CN213933368U - 一种粉末涂料胶化时间的自动测试装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种粉末涂料胶化时间的自动测试装置，包括用于对粉末涂料进行加热熔融的加热器，所述加热器的上方设有用于对粉末涂料进行搅拌的搅拌器，所述搅拌器通过旋转驱动模块控制进行旋转运动，用于搅拌熔融体，使其均匀受热；所述旋转驱动模块安装在升降驱动模块上进行间隔升降运动，用于对所述熔融体进行自动间隔升降拉丝；所述旋转驱动模块与升降驱动模块分别与控制模块通信连接实现驱动控制；本实用新型减少了人工操作时间，消除了人工操作存在的差异性问题，同时有效提高了粉末涂料胶化时间的测试效率和测试精度。

Description

一种粉末涂料胶化时间的自动测试装置

技术领域

本实用新型属于粉末涂料测试设备领域，具体涉及一种粉末涂料胶化时间的自动测试装置。

背景技术

粉末涂料胶化时间主要是指称取一定量的热固性粉末涂料在特定温度下进行加热搅拌至熔融，对熔融体进行间隔拉丝，直至凝胶丝被拉伸断裂，将热固性粉末涂料的加热搅拌起始时刻至呈凝胶丝断裂时刻的时间计为粉末涂料胶化时间。通过测试粉末涂料胶化时间可以反映粉末涂料的固化速度，可以作为粉末涂料配方设计和生产中质量管控的重要手段。

现有粉末涂料胶化时间的测试标准包括：ASTMD4217-2013《测定热固性粉末涂料胶化时间的试验方法标准》、ISO8130.6：2010《粉末涂料第6部分：在给定温度下热固性粉末涂料胶化时间的测定》。为了执行粉末涂料胶化时间的测试标准，目前行业内常用的粉末涂料胶化测试设备带有温控功能，将粉末涂料放进加热板的加热孔中，采用人工计时和手动搅拌、拉丝，然后依靠测试者目视判断凝胶丝的状态，该测试主要存在如下问题：

a、耗费较多人力：整个过程中需要人员不停搅拌，同时需要密切观察加加热板内的物料状态。

b、测量结果精确性差：测试过程中存在较多人为影响的差异因素，例如包括：人工计时存在差异、搅拌频率存在差异、以及拉丝状态判断也存在差异。

c、测量结果的可追溯性差：采用人工记录数据，存在记录错漏等情况。申请人通过检索，发现较少关于粉末涂料胶化时间的检测技术公开，如授权公告号为CN203643376U的实用新型专利提出了一种具有测试粉末涂料熔点功能的胶化仪，属于工业装置领域。所述的具有测试粉末涂料熔点功能的胶化仪，包括控制器，控制器包括计时器、温度显示器、电源开关、计时器按钮，温度显示器通过温度传感器与熔融平台连接，熔融平台还与加热装置相连，加热装置由电源开关控制，加热装置增设程序升温控制仪；又如授权公告号为CN204389338 U的实用新型专利提出了一种粉末涂料的熔融水平流动性及胶化时间的检测系统，所述系统包括依次设置的高精度称重电子天平或电子称、粉末涂料压模装置、热铜板恒温控制系统和用来检测该系统中的相关数据的数据计量仪器。这些技术仅涉及对胶化时间测试装置中加热模块的自动化控制改进，不涉及对人工搅拌、拉丝等操作的改进。

因此，本申请人希望寻求技术方案对以上技术问题进行集中改进，有望进一步有力推进粉末涂料的智能化制造水平。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种粉末涂料胶化时间的自动测试装置，减少了人工操作时间，消除了人工操作存在的差异性问题，同时有效提高了粉末涂料胶化时间的测试效率和测试精度。

本实用新型采用的技术方案如下：

一种粉末涂料胶化时间的自动测试装置，包括用于对粉末涂料进行加热熔融的加热器，所述加热器的上方设有用于对粉末涂料进行搅拌的搅拌器，所述搅拌器通过旋转驱动模块控制进行旋转运动，用于搅拌熔融体，使其均匀受热；所述旋转驱动模块安装在升降驱动模块上进行间隔升降运动，用于对所述熔融体进行自动间隔升降拉丝；所述旋转驱动模块与升降驱动模块分别与控制模块通信连接实现驱动控制。

优选地，所述旋转驱动模块包括第一电机，所述第一电机通过传动组件与所述搅拌器安装连接。

优选地，所述传动组件采用传动轴或减速器。

优选地，所述搅拌器包括搅拌棒，所述搅拌棒与所述第一电机偏心安装连接，当所述第一电机旋转时，所述搅拌棒相对所述第一电机做偏心圆周运动，实现对粉末涂料的搅拌。

优选地，所述升降驱动模块包括安装在机架上的第二电机，其中，

所述机架上设有升降滑轨，所述升降滑轨滑动安装有升降滑块；

所述第二电机通过涡轮蜗杆组件实现对升降滑块的升降滑动驱动；

所述升降滑块与所述旋转驱动模块固定安装连接。

优选地，所述升降滑块通过驱动安装板与所述旋转驱动模块实现固定安装连接。

优选地，所述自动测试装置还包括视觉系统，通过视觉系统自动观察判断凝胶丝是否断裂。

优选地，所述视觉系统采用与所述控制模块通信连接的摄像头，所述摄像头设有与凝胶丝对应的断裂监控界面，当所述断裂监控界面出现凝胶丝断点时，以该断点信号作为判定所述凝胶丝发生断裂的信号。

优选地，所述控制模块通信连接显示屏，通过显示屏显示所述粉末涂料胶化时间，并可进行自动记录存储。

优选地，所述搅拌器包括搅拌棒，所述加热器上设有用于放置粉末涂料的加热板；其中，所述搅拌棒下端呈锥形型状，用于提高对所述粉末涂料的搅拌效果。

本实用新型的工作原理和优点：

本实用新型首先提出了采用旋转驱动模块驱动的搅拌器来替代人工搅拌方式对粉末涂料进行自动搅拌形成熔融体，减少了人工操作时间，同时避免了采用人工搅拌带来的差异性问题；采用升降驱动模块对搅拌器进行间隔升降运动，实现对熔融体的自动间隔拉丝，直至凝胶丝被拉伸断裂，进一步减少了人工操作时间，同时避免了采用人工拉丝带来的差异性问题；同时旋转驱动模块和升降驱动模块通过控制模块控制驱动，通过控制模块自动计算粉末涂料胶化时间，进而避免人工计时带来的差异性问题；本实用新型在粉末涂料胶化时间的测试过程中，实现了自动化的搅拌、间隔拉丝以及计时，减少了人工操作时间，且消除了人工操作存在的差异性问题，因此，通过实施本实用新型，同时有效提高了粉末涂料胶化时间的测试效率和测试精度。

本实用新型还进一步提出通过视觉系统自动观察判断凝胶丝是否断裂，当判断凝胶丝发生断裂时，停止搅拌和拉伸动作，并自动记录拉伸断裂时刻，进一步取代人工肉眼观察判断凝胶丝是否断裂，避免人工拉丝状态判断带来的差异性问题，而且视觉系统以凝胶丝的断点信号作为判定凝胶丝发生断裂的信号，可实现对拉伸断裂时刻的灵敏自动记录，进一步利于本实用新型的测试精度。

本实用新型还进一步提出了一种搅拌器，特别设置了偏心安装套件，电机的输出端通过偏心安装套件与搅拌棒安装连接，使得搅拌棒在电机的旋转驱动下进行偏心圆周运动，仅通过搅拌棒本身实现对物料的较好搅拌效果，且不需设置任何叶轮等附属结构，结构简单、占用体积小；当该搅拌器应用作为进行粉末涂料胶化时间测试时，具有对位于加热孔内粉末涂料的良好搅拌效果。

附图说明

图1是本实用新型实施例1中粉末涂料胶化时间的自动测试装置结构示意图；

图2是图1中A处结构放大图；

图3是本实用新型实施例2中粉末涂料胶化时间的自动测试装置结构示意图；

图4是图3的侧视图；

图5是图4中B处结构放大图；

图6是本实用新型实施例2中断裂监控界面未出现凝胶丝断点的显示屏照片；

图7是本实用新型实施例2中断裂监控界面出现凝胶丝断点的显示屏照片；

图8是本实用新型实施例3中搅拌器的结构示意图；

图9是图8在另一角度的结构示意图；

图10是图8的剖视图；

图11是图8的爆炸结构图。

具体实施方式

本实用新型实施例公开了一种粉末涂料胶化时间的自动测试装置，包括用于对粉末涂料进行加热熔融的加热器，加热器的上方设有用于对粉末涂料进行搅拌的搅拌器，搅拌器通过旋转驱动模块控制进行旋转运动，用于搅拌熔融体，使其均匀受热；旋转驱动模块安装在升降驱动模块上进行间隔升降运动，用于对熔融体进行自动间隔升降拉丝；旋转驱动模块与升降驱动模块分别与控制模块通信连接实现驱动控制。

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型中的技术方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都应当属于本实用新型保护的范围。

实施例1：请参见图1所示的一种粉末涂料胶化时间的自动测试装置1，包括用于对粉末涂料进行加热熔融的加热器10，具体地，在本实施方式中，加热器10上设有加热铜板11，加热铜板11上进一步设有用于放置粉末涂料的加热孔12；进一步参见图2所示，加热铜板11的上方设有用于对位于加热孔12内的粉末涂料进行搅拌的搅拌器20，搅拌器20通过旋转驱动模块30控制进行旋转运动，用于搅拌粉末涂料熔融体，使其均匀受热；旋转驱动模块30安装在升降驱动模块40上进行间隔升降运动，用于对熔融体进行自动间隔升降拉丝；旋转驱动模块30与升降驱动模块40分别与控制模块50通信连接实现驱动控制；优选地，在本实施方式中，控制模块50设有计时器，计时器基于开始时刻和截止时刻用于自动计算粉末涂料的胶化时间，粉末涂料的胶化时间等于截止时刻与开始时刻之间的时间；控制模块50通信连接显示屏60，通过显示屏60显示粉末涂料胶化时间，并可进行自动记录存储；

结合参见图4和图5所示，优选地，在本实施方式中，旋转驱动模块30包括第一电机31(具体可以采用伺服电机)，第一电机31通过传动组件与搅拌器20安装连接，搅拌器20包括搅拌棒21，搅拌棒21与第一电机31偏心安装连接，当第一电机31旋转时，搅拌棒21相对第一电机31做偏心圆周运动，进而实现对粉末涂料的有效搅拌，避免搅拌棒21同心式旋转而导致的搅拌效果不佳问题；其中，传动组件采用传动轴或减速器，优选地，传动组件采用与第一电机31安装连接的齿轮减速器，齿轮减速器的输出端与搅拌棒21固定安装连接，实现对搅拌棒21的旋转驱动，当然地，在其他实施方式中，传动组件也可以采用传动轴，相当于采用直驱方式；

优选地，在本实施方式中，升降驱动模块40包括安装在机架70上的第二电机41(具体可以采用伺服电机)，其中，机架70上设有升降滑轨71，升降滑轨71滑动安装有升降滑块72；第二电机41通过涡轮蜗杆组件42实现对升降滑块72的升降滑动驱动；升降滑块72与旋转驱动模块30固定安装连接；具体优选地，在本实施方式中，将第一电机31安装在驱动安装板73上，驱动安装板73与升降滑块72固定安装连接，当第二电机41驱动升降滑块72在升降滑轨71上滑动时，升降滑块72带动旋转驱动模块30整体进行同步做上下间隔升降滑动。

实施例2：本实施例2的其余技术方案同实施例1，区别在于，请参见图3、图4和图5所示，本实施例2中的自动测试装置1’还包括视觉系统80，通过视觉系统80自动观察判断凝胶丝2是否断裂；具体优选地，视觉系统80采用与控制模块50通信连接的摄像头81(可具体采用工业级相机)，摄像头81设有与凝胶丝2对应的断裂监控界面81a(该界面可采用矩形或正方形或圆形或其他异形性质，断裂监控界面81a可投射在显示屏60上供人员查看)；请分别进一步参见图6和图7所示，当断裂监控界面81a出现凝胶丝断点时，以该断点信号作为判定凝胶丝2发生断裂的信号。

实施例3：本实施例3的其余技术方案同实施例1，区别在于，请参见图8-图11所示，本实施例3提出了一种搅拌器20’，包括与第一电机31’的齿轮减速器安装连接的搅拌棒21’，齿轮减速器的输出端安装有偏心安装套件22，偏心安装套件22可相对旋转地安装有搅拌棒21’，搅拌棒21’相对第一电机31’做偏心圆周运动；优选地，在本实施方式中，搅拌棒21’包括固定安装为一体的搅拌棒体211’和搅拌安装套212’，其中，搅拌安装套212’通过螺钉紧固件213’与搅拌棒体211’锁定为一体；搅拌棒体211’的上端部固定安装在搅拌安装套212’内，搅拌安装套212’与偏心安装套件22可相对旋转地安装连接；其中，搅拌棒体211’采用木质搅拌棒体，在其他实施方式中，也可以采用金属材质搅拌棒体或其他材质搅拌棒体；搅拌棒体211’下端呈锥形型状，与加热孔12形状对应配合，进一步利于对粉末涂料的均匀搅拌效果；

优选地，为了利于偏心安装套件22的安装强度和安装便利性，在本实施方式中，偏心安装套件22包括与齿轮减速器的输出端固定套装的安装块221，安装块221固定安装连接偏心安装套222，偏心安装套222内固定插装有偏心安装轴223，偏心安装轴223可相对旋转地安装有搅拌棒体211’和搅拌安装套212’；进一步具体优选地，为了利于搅拌安装套212’的快速拆装，在本实施方式中，搅拌安装套212’与偏心安装轴223之间设有轴承224；搅拌安装套212’包括具有安装内腔212’a的搅拌安装套体212’b，偏心安装轴223的下端部可相对旋转地安装在安装内腔212’a内，同时搅拌安装套体212’b固定安装有搅拌安装套盖板214’，具体地，在本实施方式中，搅拌安装套盖板214’通过若干可拆装的螺钉紧固件215’与搅拌安装套体212’b固定安装为一体。

实施例4：本实施例4在采用实施例2中的自动测试装置1’，其中，自动测试装置的搅拌器采用实施例3中的搅拌器20’的基础上，提出了一种粉末涂料胶化时间的自动测试方法，自动测试方法包括如下操作步骤：

S10)、确保加热铜板11到达目标加热温度后，再向加热铜板11的加热孔12内添加粉末涂料，具体地，可以通过温控模块13来实现对加热铜板11的自由加热温度调节，在实际工作应用中，目标加热温度的设定根据粉末涂料自身的固化温度来进行(粉末涂料的固化温度范围通常在120-240℃，当然也可以更高或更低，本实施例对此没有特别限定之处)；

S20)、启动第一电机，驱动搅拌棒21’对位于加热孔12内的粉末涂料进行自动搅拌形成熔融体，控制模块50的计时器将向加热孔12内添加粉末涂料后，将开始自动搅拌的时刻作为粉末涂料胶化的开始时刻，其中，在具体实施时，将搅拌棒21’的自动搅拌速度范围设定为2-10转/秒；

S30)、启动第二电机41，驱动搅拌棒21’进行间隔升降运动，对熔融体进行自动间隔拉丝，具体优选地，搅拌棒21’的拉伸距离(即为升降距离)范围设定为2-5cm；拉伸间隔时间(即为升降间隔时间)范围设定为2-4秒；

S40)、参见图6所示，在断裂监控界面81a未出现凝胶丝断点期间持续执行间隔拉丝动作，直至视觉系统80的断裂监控界面81a出现凝胶丝断点(参见图7所示)，视觉系统80将该断点信号发送给控制模块50，控制模块50的计时器将该拉伸断裂时刻作为粉末涂料胶化的截止时刻；

S50)、控制模块50的计时器基于开始时刻和截止时刻用于自动计算粉末涂料的胶化时间，粉末涂料的胶化时间等于截止时刻与开始时刻之间的时间，通过显示屏60显示粉末涂料的胶化时间，并进行自动记录存储。

通过执行以上操作步骤，完成了对粉末涂料胶化时间的自动测试。

需要说明的是，本申请在实际实施时，搅拌棒21’的搅拌速度、升降间隔距离、升降间隔时间均根据所执行的粉末涂料胶化时间测试标准(如ASTMD4217-2013或I SO8130.6：2010或其他测试标准)的要求进行具体设定，具体在实施时可以通过与控制模块50通信连接的参数界面3(可参见图6和图7所示)进行灵活输入，并进行记录保存，利于后续追溯；这些都是本领域技术人员的常规技术选择，因此，本申请实施例对此不做具体展开说明。

为了说明本申请实施后能够产生的积极技术效果：本申请人从SAP系统中调取了部分产品在2018年的生产检验数据，其中，粉末涂料胶化时间测试的消耗时长如下表1：

表1：部分汽车产品的累计胶化时间

以上仅为公司的9个类型的汽车产品在胶化时间测试上的工作量，合计约29个工作日，测试过程需测试人员全程参与搅拌、间隔拉丝以及记录，试，这项工作上耗费的时间非常多；而通过实施本实用新型技术方案，实现了自动化的搅拌、间隔拉丝以及计时和记录，显著地节约了人工操作时间，且消除了人工操作存在的差异性问题，因此，通过实施本实用新型，同时有效提高了粉末涂料胶化时间的测试效率和测试精度。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (10)

1.一种粉末涂料胶化时间的自动测试装置，包括用于对粉末涂料进行加热熔融的加热器，其特征在于，所述加热器的上方设有用于对粉末涂料进行搅拌的搅拌器，所述搅拌器通过旋转驱动模块控制进行旋转运动，用于搅拌熔融体，使其均匀受热；所述旋转驱动模块安装在升降驱动模块上进行间隔升降运动，用于对所述熔融体进行自动间隔升降拉丝；所述旋转驱动模块与升降驱动模块分别与控制模块通信连接实现驱动控制。

2.根据权利要求1所述的自动测试装置，其特征在于，所述旋转驱动模块包括第一电机，所述第一电机通过传动组件与所述搅拌器安装连接。

3.根据权利要求2所述的自动测试装置，其特征在于，所述传动组件采用传动轴或减速器。

4.根据权利要求2所述的自动测试装置，其特征在于，所述搅拌器包括搅拌棒，所述搅拌棒与所述第一电机偏心安装连接，当所述第一电机旋转时，所述搅拌棒相对所述第一电机做偏心圆周运动，实现对粉末涂料的搅拌。

5.根据权利要求1所述的自动测试装置，其特征在于，所述升降驱动模块包括安装在机架上的第二电机，其中，

所述机架上设有升降滑轨，所述升降滑轨滑动安装有升降滑块；

所述第二电机通过涡轮蜗杆组件实现对升降滑块的升降滑动驱动；

所述升降滑块与所述旋转驱动模块固定安装连接。

6.根据权利要求5所述的自动测试装置，其特征在于，所述升降滑块通过驱动安装板与所述旋转驱动模块实现固定安装连接。

7.根据权利要求1所述的自动测试装置，其特征在于，所述自动测试装置还包括视觉系统，通过视觉系统自动观察判断凝胶丝是否断裂。

8.根据权利要求7所述的自动测试装置，其特征在于，所述视觉系统采用与所述控制模块通信连接的摄像头，所述摄像头设有与凝胶丝对应的断裂监控界面，当所述断裂监控界面出现凝胶丝断点时，以该断点信号作为判定所述凝胶丝发生断裂的信号。

9.根据权利要求1所述的自动测试装置，其特征在于，所述控制模块通信连接显示屏，通过显示屏显示所述粉末涂料胶化时间，并可进行自动记录存储。

10.根据权利要求1所述的自动测试装置，其特征在于，所述搅拌器包括搅拌棒，所述加热器上设有用于放置粉末涂料的加热板；其中，所述搅拌棒下端呈锥形型状，用于提高对所述粉末涂料的搅拌效果。

Images