一种曲面涂层划格仪

本发明涉及涂层结合力测试设备，尤其涉及一种曲面涂层划格仪。

背景技术：

1、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。

技术实现思路

1、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。

2、为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

3、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。

4、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。

5、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。

6、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。

7、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。

8、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。

9、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)。

10、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。

11、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。

12、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。

13、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。

14、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。

技术特征：

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。

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。

技术总结
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。

技术研发人员：刘思思,赵鼎元,廖君慧,陈平轲,何俊
受保护的技术使用者：湘潭大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15