自动刮漆剥离装置及应用该装置的自动式刮漆剥离方法

摘要

本发明属于绕组线质量检测技术领域，具体涉及一种自动刮漆剥离装置及应用该装置的自动式刮漆剥离方法。本发明所述的装置包括底座以及固定于底座上的定位模组、工作模组和中控模组；该装置具备操作可靠便捷且测试系统结果重复性好的优点，能在提升剥离试验操作的效率性和安全性的同时，还能量化刮刀的刮漆程度，也即能始终确保所刮去的漆膜厚度的一致性。本发明的另一个目的在于提供一种基于上述装置的自动式刮漆剥离方法，以确保满足IEC标准中“压力一定、均匀剥离、清洁光滑”的指标需求。

说明书

技术领域

本发明属于绕组线质量检测技术领域，具体涉及一种自动刮漆剥离装置及应用该装置的自动式刮漆剥离方法。

背景技术

随着工业智能化的发展，绕组线的应用更为广阔；对于各类能源转化过程中起到核心“楞次定律”作用的绕组线的性能保证也越来越规范。如何从传统的模拟试验升级到定量分析是所有检验试验项目的发展目标，这也就迫使我们对检验设备自动化、智能化和样品的准确度要求在不断提升。绕组线的附着性之剥离试验一直是重要的检测项目之一，GB/T4074.3-IEC 60851.3机械性能部分之剥离试验中，特别规定试验用刮漆试样的要求，也即将绕组线两端通过夹头固定后，通过人工操作剥离刮刀去除漆膜的方式来获得试样。目前国内外的检验室基本都采用这类简易的剥离刮刀进行剥离试验样品制作，存在以下问题：1、不能规范刮漆的一致性；人工操作必然伴随较大的误差率，导致如此制作的试样进行剥离试验时一致性与重复性较差，试验有效性不高；2、刮漆制样过程中完全依靠检验人员手感和经验，无法统一刮漆效果和去除漆膜的具体数值；3、制作的试样仅凭目视进行检查，当样品附着性剥离参数处于临界数值时极易出现误判现象；4、实习员工操作此类刮刀制样时容易破坏试样或刮破手皮，造成试验失败、样品浪费和安全隐患。这样的试样结果虽然可以大致显示绕组线的附着性之剥离试验，但同样试样不同时间或不同操作人员做出的结果差异性明显，尤其是处于临界值时极易出现误判现象；因为个人手法和经验的不同，有时重复试验造成浪费，简易的刮刀操作也存在安全隐患。显然，上述刮刀及剥离试验仪的构造和使用方式，已经影响当前高速发展的工业技术对绕组线高质量、高精度的检测要求，无法满足IEC标准中“压力一定、均匀剥离、清洁光滑”的指标需求，亟待解决。

发明内容

本发明的其中一个目的是克服上述现有技术的不足，提供一种自动刮漆剥离装置，其具备操作可靠便捷且测试系统结果重复性好的优点，能在提升剥离试验操作的效率性和安全性的同时，还能量化刮刀的刮漆程度，也即能始终确保所刮去的漆膜厚度的一致性；本发明的另一个目的在于提供一种基于上述装置的自动式刮漆剥离方法，以确保满足IEC标准中“压力一定、均匀剥离、清洁光滑”的指标需求。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种自动刮漆剥离装置，其特征在于：该装置包括底座以及固定于底座上的定位模组、工作模组和中控模组，其中：

定位模组：用于将绕组线绷直拉紧，并维持绕组线的当前绷直状态；

工作模组：包括两组彼此刃口相对的刮刀，两组刮刀相对绷直的绕组线的轴线轴对称的布置在该绕组线的两侧；两组刮刀可产生彼此相向及相离动作，从而可在切入绕组线漆膜的工作状态和远离绕组线的初始状态中来回切换；两组刮刀安装在定速横移组件上，且刮刀刃口所在直线相交于定速横移组件的动作方向，从而可在定速横移组件的动作下驱动两组刮刀沿绕组线轴向产生往复直线行进动作；

中控模组：用于控制工作模组产生指定动作，所述中控模组与工作模组的各动作端和信息收集端间电连接。

优选的，所述定速横移组件包括布置在底座上且沿绕组线轴向延伸的导轨，导轨上安装定速横移台，以使得定速横移台可在动力源驱动下沿导轨产生定速移动；该装置还包括安装在定速横移台上的与定速横移台间形成滑轨导向配合的伸缩架，所述伸缩架的伸缩动作方向水平布置且垂直绕组线轴线；两组刮刀均悬臂式的安装在伸缩架的端部处，此时，定速横移组件与伸缩架共同形成用于使两组刮刀在水平面上的X轴和Y轴上同步可调的双向调节体系。

优选的，刮刀外形呈片板状，刮刀安装于悬臂板的首端；悬臂板的尾端通过铅垂滑轨导向配合于伸缩架的首端面处；两组悬臂板彼此可在铅垂滑轨上产生相向及相离动作，从而控制两组刮刀实现所述工作状态和初始状态。

优选的，两组刮刀的刀身均铅垂布置，且绕组线的轴向垂直刮刀刀身；刮刀刀身处布置孔型长度方向为铅垂方向的腰形调节孔，调节螺钉通过腰形调节孔后螺纹配合在悬臂板上，从而固定刮刀。

优选的，两组悬臂板上铅垂向的同轴贯穿设置导向孔，导向柱穿入导向孔内从而用于导向两组悬臂板产生既定动作；位于两组悬臂板之间的一段导向柱上同轴套设有压簧，压簧的两端分别抵紧两组悬臂板。

优选的，所述定位模组包括位于底座首端处的首端固定钩，底座尾端设置轴线水平的定向槽轮，绕组线的固定端固定在该首端固定钩上，绕组线的自由端沿底座长度方向水平延伸并经由定向槽轮转向后铅垂向下，在绕组线的自由端处加挂砝码，从而保证绕组线的绷直状态。

优选的，该装置还包括通电指示模组，通电指示模组的电路两端分别连接两组刮刀，从而在两组刮刀切入深度均达到线芯时，电路导通并触发通电指示。

优选的，该装置还包括用于监控两组刮刀相对漆膜的切入深度的位移传感器，位移传感器安装在工作模组上，且位移传感器的信号输出端电连接所述中控模组。

优选的，一种应用所述自动刮漆剥离装置的自动式刮漆剥离方法，其特征在于包括以下步骤：

1)、将绕组线的固定端安装在首端固定钩上，绕组线的另一端固接砝码后，将绕组线的线身搭在定向槽轮处，此时绕组线在砝码的重力牵拉下处于水平绷直状态；

2)、以定速横移台的调节动作来调节刮刀的X轴动作，以伸缩架的调节动作来调节刮刀的Y轴动作，来确保刮刀自动的位移至绕组线处时，刮刀相对绕组线的轴线呈轴对称布局，之后定速横移台和伸缩架自动锁死；

3)、以悬臂板的动作来进行刮刀的Z轴调节，使得两组刮刀开始产生彼此相向咬合动作，直至刮刀的刃口刺破绕组线的表面漆膜，悬臂板相对铅垂滑轨的动作停止，悬臂板在中空模组的控制下锁死当前位置；

4)、定速横移台解锁，开始沿导轨动作既定行程；由于刮刀已经刺入绕组线的漆膜内，因此刮刀产生随动动作时即可刮去绕组线表面的漆膜，进而获得所需的已刮漆剥离后的试样。

优选的，在步骤3)中，当刮刀切入漆膜至接触线芯时，通电指示模组处电路经上方处刮刀、线芯和下方处刮刀形成电流通路，中控模组控制刮刀停止动作，并锁死当前位置。

本发明的有益效果在于：

1)、抛弃了传统的误差率高的人工刮漆方式，转而提供了一种自动化程度高甚至可以全自动化工作的刮漆剥离装置。实际操作时，该装置通过定位模组来绷紧绕组线，并依靠工作模组处的刮刀来起到刺破漆膜和深入至指定深度的目的，一旦刮刀到达指定深度即保持锁死状态；再后，定速横移组件即可带动刮刀产生定速行进动作，直至刮刀依靠自身的相交状态甚至是垂直状态来刮除绕组线的漆膜。

综上，本发明具备操作可靠便捷且测试系统结果重复性好的优点；由于采用了机械化和自动化的驱动方式，从而能在提升剥离试验操作的效率性和安全性的同时，还能量化刮刀的刮漆程度，也即能始终确保所刮去的漆膜厚度的一致性，最终满足IEC标准中“压力一定、均匀剥离、清洁光滑”的指标需求。

附图说明

图1为本发明的结构示意简图；

图2为绕组线的安装状态图；

图3为定位模组的正视图。

本发明各标号与部件名称的实际对应关系如下：

a-绕组线

10-底座

20-定位模组 21-首端固定钩 22-定向槽轮 23-砝码

30-工作模组 31-刮刀

32-定速横移组件 32a-定速横移台 32b-导轨

33-伸缩架 34a-悬臂板 34b-铅垂滑轨 35-调节螺钉

36-导向柱 37-压簧 40-中控模组

50-位移传感器

具体实施方式

为便于理解，此处结合图1-3，对本发明的具体结构及工作方式作以下进一步描述：

本发明的具体结构如图1-3所示，其主要结构包括底座10以及安装在底座10上的定位模组20、工作模组30以及起到联合控制功能的中控模组40。实际工作时，本发明通过由物理部件和线路构造连接形成硬件平台，从而可在现有软件配合的共同作用下，实现对绕组线a的刮漆剥离功能；值得注意的是，本发明的保护仅延及到由物理部件和导线而构成的硬件网络，而不涉及到对软件的改进和保护。

作为上述方案的进一步优选方案，对于定位模组20而言，其包括位于底座10一端的首端固定钩21以及位于底座10另一端处的定向槽轮22。实际安装时，可将绕组线a的一端钩挂在首端固定钩21处，另一端沿底座10长度方向延伸并搁置在定向槽轮22处，再依靠砝码23来配重，最终实现如图2所示的绕组线a的水平绷直状安装状态。

工作模组30为本发明的核心部分。工作模组30的存在，避免了传统的纯手工操作，也更为符合GB/T4074.3-IEC 60851.3机械性能部分附着性之剥离试验中明确要求，也即“刮刀31的压力应足以刮去漆膜并在漆膜和导体界面留下清洁光滑的表面，但不可刮去太多的导体材料”。工作模组30包括构成XY轴平面联动系统的定速横移组件40和伸缩架33，刮刀31通过悬臂板34a安装在伸缩架33上。实际工作时，依靠定速横移台32a相对底座10上的导轨32b的往复运动，来实现刮刀31的X向动作；再通过伸缩架33相对定速横移台32a的直线运动来实现刮刀31的Y向动作。此外，悬臂板34a本身通过铅垂滑轨34b导向配合在伸缩架33上，可实现刮刀31的Z向动作。同时，刮刀31本身通过调节螺钉35安装在悬臂板34a上，也即刮刀31的安装位置也是可调的；这使得刮刀31损伤后可以取下维护或更换；刮刀31的垂直安装方式，也便于刮刀31按GB/T4074.3-IEC 60851.3试验要求进行刮漆，以此保证刮漆过程中不伤及导体，保持其表面的光滑平整。

当试样安装完毕后，控制上述XY轴平面联动系统，调整试样也即绕组线a处于刮刀31中间位置。操作过程中，将定速横移组件40处导轨32b的行程设定成标准要求长度，如500mm，运行速度设定为匀速数值，反映在刮刀31上的压力也将均匀一致。当定速横移组件40到达行程终止位置后自动操作停止，此时可根据需要自动打开刮刀31或转动取下刮刀31，以便进行对应流程。随后，控制悬臂板34a相对铅垂滑轨34b动作，从而按设定导体的数值夹紧刮刀31，让刮刀31均匀的切入绝缘漆膜，以便能按标准刮除漆膜；通过上述调节动作，使得刮刀31在工作时可做到刮力均匀、导体表面清洁光滑，同时也能避免手动操作被刮刀31刮破手皮的安全隐患。

在两组刮刀31产生彼此相向动作时，可借助位移传感器50显示的数值进行监控，以便控制刮刀31相对漆膜的切入深度，也即刚刚刺穿漆膜即可，这样就可以做到试样制作的一致性和稳定性。同时，上述整个制作试样过程中除了进行自动锁紧、数值设定和按钮操作等辅助工作，没有人为的直接接触刮刀31和试样的过程，完全确保了试验的独立性、准确性、一致性和有效性。

为进一步的保证设备动作的可靠性，在图3所示结构中，本发明还设计了带有压簧37的导向柱36，从而起到对两组悬臂板34a的导向控制和张紧控制的功能。此外的，本发明还包括通电指示模组，以便在刮刀31刺穿漆膜时，能适时的起到声光报警或相应的通电指示功能，以提升本发明的实用性。

综合上述，本发明的实际操作流程包括以下步骤：

1)、先将绕组线a的一端与首端固定钩21间固接。之后，将绕组线a的另一端安装砝码23，再将绕组线a的线身搭在定向槽轮22处，此时绕组线a在砝码23的重力牵拉下处于水平绷直状态。

2)、以定速横移台32a的调节动作来调节刮刀31的X轴动作，以伸缩架33的调节动作来调节刮刀31的Y轴动作，来确保刮刀31自动的位移至绕组线a处时，刮刀31相对绕组线a的轴线呈轴对称布局。之后，定速横移台32a和伸缩架33自动锁死。

3)、以悬臂板34a的动作来进行刮刀31的Z轴调节，使得两组刮刀31开始产生彼此相向咬合动作，直至刮刀31的刃口刺破绕组线a的表面漆膜。此时，通电指示模组处电路经由首端固定钩21、线芯和刮刀31形成电流通路，中控模组40控制刮刀31停止动作。悬臂板34a相对铅垂滑轨34b的动作停止，悬臂板34a在中空模组的控制下锁死当前位置。

4)、定速横移台32a解锁，开始沿导轨32b动作既定行程。由于刮刀31已经刺入绕组线a的漆膜内，因此刮刀31产生随动动作时即可刮去绕组线a表面的漆膜，进而获得所需的已刮漆剥离后的试样。

综上所述，可知本发明具备的优势如下：

1、刮刀31采用通电指示，同等压力下不能完全压破漆膜，设备将不能启动。

2、磨损的刮刀31可以进行跟换，保证剥离刮除的一致性；磨损的刮刀31也可以进行修复后重新安装，因为悬臂板34a可以伸缩自动找准中心位置。

3、本发明利用悬臂板34a与铅垂滑轨34b的配合，实现了自动锁紧和自定心设计，确保了刮漆的均匀性和一致性；同时，当刮刀31伸缩到试样位置后也可以自动找准中心。

4、本发明采用定速横移组件40搭配伸缩架33，形成自动轨道架结构，保证刮漆部位与试样位置的垂直性、一致性。

5、本发明利用上述自动轨道架结构，搭配悬臂板34a与铅垂滑轨34b所形成的Z向调节结构，使得刮刀31同步具备了中心和水平位置的双向找准功能，一旦找准，则刮刀31自动锁死，并显示导体尺寸，再通过导通信号进行运动剥离。同时，设备总的动件匀速运动，不受人员、试样的影响。这使得本发明真实实现了IEC标准中关于“压力一定、均匀剥离、清洁光滑”的要求。

6、试样的导体尺寸和漆膜都有标准参考值，在合格范围内，设备将自动默认并做好试样启动准备。不同人员、不同试样的条件再现性和重复性较高，完全可以满足MSA分析系统要求。此外，整个试样剥离长度均由电脑屏幕设置，起始与停止以及长度稳定准确；设备完好情况下，没有二次试验或补刮等影响试验结果现象存在，工作可靠而稳定。

当然，对于本领域技术人员而言，本发明不限于上述示范性实施例的细节，而还包括在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现的相同或类似结构。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，本发明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发明内。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。

本发明未详细描述的技术、形状、构造部分均为公知技术。