CN113588475A - 一种智能漆膜划痕测试仪及测试方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及漆膜划痕测试技术领域，且公开了一种智能漆膜划痕测试仪，包括步进丝杆电机，驱动滑块、驱动线轨、力传感器与从动滑块，步进丝杆电机带动驱动滑块上下运动，力传感器接在驱动滑块上面上下运动，通过螺旋弹簧对划针连接块施力，带动划针固定块运动从而控制划针对待测试板施力，电动运行平台包括横向水平运行装置和纵向前后运行装置，所述横向水平移动装置安装在外壳上，内部设置有横向步进电机，所述横向步进电机的传动端连接有传动丝杆，所述传动丝杆的外侧连接有传动滑块，横向步进电机通过联轴器驱动传动丝杆，本发明方案能够通过电流积分值的换算，使得装置可以将涂层耐划痕性能数值以数值定量的方式显示出来。
Description
技术领域
本发明属于检测设备技术领域，具体涉及一种智能漆膜划痕测试仪及测试方法。
背景技术
漆膜是涂料施工于底材上的一道或多道涂层所形成的固态连续膜，通常涂膜由多道涂层组成，依据被涂物件的要求而决定涂层的多寡，一般包括底漆层、中间涂层和面漆层，涂膜体现涂料配套使用的效果。
漆膜划痕测试仪是用划针划破漆膜涂层(以下简称涂层)的负荷值来测得漆膜耐划痕性能，在使用同样划针的情况下，划破划痕的负荷越大，涂层的耐划痕性能越好。现在市面上的漆膜划痕测试仪在使用的时候只能依赖人工操作调整负荷和依赖肉眼定性判别其划痕负荷是否通过，无法定量地测量出涂层的耐划痕性能，为此，我们提出一种智能漆膜划痕测试仪以测试方法。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的问题，而提出的一种智能漆膜划痕测试仪。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种智能漆膜划痕测试仪包括外壳、自动施力划针装置、两轴控制电动运行平台和划痕电流检测装置；
所述自动施力划针装置，包括步进丝杆电机，驱动滑块、驱动线轨、力传感器与从动滑块，步进丝杆电机带动驱动滑块上下运动，力传感器接在驱动滑块上面上下运动，通过螺旋弹簧对划针连接块施力，带动划针固定块运动从而控制划针对待测试板施力。
优选的，电动运行平台包括横向水平运行装置和纵向前后运行装置，所述横向水平移动装置安装在外壳上，内部设置有横向步进电机，所述横向步进电机的传动端连接有传动丝杆，所述传动丝杆的外侧连接有传动滑块，横向步进电机通过联轴器驱动传动丝杆，使得传动滑块可以横向水平移动，所述纵向前后移动装置安装在横向水平移动装置的传动滑块上，其上安装有两根导杆和一根传动齿条，通过纵向步进电机驱动齿轮带动传动齿条使平台前后纵向移动。
优选的，所述自施力划针装置在每一段运行轨迹内，时刻根据力传感器的力值反馈，调整驱动横向步进电机与纵向步进电机转动补偿试板表面不平整带来的试验误差以保持试验过程中的力值稳定，每一段结束后，再自动调节负荷以进行下一段测试直至结束。
优选的，所述划痕电流检测装置在划针和运行平台两端接入有一个恒定的安全直流电压和以及电流检测装置，在试验运行过程中通过检测该电路的电流，并对划痕过程中的电流进行积分以判断涂层的划痕状况。
优选的，所述外壳的上侧设置有设置有外壳上板、显示屏和按键，所述外壳底部安装有电源，所述外壳底部安装有电机固定块、轴承固定块和线轨安装板，所述线轨安装板上面安装有直线导轨，所述电机固定块上面设置有横向步进电机、联轴器、传动丝杆，所述传动丝杆上面布置有导向螺母，所述导向螺母上面安装有传动滑块，所述传动滑块上面安装有试板运行底架，所述试板运行底架上面安装有一个纵向步进电机和两根导杆，所述纵向步进电机上面装有传动齿轮，所述导杆上面安装有直线滑块，所述试板平台与直线滑块固定在一起，所述试板平台上面有一个传动齿条，通过传动齿轮带动传动齿条前后移动，所述外壳上方安装有划针施力臂支架，所述划针施力臂支架上安装有施力臂下板，所述施力臂下板上安装有丝杆电机，所述丝杆电机上布置了一个驱动滑块，驱动滑块通过一个微型线轨导向，所述驱动滑块上面安装有一个力传感器，所述力传感器连接划针连接块进行力的传导，所述划针连接块上面安装有划针固定块，划针固定块用来固定试验所用划针，所述漆膜划痕测试仪内部设置了电流检测模块和电流积分换算模块。
优选的，为了进一步提高其使用效果，所述试板平台采用绝缘处理，上面布置了一个导电的钢珠，所述钢珠用一个弹簧顶住，使其高于所述试板平台，所述弹簧用导线接入所述漆膜划痕测试仪的检测电路。
优选的，所述划针连接块采用绝缘处理，所述划针固定块用导线接入所述漆膜划痕测试仪的检测电路。
优选的，所述力传感器和所述划针连接块之间通过两个螺旋弹簧进行软连接。
一种智能漆膜划痕测试仪的测试方法包括以下步骤：
S1，先用无涂层底材测试一次划痕，并将该次划痕的电流积分值标定为％；
S2，将所述智能漆膜划痕测试仪的所述电流积分值与标定电流积分值的百分比值作为的判断阈值，并设定其数值；
S3，按“川”字型的划痕路径进行试验，每一段划痕结束后将该段划痕的电流积分值与所述判断阈值比较，并且根据比较结果自动增减负载进行下一段划痕测试，直至找到刚好超过所述判断阈值的负载点；
S4，记录当前的负载值和电流积分值的比值作为测试结果，即为该涂层的耐划痕性能的数值。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、通过电流积分值的换算，使得装置可以将涂层耐划痕性能数值以数值定量的方式显示出来，驱动试板横向移动进行划痕操作，同时电流检测模块开始检测通过的电流值，试板横向移动到终点后，电流检测模块停止检测电流，步进丝杆电机驱动划针离开试板，电流积分换算模块将整个划痕过程中的电流进行积分换算；
2、通过程序的智能运行，自动找出涂层划痕的临界点，降低的试验的人为操作和判断误差，并且可以定量测出涂层的耐划痕数据，驱动试板横向移动进行划痕操作，待划痕结束后，得到了该次划痕的电流积分与标定积分的比值，将该比值与判断阈值对比，如果比值大于判断阈值，则纵向步进电机驱动试板纵向移动，使得划针和上一次的划痕错位，减小该次划痕试验的负荷，然后继续重复上述划痕操作。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。
在附图中：
图1是本发明所述的一种智能漆膜划痕测试仪的结构示意图；
图2是本发明所述的一种智能漆膜划痕测试仪的自动施力划针装置结构示意图；
图3是本发明所述的一种智能漆膜划痕测试仪的两轴控制电动运行平台结构示意图；
图4是本发明所述的测试方法的原理示意图；
图5是本发明所述的测试方法的步骤流程图。
图中：1、划针施力臂支架；2、外壳上板；3、显示屏；4、按键；5、试板运行底架；6、试板平台；7、试板；8、划针；9、划针锁紧螺丝；101、丝杆电机；102、施力臂底板；103、驱动滑块；104、力传感器；105、螺旋弹簧；106、划针连接块；107、划针固定块；501、横向步进电机；502、传动丝杆；503、传动滑块；504、导杆；505、直线滑块；506、纵向步进电机；507、传动齿轮；508、传动齿条；1001、钢珠；1002、弹簧。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例；基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1、2、3、4与5，一种智能漆膜划痕测试仪，主要包括了外壳、自动施力划针装置和两轴控制电动运行平台结构和划痕电流检测装置，外壳的上侧设置有外壳上板2、显示屏3和按键4，外壳上板2上面安装有划针施力臂支架1，划针施力臂支架1上面安装有施力臂底板102，步进丝杆电机101通过螺丝固定在施力臂底板102上面，可以通过步进丝杆电机101带动驱动滑块103 上下移动，力传感器104固定在驱动滑块103上面通过螺旋弹簧105对划针连接块106施加负荷压力，划针8用划针锁紧螺丝9锁紧在划针固定块107上面，横向步进电机501和传动丝杆502通过固定板固定在外壳底板2下面，横向步进电机501通过连轴器与传动丝杆502连接起来，从而带动传动滑块503进行横向移动，传动滑块503上面安装有试板运行底架5，试板运行底架5上面安装有导杆504和纵向步进电机506，导杆504上面有直线滑块505连接试板平台6 做纵向的导向作用，纵向步进电机506的输出轴上面固定了传动齿轮507，通过纵向步进电机506的转动带动固定在试板平台6上面的传动齿条508，驱动试板平台6进行纵向移动，为了提高其使用效果，力传感器104和划针连接块106 之间布置了两个螺旋弹簧105，分别为一上一下布置，有效提高了划痕过程中负荷的稳定性，划针连接块106和试板平台6采用绝缘材质或者做了绝缘处理工艺，并在上面接入了直流电源和电源检测模块。
上述结构中，工作前，首先用无涂层的试板7标定基准值，步进丝杆电机 101驱动划针8压在试板7上面直至力传感器104达到内置的标准负荷值，然后横向步进电机501启动，驱动试板7横向移动进行划痕操作，同时电流检测模块开始检测通过的电流值，试板7横向移动到终点后，电流检测模块停止检测电流，步进丝杆电机101驱动划针8离开试板7，电流积分换算模块将整个划痕过程中的电流进行积分换算，并将该积分值数值定标为100％划破，设定试验的判断阈值，例如30％，将待测涂层试板7安装在试板平台6上面，步进丝杆电机 101驱动划针8压在试板7上面直至力传感器104达到智能漆膜划痕测试仪内置设定的初始负荷值，然后横向步进电机501启动，驱动试板7横向移动进行划痕操作，待划痕结束后，得到了该次划痕的电流积分与标定积分的比值(以下简称比值)，将该比值与判断阈值对比，如果比值大于判断阈值，则纵向步进电机506驱动试板7纵向移动，使得划针8和上一次的划痕错位，减小该次划痕试验的负荷，然后继续重复上述划痕操作，直至比值小于判断阈值，记录上一次划痕的负荷大小和比值作为该涂层的耐划痕性能，反之，如果第一次的划痕比值小于判断阈值，横向步进电机501驱动试板7横向移动进行下一次划痕的时候，需要增大负荷进行划痕试验，直至比值大于判断阈值，如果初始划痕比值大于于判断阈值，则记录划痕比值刚好小于于的负荷大小和比值的上一次的划痕结果作为该涂层的耐划痕性能；如果初始划痕比值小于于判断阈值，则记录划痕比值刚好大于于的负荷大小和比值的上一次的划痕结果作为该涂层的耐划痕性能，例如10N，36％，就是表示在涂层的划痕性能是在10N的负荷下，划破36％。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序，而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通，对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (9)
1.一种智能漆膜划痕测试仪，其特征在于：包括外壳、自动施力划针装置、两轴控制电动运行平台和划痕电流检测装置；
所述自动施力划针装置包括步进丝杆电机(101)，驱动滑块(103)、驱动线轨、力传感器(104)与从动滑块，步进丝杆电机(101)带动驱动滑块(103)上下运动，力传感器(104)接在驱动滑块(103)上面上下运动，通过螺旋弹簧(105)对划针连接块(106)施力，带动划针固定块(107)运动从而控制划针(8)对待测试板(7)施力。
2.根据权利要求1所述的一种智能漆膜划痕测试仪，其特征在于：两轴电动运行平台包括横向水平运行装置和纵向前后运行装置，所述横向水平移动装置安装在外壳上，内部设置有横向步进电机(501)，所述横向步进电机(501)的传动端连接有传动丝杆(502)，所述传动丝杆(502)的外侧连接有传动滑块(503)，横向步进电机(501)通过联轴器驱动传动丝杆(502)，使得传动滑块(503)可以横向水平移动，所述纵向前后移动装置安装在横向水平移动装置的传动滑块(503)上，其上安装有两根导杆(504)和一根传动齿条(508)，通过纵向步进电机(506)驱动齿轮带动传动齿条(508)使平台前后纵向移动。
3.根据权利要求1所述的一种智能漆膜划痕测试仪，其特征在于：所述自施力划针装置在每一段运行轨迹内，时刻根据力传感器(104)的力值反馈，调整驱动横向步进电机(501)与纵向步进电机(506)转动补偿试板(7)表面不平整带来的试验误差以保持试验过程中的力值稳定，每一段结束后，再自动调节负荷以进行下一段测试直至结束。
4.根据权利要求1所述的一种智能漆膜划痕测试仪，其特征在于：所述划痕电流检测装置在划针(8)和运行平台两端接入有一个恒定的安全直流电压和以及电流检测装置，在试验运行过程中通过检测该电路的电流，并对划痕过程中的电流进行积分以判断涂层的划痕状况。
5.根据权利要求4所述的一种智能漆膜划痕测试仪，其特征在于：所述外壳的上侧设置有设置有外壳上板(2)、显示屏(3)和按键(4)，所述外壳底部安装有电源，所述外壳底部安装有电机固定块、轴承固定块和线轨安装板，所述线轨安装板上面安装有直线导轨，所述电机固定块上面设置有横向步进电机(501)、联轴器、传动丝杆(502)，所述传动丝杆(502)上面布置有导向螺母，所述导向螺母上面安装有传动滑块(503)，所述传动滑块(503)上面安装有试板运行底架(5)，所述试板运行底架(5)上面安装有一个纵向步进电机(506)和两根导杆(504)，所述纵向步进电机(506)上面装有传动齿轮(507)，所述导杆(504)上面安装有直线滑块(505)，所述试板平台(6)与直线滑块(505)固定在一起，所述试板平台(6)上面有一个传动齿条(508)，通过传动齿轮(507)带动传动齿条(508)前后移动，所述外壳上方安装有划针施力臂支架(1)，所述划针施力臂支架(1)上安装有施力臂下板，所述施力臂下板上安装有丝杆电机(101)，所述丝杆电机(101)上布置了一个驱动滑块(103)，驱动滑块(103)通过一个微型线轨导向，所述驱动滑块(103)上面安装有一个力传感器(104)，所述力传感器(104)连接划针连接块(106)进行力的传导，所述划针连接块(106)上面安装有划针固定块(107)，划针固定块(107)用来固定试验所用划针(8)，所述漆膜划痕测试仪内部设置了电流检测模块和电流积分换算模块。
6.根据权利要求5所述的一种智能漆膜划痕测试仪，其特征在于：为了进一步提高其使用效果，所述试板平台(6)采用绝缘处理，上面布置了一个导电的钢珠(1001)，所述钢珠(1001)用一个弹簧(1002)顶住，使其高于所述试板平台(6)，所述弹簧(1002)用导线接入所述漆膜划痕测试仪的检测电路。
7.根据权利要求5所述的一种智能漆膜划痕测试仪，其特征在于：所述划针连接块(106)采用绝缘处理，所述划针固定块(107)用导线接入所述漆膜划痕测试仪的检测电路。
8.根据权利要求1所述的一种智能漆膜划痕测试仪，其特征在于：所述力传感器(104)和所述划针连接块(106)之间通过两个螺旋弹簧(105)进行软连接。
9.根据权利要求1所述的一种智能漆膜划痕测试仪的测试方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1，先用无涂层底材测试一次划痕，并将该次划痕的电流积分值标定为100％；
S2，将所述智能漆膜划痕测试仪的所述电流积分值与标定电流积分值的百分比值作为的判断阈值，并设定其数值；
S3，按“川”字型的划痕路径进行试验，每一段划痕结束后将该段划痕的电流积分值与所述判断阈值比较，并且根据比较结果自动增减负载进行下一段划痕测试，直至找到刚好超过所述判断阈值的负载点；
S4，记录当前的负载值和电流积分值的比值作为测试结果，即为该涂层的耐划痕性能的数值。
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