T 9286-1998色漆和清漆漆膜的划格试验：以直角网格图形切割涂层穿透至底材时来评定涂层从底材上脱离的抗性的一种试验方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于射流的工件涂层附着力检测设备，它具有检测准确、检测范围广的特点。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：

本发明公开的第一方面：提供了一种基于射流的工件涂层附着力检测设备，用于检测涂覆于工件表面的涂层的附着力，所述检测设备包括机架、安装于所述机架的工作台、射流装置、拍摄装置和控制模块，所述射流装置和拍摄装置分别与所述控制模块通信连接；

所述工作台用于安装工件并带动所述工件按预设轨迹转动或移动，所述射流装置向工件表面喷射预设压力的液体；所述拍摄装置用于采集所述工件的图片信息，并将所述图片信息发送至控制模块；所述控制模块根据所述拍摄装置采集的图片信息及所述射流装置的射流参数运算，以获取工件表面涂层的附着力。

可选地，所述射流装置包括水泵组件和与所述水泵组件连接的喷嘴组件，所述控制模块与所述水泵组件通信连接，用于控制所述水泵组件向所述喷嘴组件输出预设压力的液体。

可选地，所述射流装置还包括与所述水泵组件连接的调压组件，所述控制模块与所述调压组件通信连接，用于控制所述水泵组件向所述喷嘴组件输出预设压力的液体。

可选地，所述喷嘴组件包括调压板及安装于所述调压板的喷嘴，所述水泵组件与所述调压板连接并向所述喷嘴输送液体，所述喷嘴向所述工件喷射预设线径的液体。

可选地，所述喷嘴喷射的液体压力由小至大依次递增。

可选地，所述工作台包括横向移动部和安装于所述横向移动部的纵向移动部，所述工件安装于所述纵向移动部，所述横向移动部与所述纵向移动部分别带动所述工件按预设轨迹直线移动。

可选地，所述工作台还包括安装于所述纵向移动部的转动部，所述转动部用于安装所述工件并带动所述工件转动。

可选地，所述拍摄装置为CCD工业摄像机。

可选地，所述附着力的计算公式为：

其中，ρ为液体的密度，V为液体的喷出速度，g为重力加速度，h为射流装置的出液部位与工件之间的间距。

可选地，所述射流装置的液体射流方向垂直于所述工件的表面。

采用上述结构后，本发明和现有技术相比所具有的优点是：

以预设压力的液体作为检测介质作用于工件的表面，检测介质的输出稳定性好。可呈梯度或顺序调节介质对工件表面的冲击力，调节方便，检测数据准确。通过获取拍摄装置及射流装置的数据进行运算以检测出工件表面涂层的附着力，其检测效果好。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明：

图1是本发明中检测设备的结构示意图。

图2是本发明中射流装置的放大结构示意图。

图3是本发明中射流装置的液体流动结构示意图。

图中：机架10；工作台20；横向移动部21；纵向移动部22；转动部23；射流装置30；水泵组件31；泵体311；水箱312；管道313；喷嘴组件32；调压板321；喷嘴322；容纳腔323；调压组件33；拍摄装置40；工件50。

具体实施方式

以下所述仅为本发明的较佳实施例，并不因此而限定本发明的保护范围。

实施例，见图1至图3所示：基于射流的工件涂层附着力检测设备，该检测设备用于检测涂覆于工件表面的涂层的附着力，该检测设备通过向工件喷射液体以检测工件表面涂层的附着力。检测设备通过射流方式检测工件40表面涂层的附着力，其中射流的液体可设为纯水或混合溶液或添加有磨料的液体等。

检测设备包括机架10、安装于机架10的工作台20、射流装置30、拍摄装置40和控制模块，射流装置30和拍摄装置40分别与控制模块通信连接。

工作台20包括横向移动部21和安装于横向移动部21的纵向移动部22。例如，横向移动部21通过导轨及丝杠机构滑设于机架10上，纵向移动部22通过导轨及丝杠机构滑设于横向移动部21上，其中，横向移动部21的移动方向与纵向移动部22的移动方向互相垂直。工件50安装于纵向移动部22，横向移动部21与纵向移动部22分别带动工件50按预设轨迹直线移动。通过控制横向移动部21的横向移动及纵向移动部22的纵向移动相结合，使得工件50在平面方向做平移移动，以使工件50处于预设的检测位置。

可选地，工作台20还包括安装于纵向移动部22的转动部23，转动部23用于安装工件50并带动工件50转动。在纵向移动部22上安装转动部23，如安装于纵向移动部22上的卡盘机构，卡盘机构通过卡爪抓紧工件50，并带动工件50转动。相应地，射流装置30喷射的液体作用于工件50的表面，并随着工件50的转动而喷射于工件50的外周面，对圆形的工件50表面涂层也能进行准确测量。

工作台20用于安装工件50并带动工件50按预设轨迹转动或移动，射流装置30向工件50表面喷射预设压力的液体。该预设压力可逐级变化，如液体的压力值可由低到高进行逐级或依次变化。工件50的表面涂层在液体的冲击下由完整转变破损，相应地，该射流装置30保持该压力值输出。

在射流装置30向工件50表面喷射液体时，拍摄装置40启用，用于采集工件50的图片信息，并将图片信息发送至控制模块。

控制模块根据拍摄装置40采集的图片信息及射流装置30的射流参数运算，以获取工件50表面涂层的附着力。

附着力的计算公式为：

其中，ρ为液体的密度，V为液体的喷出速度，g为重力加速度，h为射流装置30的出液部位与工件50之间的间距。

以预设压力的液体作为检测介质作用于工件50的表面，检测介质的输出稳定性好。可呈梯度或顺序调节介质对工件50表面的冲击力，调节方便，检测数据准确。通过获取拍摄装置40及射流装置30的数据进行运算以检测出工件50表面涂层的附着力，其检测效果好。

射流装置30包括恒流模式和可调模式。

在恒流模式下，射流装置30包括水泵组件31和与水泵组件31连接的喷嘴组件32，控制模块与水泵组件31通信连接，用于控制水泵组件31向喷嘴组件32输出预设压力的液体。水泵组件31向喷嘴组件32输送预设压力的液体，其中，水泵组件31包括水箱312、连接至水箱312的泵体311、连接泵体311与喷嘴组件32的管道313。喷嘴组件32正对工件50以将液体按预设角度喷射至工件50表面。液体喷射至工件50并经过滤装置过滤后回流至水箱312，液体的回收效率高，利用率高。

可调模式为恒流模式的基础上的进一步改进，射流装置30还包括与水泵组件31连接的调压组件33，控制模块与调压组件33通信连接，用于控制水泵组件31向喷嘴组件32输出预设压力的液体。调压组件33包括增压泵，增压泵将水泵组件31的液体进行增压以调节喷嘴组件32的输出压力。如喷嘴组件32喷射的液体为纯水，其喷射压力范围为：20MPa～200MPa。如20MPa、40MPa、60MPa、80MPa、100MPa、160MPa、200MPa等。

喷嘴组件32包括调压板321及安装于调压板321的至少一喷嘴322，水泵组件31与调压板321连接并向喷嘴322输送液体，喷嘴322向工件50喷射预设线径的液体。喷嘴322的数量可以设为一个或多个，当喷嘴322的数量为两个及以上时，可通过封闭相应的喷嘴322以减小喷射液体的喷嘴322的数量，调整喷射范围及形状。

调压板321安装于机架10上，其内部开设有容纳腔323。水泵组件31连接至调压板321并与容纳腔323导通，液体经容纳腔323进入到喷嘴322中。喷嘴322与调压板321可拆卸连接，如两者通过螺纹连接等。或者喷嘴322开设于调压板321并与容纳腔323连通，其开口端贯穿调压板321。喷嘴322开设有射流孔，该射流孔至容纳腔323向出口一端逐渐减小。可选地，喷嘴322为设于调压板321的间隔分布的多个喷孔。

液体在调压组件33的作用下按预设压力值进入到容纳腔323中，继而进入到喷嘴322中并向外喷射。可选地，喷嘴322喷射的液体压力由小至大依次递增。在检测工件50表面的附着力过程中，液体的压力依次改变。并且，液体作用于工件50表面的作用面积通过喷嘴322的口径来控制，如射流直径控制在1mm～5mm等。如设为1mm、2mm、3mm、5mm等。

相应地，采用检测设备检测工件50涂层附着力的检测方法，包括以下步

骤：步骤S101：将待检测的所述工件50安装至所述工作台20。该工件

50可设为板状结构，工件50的检测表面处于工件50的上表面，该检测

表面与射流装置30正对设置，将该检测表面调整至射流装置30所覆盖

的区域。

步骤S102：控制所述工作台20带动所述工件50按预设轨迹转动或移动。工作台20可带动工件50沿横向和/或纵向移动，以使工件50处于检测区域内。

步骤S103：控制所述射流装置30向工件50的检测区域表面喷射预设压力的液体。射流装置30喷射的液体作用于工件50的检测表面，射流装置30的射流压力由小至大依次递增。在液体冲击工件50的表面涂层的同时，工作台20带动工件50沿直线移动或转动。

步骤S104：启动所述拍摄装置并采集所述工件50的图片信息。可选地，拍摄装置40为CCD工业摄像机。该拍摄装置40按预设的拍摄频率向控制模块发送图像信息，例如，拍摄装置40每分钟向控制模块传递30帧图片等。

步骤S105：根据拍摄装置采集的图片信息及所述射流装置30的射流参数运算，获取工件50表面涂层的附着力。

其中，在步骤S103中，射流装置30的液体射流方向与工件50的表面呈预设角度。可选地，射流装置30的液体射流方向垂直于工件50的表面。调整射流作用于工件50表面的角度，其有利于获取涂层表面的不同数据。如，液体垂直冲击于工件50表面；液体按30度角冲击工件50表面；液体按45度角冲击工件50表面等。

进一步的，当所述工件50的表面涂层出现破损时，调整所述射流装置30的液体射流方向与所述工件50的表面倾斜预设角度。例如，调整射流装置30的液体射流方向与所述工件50的表面倾斜10度等。

液体射流方向垂直于工件50时，液体作用于工件50的冲击力无其它方向的分力，液体的击打力的利用率高。待工件50的表面涂层出现破损后，再将液体射流方向倾斜一定的角度。则液体冲击在工件50表面处会出现击打力的分量，除垂直于工件50的击打力外，还出现沿工件50表面的横向剪切力。相应地，以涂层从工件50表面上稳定剥离时的射流击打力(合力)作为衡量指标来判断附着力的大小，其测量结果准确。

射流设备目前已广泛使用，其它结构和原理与现有技术相同，这里不再赘述。

Claims (10)

1.一种基于射流的工件涂层附着力检测设备，用于检测涂覆于工件表面的涂层的附着力，其特征在于，所述检测设备包括机架、安装于所述机架的工作台、射流装置、拍摄装置和控制模块，所述射流装置和拍摄装置分别与所述控制模块通信连接；

所述工作台用于安装工件并带动所述工件按预设轨迹转动或移动，所述射流装置向工件表面喷射预设压力的液体；所述拍摄装置用于采集所述工件的图片信息，并将所述图片信息发送至控制模块；所述控制模块根据所述拍摄装置采集的图片信息及所述射流装置的射流参数运算，以获取工件表面涂层的附着力。

2.根据权利要求1所述的检测设备，其特征在于，所述射流装置包括水泵组件和与所述水泵组件连接的喷嘴组件，所述控制模块与所述水泵组件通信连接，用于控制所述水泵组件向所述喷嘴组件输出预设压力的液体。

3.根据权利要求2所述的检测设备，其特征在于，所述射流装置还包括与所述水泵组件连接的调压组件，所述控制模块与所述调压组件通信连接，用于控制所述水泵组件向所述喷嘴组件输出预设压力的液体。

4.根据权利要求2所述的检测设备，其特征在于，所述喷嘴组件包括调压板及安装于所述调压板的喷嘴，所述水泵组件与所述调压板连接并向所述喷嘴输送液体，所述喷嘴向所述工件喷射预设线径的液体。

5.根据权利要求4所述的检测设备，其特征在于，所述喷嘴喷射的液体压力由小至大依次递增。

6.根据权利要求1所述的检测设备，其特征在于，所述工作台包括横向移动部和安装于所述横向移动部的纵向移动部，所述工件安装于所述纵向移动部，所述横向移动部与所述纵向移动部分别带动所述工件按预设轨迹直线移动。

7.根据权利要求6所述的检测设备，其特征在于，所述工作台还包括安装于所述纵向移动部的转动部，所述转动部用于安装所述工件并带动所述工件转动。

8.根据权利要求1所述的检测设备，其特征在于，所述拍摄装置为CCD工业摄像机。

9.根据权利要求1所述的检测设备，其特征在于，所述附着力的计算公式为：

其中，ρ为液体的密度，V为液体的喷出速度，g为重力加速度，h为射流装置的出液部位与工件之间的间距。

10.根据权利要求9所述的检测设备，其特征在于，所述射流装置的液体射流方向垂直于所述工件的表面。