CN116840146A - 一种曲面涂层划格仪 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种曲面涂层划格仪，包括机架、旋转夹持部分、涂层划格部分和控制系统；所述旋转夹持部分由电动旋转台和定位夹具构成；所述涂层划格部分由电动升降台、连接板、电动平移台、压力传感器和刀具模块构成；所述刀具模块由刀架、弹片、刀片夹具和刀片构成。本发明利用定位夹具实现工件的装夹，利用电动旋转台实现工件的90°旋转，利用电动升降台和电动平移台实现刀具模块的移动，利用压力传感器检测刀片所受载荷，确保刀片与工件表面贴合，并以一定载荷完成划刻。本发明可以精准控制刀片的划刻方向，提高划格效率，并能在带有曲面的工件表面完成划格。
Description
技术领域
本发明涉及涂层结合力测试设备技术领域，尤其涉及一种曲面涂层划格仪。
背景技术
涂层划格器，又名百格刀，是一种常用的涂层结合力测试工具。在对产品表面涂层结合力进行检验时，主要参考《GB/T9286 1998色漆和清漆漆膜的划格实验》的标准，使用涂层划格器进行划格实验以判断涂层结合力是否合格。现有技术的涂层划格器主要使用一体的多刃切割刀，只能在平整的工件表面上使用，难以在带有曲面的工件表面上使用，且手工划格无法确保划格力度和划格方向，容易造成划痕深度不均匀、方格尺寸不精确。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明提供了一种曲面涂层划格仪，使用自动划格代替传统的手工划格，在工件曲面涂层上实现高精度的划格试验，提高试验效率。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：
一种曲面涂层划格仪，其特征在于：包括机架、旋转夹持部分、涂层划格部分和控制系统；所述旋转夹持部分由电动旋转台(8)和定位夹具(7)构成，所述电动旋转台(8)安装在机架(1)上，通过步进电机带动实现旋转动作，所述定位夹具(7)将工件装夹在电动旋转台(8)上。
所述涂层划格部分由电动升降台(2)，连接板(3)，电动平移台(4)，压力传感器(5)和刀具模块(6)构成，所述电动升降台(2)安装在机架(1)上，所述电动平移台(4)通过连接板(3)安装在电动升降台(2)上，所述压力传感器(5)安装在电动平移台(4)下方，所述刀具模块(6)安装在压力传感器(5)下方。
所述刀具模块(6)由刀架(601)，弹片(602)，刀片夹具(603)和刀片(604)构成，所述刀片夹具(603)位于刀架(601)内部，所述弹片(602)安装在刀片夹具(603)上方，通过弹性形变对刀片夹具(603)进行高度定位，所述刀片(604)安装在刀片夹具(603)底部。
所述控制系统用于控制和协调各个部分机构的运动时序，由控制电路和主机组成，所述控制电路位于机体内部，所述主机安装于机架一侧。
所述电动升降台(2)带动刀具模块(6)向下移动，使刀片(604)与安装在电动旋转台(8)上的工件曲面涂层表面贴合；当压力传感器(5)检测到刀片(604)所受载荷均达到设定数值以上时，所述电动平移台(4)带动刀具模块(6)水平移动，实现正向进给，即刀片(604)在曲面涂层表面进行划刻；当刀片(604)移动设定的距离后，电动升降台(2)带动刀具模块(6)向上移动离开曲面涂层表面一定距离；电动旋转台(8)控制工件旋转90°，随后电动升降台(2)再次带动刀具模块(6)向下移动；当压力传感器(5)检测到刀片(604)所受载荷均达到设定数值以上时，电动平移台(4)带动刀片(604)水平移动，实现反方向进给，即刀片(604)在曲面涂层表面进行划刻；当刀片(604)移动设定的距离后，电动升降台(2)带动刀具模块(6)上升至初始位置，即可完成工件曲面涂层的划格。
作为本方案的进一步优化，所述电动升降台(2)由电机、导轨、升降丝杠和滑台构成，滑台在电机控制下实现上下移动；所述电动平移台(4)由电机、水平丝杠、交叉滚子导轨、导轨壳体和滑移板构成，所述导轨壳体通过连接板(3)与电动升降台(2)的滑台相连；所述滑移板通过水平丝杠和交叉滚子导轨与导轨壳体相连，滑移板在电机控制下实现水平移动。
作为本方案的进一步优化，所述刀架(601)上均匀分布有6个安装口，刀片夹具(603)通过安装口安装在刀架(601)上，安装口能够限制刀片夹具(603)的移动方向，防止刀片夹具(603)向下掉落，并使其能在外力作用下向上位移；根据所需刀片间距的不同，可选用1mm、2mm、3mm等不同安装口间距的刀架(601)。
作为本方案的进一步优化，所述弹片(602)通过刀片夹具(603)顶部的凸起安装在刀片夹具(603)上，弹片(602)的顶端与压力传感器(5)接触，当刀片夹具(603)向上移动时，弹片(602)发生弹性形变，并将载荷传递到压力传感器(5)；根据对承受载荷能力的需求，可选用不同材料、形状和弹性系数的弹片(602)，也可替换为适用规格的弹簧。
作为本方案的进一步优化，所述压力传感器(5)使用阵列式压力传感器，能够采集多个独立节点位置的压力分布数据；所述刀具模块(6)的6个弹片(602)分别与压力传感器(5)上的6个节点接触，当压力传感器(5)检测到刀片(604)所受载荷均达到设定数值以上时，即可确保刀片(604)与曲面涂层表面贴合，并以一定载荷完成划刻。
作为本方案的进一步优化，所述刀片(604)上端与刀片夹具(603)底部凹槽配合，刀片(604)下端刀刃呈弧形；所述弹片(602)，刀片夹具(603)和刀片(604)的数量相等。
作为本方案的进一步优化，所述电动旋转台(8)是步进电机、蜗轮蜗杆、分度盘一体化设计的模块化产品，所述定位夹具(7)通过螺栓安装在电动旋转台(8)上，根据工件形状可选用不同类型的定位夹具(7)，如定位台钳或不同形状的组合夹具。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明通过使用自动化的机械结构，控制刀片的划格力度和划格方向，实现自动划格；通过更换不同规格的刀架可以调节刀片之间的间距，且能利用刀片夹具快速更换刀片；利用分离式的刀片和弹性定位机构，调节刀片的高度，并通过压力传感器实时监测刀片载荷，使刀片可以与不同形状(如外凸、内凹等)的曲面贴合，从而能够在不同工件曲面涂层表面完成划格，满足对不同形状工件涂层结合力测试的要求。
附图说明
图1为本发明的立体图；
图2为本发明中刀具模块结构截面示意图；
图3为本发明中刀架俯视图；
图4为本发明中弹片示意图；
图5为本发明中刀片夹具示意图；
图中标记为：1机架；2电动升降台；3连接板；4电动平移台；5压力传感器；6刀具模块；601刀架；602弹片；603刀片夹具；604刀片；7定位夹具；8电动旋转台。
具体实施方式
一种曲面涂层划格仪，如图1所示，包括机架、旋转夹持部分、涂层划格部分和控制系统；所述旋转夹持部分由电动旋转台(8)和定位夹具(7)构成，所述电动旋转台(8)安装在机架(1)上，通过步进电机带动实现旋转动作，所述定位夹具(7)将工件装夹在电动旋转台(8)上。
所述涂层划格部分由电动升降台(2)，连接板(3)，电动平移台(4)，压力传感器(5)和刀具模块(6)构成，所述电动升降台(2)安装在机架(1)上，所述电动平移台(4)通过连接板(3)安装在电动升降台(2)上，所述压力传感器(5)安装在电动平移台(4)下方，所述刀具模块(6)安装在压力传感器(5)下方。
所述刀具模块(6)由刀架(601)，弹片(602)，刀片夹具(603)和刀片(604)构成，所述刀片夹具(603)位于刀架(601)内部，所述弹片(602)安装在刀片夹具(603)上方，通过弹性形变对刀片夹具(603)进行高度定位，所述刀片(604)安装在刀片夹具(603)底部。
所述控制系统用于控制和协调各个部分机构的运动时序，由控制电路和主机组成，所述控制电路位于机体内部，所述主机安装于机架一侧。
所述电动升降台(2)带动刀具模块(6)向下移动，使刀片(604)与安装在电动旋转台(8)上的工件曲面涂层表面贴合；当压力传感器(5)检测到刀片(604)所受载荷均达到设定数值以上时，所述电动平移台(4)带动刀具模块(6)水平移动，实现正向进给，即刀片(604)在曲面涂层表面进行划刻；当刀片(604)移动设定的距离后，电动升降台(2)带动刀具模块(6)向上移动离开曲面涂层表面一定距离；电动旋转台(8)控制工件旋转90°，随后电动升降台(2)再次带动刀具模块(6)向下移动；当压力传感器(5)检测到刀片(604)所受载荷均达到设定数值以上时，电动平移台(4)带动刀片(604)水平移动，实现反方向进给，即刀片(604)在曲面涂层表面进行划刻；当刀片(604)移动设定的距离后，电动升降台(2)带动刀具模块(6)上升至初始位置，即可完成工件曲面涂层的划格。
所述电动升降台(2)由电机、导轨、升降丝杠和滑台构成，滑台在电机控制下实现上下移动；所述电动平移台(4)由电机、水平丝杠、交叉滚子导轨、导轨壳体和滑移板构成，所述导轨壳体通过连接板(3)与电动升降台(2)的滑台相连；所述滑移板通过水平丝杠和交叉滚子导轨与导轨壳体相连，滑移板在电机控制下实现水平移动。
所述刀架(601)上均匀分布有6个安装口，刀片夹具(603)通过安装口安装在刀架(601)上，安装口能够限制刀片夹具(603)的移动方向，防止刀片夹具(603)向下掉落，并使其能在外力作用下向上位移；根据所需刀片间距的不同，可选用1mm、2mm、3mm等不同安装口间距的刀架(601)。
如图2所示，所述弹片(602)通过刀片夹具(603)顶部的凸起安装在刀片夹具(603)上，弹片(602)的顶端与压力传感器(5)接触，当刀片夹具(603)向上移动时，弹片(602)发生弹性形变，并将载荷传递到压力传感器(5)；根据对承受载荷能力的需求，可选用不同材料、形状和弹性系数的弹片(602)，也可替换为适用规格的弹簧。
所述压力传感器(5)使用阵列式压力传感器，能够采集多个独立节点位置的压力分布数据；所述刀具模块(6)的6个弹片(602)分别与压力传感器(5)上的6个节点接触，当压力传感器(5)检测到刀片(604)所受载荷均达到设定数值以上时，即可确保刀片(604)与曲面涂层表面贴合，并以一定载荷完成划刻。
所述刀片(604)上端与刀片夹具(603)底部凹槽配合，刀片(604)下端刀刃呈弧形；所述弹片(602)，刀片夹具(603)和刀片(604)的数量相等。
所述电动旋转台(8)是步进电机、蜗轮蜗杆、分度盘一体化设计的模块化产品，所述定位夹具(7)通过螺栓安装在电动旋转台(8)上，根据工件形状可选用不同类型的定位夹具(7)，如定位台钳或不同形状的组合夹具。
本发明的工作过程如下：使用定位夹具(7)将工件安装在电动旋转台(8)上；电动升降台(2)带动水平位移台(4)、压力传感器(5)和刀具模块(6)向下移动，使刀片(604)与工件曲面涂层表面贴合；当压力传感器(5)检测到各刀片(604)所受载荷均达到设定数值以上时，完成刀片(604)的定位；电动平移台(4)带动压力传感器(5)和刀具模块(6)水平移动，实现刀片(604)的进给；刀片(604)在工件表面涂层上划出6道相互平行的划痕后，电动升降台(2)带动刀片(604)向上移动离开工件表面，电动旋转台(8)控制工件旋转90°；电动升降台(2)再次带动刀具模块(6)向下移动，完成刀片(604)的定位，随后刀片(604)反方向进给，完成划格；最后电动升降台(2)带动刀具模块(6)上升至初始位置，取出电动旋转台(8)上的工件，即可根据《GB/T9286 1998色漆和清漆漆膜的划格实验》的标准判断涂层的结合力强度。
本发明不局限于上述实施方式，任何人应得知在本发明的启示下做出的与本发明具有相同或相近的技术方案，均落入本发明的保护范围之内。
本发明未详细描述的技术、形状、构造部分均为公知技术。
Claims (7)
1.一种曲面涂层划格仪，其特征在于：包括机架、旋转夹持部分、涂层划格部分和控制系统；所述旋转夹持部分由电动旋转台(8)和定位夹具(7)构成，所述电动旋转台(8)安装在机架(1)上，通过步进电机带动实现旋转动作，所述定位夹具(7)将工件装夹在电动旋转台(8)上。
所述涂层划格部分由电动升降台(2)，连接板(3)，电动平移台(4)，压力传感器(5)和刀具模块(6)构成，所述电动升降台(2)安装在机架(1)上，所述电动平移台(4)通过连接板(3)安装在电动升降台(2)上，所述压力传感器(5)安装在电动平移台(4)下方，所述刀具模块(6)安装在压力传感器(5)下方。
所述刀具模块(6)由刀架(601)，弹片(602)，刀片夹具(603)和刀片(604)构成，所述刀片夹具(603)位于刀架(601)内部，所述弹片(602)安装在刀片夹具(603)上方，通过弹性形变对刀片夹具(603)进行高度定位，所述刀片(604)安装在刀片夹具(603)底部。
所述控制系统用于控制和协调各个部分机构的运动时序，由控制电路和主机组成，所述控制电路位于机体内部，所述主机安装于机架一侧。
所述电动升降台(2)带动刀具模块(6)向下移动，使刀片(604)与安装在电动旋转台(8)上的工件曲面涂层表面贴合；当压力传感器(5)检测到刀片(604)所受载荷均达到设定数值以上时，所述电动平移台(4)带动刀具模块(6)水平移动，实现正向进给，即刀片(604)在曲面涂层表面进行划刻；当刀片(604)移动设定的距离后，电动升降台(2)带动刀具模块(6)向上移动离开曲面涂层表面一定距离；电动旋转台(8)控制工件旋转90°，随后电动升降台(2)再次带动刀具模块(6)向下移动；当压力传感器(5)检测到刀片(604)所受载荷均达到设定数值以上时，电动平移台(4)带动刀片(604)水平移动，实现反方向进给，即刀片(604)在曲面涂层表面进行划刻；当刀片(604)移动设定的距离后，电动升降台(2)带动刀具模块(6)上升至初始位置，即可完成工件曲面涂层的划格。
2.权利要求1所述的一种曲面涂层划格仪，其特征在于：所述电动升降台(2)由电机、导轨、升降丝杠和滑台构成，滑台在电机控制下实现上下移动；所述电动平移台(4)由电机、水平丝杠、交叉滚子导轨、导轨壳体和滑移板构成，所述导轨壳体通过连接板(3)与电动升降台(2)的滑台相连；所述滑移板通过水平丝杠和交叉滚子导轨与导轨壳体相连，滑移板在电机控制下实现水平移动。
3.权利要求1所述的一种曲面涂层划格仪，其特征在于：所述刀架(601)上均匀分布有6个安装口，刀片夹具(603)通过安装口安装在刀架(601)上，安装口能够限制刀片夹具(603)的移动方向，防止刀片夹具(603)向下掉落，并使其能在外力作用下向上位移；根据所需刀片间距的不同，可选用1mm、2mm、3mm等不同安装口间距的刀架(601)。
4.权利要求1所述的一种曲面涂层划格仪，其特征在于：所述弹片(602)通过刀片夹具(603)顶部的凸起安装在刀片夹具(603)上，弹片(602)的顶端与压力传感器(5)接触，当刀片夹具(603)向上移动时，弹片(602)发生弹性形变，并将载荷传递到压力传感器(5)；根据对承受载荷能力的需求，可选用不同材料、形状和弹性系数的弹片(602)，也可替换为适用规格的弹簧。
5.权利要求1所述的一种曲面涂层划格仪，其特征在于：所述压力传感器(5)使用阵列式压力传感器，能够采集多个独立节点位置的压力分布数据；所述刀具模块(6)的6个弹片(602)分别与压力传感器(5)上的6个节点接触，当压力传感器(5)检测到刀片(604)所受载荷均达到设定数值以上时，即可确保刀片(604)与曲面涂层表面贴合，并以一定载荷完成划刻。
6.权利要求1所述的一种曲面涂层划格仪，其特征在于：所述刀片(604)上端与刀片夹具(603)底部凹槽配合，刀片(604)下端刀刃呈弧形；所述弹片(602)，刀片夹具(603)和刀片(604)的数量相等。
7.权利要求1所述的一种曲面涂层划格仪，其特征在于：所述电动旋转台(8)是步进电机、蜗轮蜗杆、分度盘一体化设计的模块化产品，所述定位夹具(7)通过螺栓安装在电动旋转台(8)上，根据工件形状可选用不同类型的定位夹具(7)，如定位台钳或不同形状的组合夹具。
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Cited By (1)
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| CN117250153A (zh) * | 2023-11-16 | 2023-12-19 | 苏州美尔邦纳米材料有限公司 | 一种隔热材料表面涂层检测装置 |
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2023
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Cited By (2)
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| CN117250153B (zh) * | 2023-11-16 | 2024-01-23 | 苏州美尔邦纳米材料有限公司 | 一种隔热材料表面涂层检测装置 |
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