专利名称：检测材料打磨性能的装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及检测材料打磨性能的装置和方法，尤其涉及检测建筑腻子以及打磨材料打磨性能的装置和方法。
背景技术：
在建筑室内外装饰装修过程中，墙体的平整度差异较大，需要采用腻子对墙面 进行批嵌找平处理，并打磨平滑。所以打磨效率和打磨效果，在整个涂料施工中非常重要，并与批嵌类材料以及打磨类材料这两种材料的质量息息相关,而本行业内一直都没有ー个有效的方法和手段来评判检測。以往批嵌类材料施工打磨性的优劣，都是通过测试人员经验来判別。而打磨材料的打磨性则通过打磨测试设备在单位时间内磨料的掉砂量多少，以及被打磨试件的磨损量(损失的质量)或也使用打磨后粉料的质量大小来判断。因此，这些方法都存在不少弊端。首先，通过测试人员经验来判别，腻子(被打磨材料)的打磨性优劣，会由于不同测试人员的经验以及对评判标准的差异，使得判断结果存在过多主观人为因素，测试结果无法量化(定量)。经常存在，不同的测试人员得出相反的测试結果，因此，当两种腻子的打磨性非常接近，或者测试人员的经验值(主观感觉评判标准)存在差异时，定性也非常困难。其次，通过在单位时间内磨料的掉砂量，及被打磨材料的磨损量(损失的质量)或打磨后粉料的质量大小来作为判断依据。从表面上好像能够做出定量的判断，但实际上，打磨材料和被打磨材料，在打磨的过程中存在各自的损耗，质量都有损失，因此，无法区分打磨后的粉料的质量中哪些是磨料的掉砂，哪些被打磨材料的磨损量，这样就造成了测试结果的不确定性。再次，用被打磨材料打磨前和打磨后的质量差计算打磨性，同样存在不少问题第一，测试方式过于简单化，如图I、图2所示，目前的测试设备主要的打磨方式有往复式和旋转式两种，打磨材料在被打磨材料上重复循环着相同的打磨轨迹,打磨材料的宽度W2或直径D1，等于打磨轨迹的宽度Wl或W3，打磨轨迹的长度LI是打磨材料长度L2或直径Dl直线移动距离，这种打磨方式过于简单化，与实际的打磨方式存(如图3、图4所示)不同；实际的打磨方式的打磨宽度W4、W5是被打磨材料的宽度，而非打磨材料的宽度或直径；第二，测试数据的不够准确，如图5、图6所示，由于这种磨削方式，随着打磨深度H不断加深，由于打磨材料的宽度W和被打磨宽度相同二者的侧面也同时接触，而使磨削力产生变化和不稳定，这样势必对测试结果造成干扰和影响；第三，测试结果的评判不够客观。用被打磨材料打磨前和打磨后的质量差，测得的数据只是磨削力指标，而非打磨性能的指标
实用新型内容
[0010]本实用新型的目的在于提供一种检测材料打磨性能的装置和方法，以使材料打磨性能的检测结果客观、合理。一种检测材料打磨性能的装置，其特点是，包括XYZ三维调节装置、测位仪、磨削カ感应测试装置、打磨材料固定装置、被打磨材料固定装置、数据采集系统、数据处理系统以及数据控制系统，打磨材料固定装置和被打磨材料固定装置分别安装在XYZ三维调节装置上以使打磨材料固定装置和被打磨材料固定装置可在X轴向、Y轴向以及Z轴向相对移动，X轴向、Y轴向以及Z轴向彼此垂直，磨削カ感应测试装置包括X轴、Y轴和Z轴三个方向的磨削カ感应装置，各磨削カ感应装置分别设置在X轴、Y轴和Z轴方向磨削力的传递路径上；测位仪安装在XYZ三维调节装置上以检测打磨材料固定装置的Z轴位移量；数据采集系统和各磨削カ感应装置耦接，并和测位仪耦接，数据采集系统采集各磨削カ感应装置检测的磨削力信号以及测位仪检测的位移信号，并将磨削力信号、位移信号传递到数据处理系统，数据处理系统还和数据控制系统耦接，数据控制系统还和XYZ三维调节装置的驱
动模块耦接以使驱动模块受控于数据控制系统，数据控制系统接受用户的输入设置信号并传递到该驱动模块。所述的检测材料打磨性能的装置，其进ー步的特点是，XYZ三维调节装置包括X轴移动轨道、Y轴移动轨道以及Z轴位移调节装置，X轴移动轨道、Y轴移动轨道分别安装在机架上，打磨材料固定装置安装在X轴移动轨道上且可在X轴移动轨道上沿X轴移动，被打磨材料固定装置安装在Y轴移动轨道上且可在Y轴移动轨道上沿Y轴移动，Z轴位移调节装置安装在X轴移动轨道上且耦接打磨材料固定装置以使打磨材料固定装置在Z轴上的位置可移动，打磨材料固定装置、被打磨材料固定装置、Z轴位移调节装置分别和X轴驱动模块、Y轴驱动模块以及Z轴驱动模块耦接。所述的检测材料打磨性能的装置，其进ー步的特点是，打磨材料固定装置还耦接转动电机以构成旋转式磨削装置。所述的检测材料打磨性能的装置，其进ー步的特点是，所述测位仪为红外测位仪。所述的检测材料打磨性能的装置，其进ー步的特点是，X轴移动轨道横跨在Y轴移动轨道的中间上方。一种检测材料打磨性能的方法,其特点是,利用打磨材料对被打磨材料进行打磨，被打磨材料的打磨范围由直角坐标系限定，该直角坐标系含彼此垂直X、Y、Z轴向，打磨范围是(XI，Yl)至(X2，Y1)再至(Χ2，Υ2)再至(Χ1，Υ2)再至(XI，Yl)限定的区域，打磨起始点是(XI，Yl)，包括步骤a，朝X轴方向进行打磨，打磨轨迹是从位置Xl至位置X2的直线轨迹，进入步骤b ;步骤b，判断在Y轴方向是否已达到位置Y2，若否则朝Y轴方向继续进行打磨，移动ー个単位，再朝X轴方向继续进行打磨，打磨轨迹是从位置X2至位置Xl的直线轨迹，进入步骤c ;若已达到位置Y2，则进入步骤d ；步骤C，判断在Y轴方向是否已达到位置Y2，若否则朝Y轴方向继续进行打磨，移动ー个単位，进入步骤a ;若已达到位置Y2，则进入步骤d ；步骤d，判断打磨效果是否已达到设定要求，若是，利用Z轴向的磨削位移总量来判断打磨材料的打磨性能，Z轴向的磨削位移总量越大表明打磨材料的磨削能力越强，或被打磨材料的打磨性越好；若否，调整磨削位移量，回复至打磨起点，进入步骤a或者结束该打磨材料或该被打磨材料的打磨性能检测。所述的检测材料打磨性能的方法，其进一步的特点是，进入步骤d—次则完成一次循环，在各循环的磨削过程中，检测X轴向、Y轴向以及Z轴向的磨削力，N= {(Nxl+Nyl+Nzl) + (Nx2+Ny2+Nz2) +…+ (Nxn+Nxn+Nxn)}/n,Nxi——X轴方向在第i次循环中，X轴向测得力的平均值，Nyi——Y轴方向在第i次循环中，Y轴向测得力的平均值，Nzi——Z轴方向在第i次循环中，Z轴向测得力的平均值，i为自然数，1，2，…，η ； η——循环次数，N——平均磨削力，N平均磨削力值小表明打磨材料的磨削能力越强，或被打磨材料的打磨性越好。所述的检测材料打磨性能的方法，其进一步的特点是，在步骤d中，还检测打磨效率E，E = W/T，其中E——打磨效率W——打磨做功T—全部循环所用总时间其中，W = N*ZN——平均磨削力Z——Z轴向的磨削位移总量，T = t氺ηt——一次循环时间η——循环次数，打磨效率E越高，表明打磨材料的磨削能力越强，或被打磨材料的打磨性越好。一种检测材料打磨性能的装置，其特点是，按照任一所述的方法运行。其实，打磨效率和效果才是评判打磨性的重要指标。打磨效率是在单位时间、单位面积，达到打磨效果所需要的时间，而打磨后的效果关键看平整度和细腻度两项指标。按现有的测试方式在单一的打磨轨迹上循环打磨，从结果上已排出了考虑打磨效果的可能性， 也正是这种方法，决定了其结果的不客观性和不合理性。因此，本实用新型将磨削力作为可测指标(Ζ轴向的磨削位移总量)进行量化分析，而非按人为经验判断；将单向打磨运动轨迹测试方式，改为多向运动轨迹测试方式，使之更加合理与实际相符合；改变现有评判方式，将打磨效率与打磨效果综合评估依据，使得以使材料打磨性能的检测结果客观、合理。
图I是已有的往复式直线打磨式的检测方法的打磨轨迹的示意图。图2是已有的旋转式直线打磨式的检测方法的打磨轨迹的示意图。图3是往复式直线打磨施工的实际打磨轨迹的示意图。图4是旋转式直线打磨施工的实际打磨轨迹的示意图。[0048]图5是已有的检测方法的打磨深度的示意图。图6是图5所示的打磨状态的俯视图。图7是本实用新型的一实施例中检测材料打磨性能的装置的俯视图。图8是图7所示的检测材料打磨性能的装置的主视图。图9是图7所示的装置的初始状态的俯视图。图10是图7所示的装置的初始状态的主视图。图11是图7所示的装置的过程状态的俯视图。图12是图7所示的装置的过程状态的主视图。·图13是图7所示的装置的完成状态的俯视图。图14是图7所示的装置的完成状态的主视图。图15是检测材料打磨性能的装置的控制系统的方框图。
具体实施方式
在后述实施例中，X轴和Y轴是位于同一平面内的相互垂直的方向，而Z轴是垂直于该平面的方向，通常指垂直于被打磨材料表面的方向。如图7和图8所示，本实用新型的一实施例中，检测材料打磨性能的装置包括XYZ 三维调节装置(由X轴移动轨道I、Y轴移动轨道2、Z轴位移调节装置5构成)、测位仪8、 磨削力感应测试装置61、62、63、打磨材料固定装置4、被打磨材料固定装置3、数据采集系统93、数据处理系统92、数据控制系统91 (如图15所示)。在本实用新型的其他实施例中，XYZ三维调节装置不限于图7、8所示的实施例，只要是其他可以使得打磨材料和被打磨材料能够在X、Y、Z三个方向相对移动的装置就可以。X轴、Y轴移动轨道1、2分别由机架10承载，X轴移动轨道I是跨越在Y轴移动轨道2的中间，Y轴移动轨道2由两根导轨构成，被打磨材料固定装置3可移动地安装在Y轴移动轨道2上，相应地，打磨材料固定装置4可移动地安装在X轴移动轨道I上。打磨材料固定装置4上还配置该Z轴位移调节装置5。X轴移动轨道I在整个测试过程中，承担打磨材料固定装置4从位置Xl至位置X2 往复直线的移动，从位置Xl至位置X2往复的速度S可根据测试条件事先在数据控制系统 91中设定，整个测试过程中保持恒定，并存在如下关系S = X/HS——Xl至X2的移动速度(m/s)X-Xl至X2的移动距离(m)H——Xl至X2的移动时间(S)。打磨材料固定装置4在X轴移动轨道I上的移动由X轴驱动模块81来完成，X轴驱动模块81在本实用新型的一实施例中可以但不限于由伺服电机来驱动，伺服电机驱动丝杆螺母机构，而打磨材料固定装置4安装在螺母上，伺服电机驱动丝杆，丝杆转动，从而带动螺母连同打磨材料固定装置4移动。伺服电机的控制指令来自数据控制系统91，数据控制系统91根据用户的设定来控制伺服电机的转动，从而控制打磨材料固定装置4的移动。对于不同的打磨材料或被打磨材料，由于打磨性能的不同，速度S可能不同。Y轴移动轨道2，其上承载着被打磨材料固定装置3，因此其承担被打磨材料固定装置3从位置Yl至位置Y2的单向直线移动。打磨材料固定装置4从位置Xl移动至位置 X2，Y轴移动轨道2上的被打磨材料固定装置3再移动一个单位，打磨材料从位置X2回复至位置XI，Y轴移动轨道2上的被打磨材料固定装置3也同样移动一个单位，直至到达终点位置Y2 —次打磨完成,也就是从位置Yl至位置Y2为一次打磨循环,为每次循环完成后自动复位至位置Y1，Y轴移动轨道2上的被打磨材料固定装置3的移动速度可根据测试条件事先设定在数据控制系统中，因此，每次循环的时间T相同，并存在如下关系(每次位移量设定为打磨材料宽度(或直径)的50% );Y移=S1/(S2*50% )Y移——Y轴方向位移次数SI——被打磨材料试板31的宽度S2——打磨材料41的宽度同样的，被打磨材料固定装置3在Y轴移动轨道2上的移动由Y轴驱动模块82来完成，该驱动模块82在本实用新型的一实施例中可以但不限于由伺服电机来驱动，伺服电机驱动丝杆螺母机构，而被打磨材料固定装置3安装在螺母上，伺服电机驱动丝杆，丝杆转动，从而带动螺 母连同被打磨材料固定装置3移动。伺服电机的控制指令来自数据控制系统，数据控制系统根据用户的设定来控制伺服电机的转动，从而控制被打磨材料固定装置3 的移动。对于不同的打磨材料或被打磨材料，由于打磨性能的不同，速度可能不同。Z轴位移调节装置5为在Z轴方向即为垂直于水平面方向的位移调整装置，其存在多种实施方式，例如为螺纹式位移调节装置，Z轴位移调节装置5由Z轴驱动模块83来驱动，该驱动模块83与前述驱动模块81、82 —样可以由数据控制系统来控制。图8中，位置ZO为打磨材料与被打磨材料接触位置,也是打磨初始时位置,Zl为第2次打磨循环的初始位置，每个循环结束后需要，观察打磨效果，如果已达到光滑平整，测试结束，计算位移Z 值。如果未达到光滑平整，则通过Z轴位移调节装置5调整打磨材料固定装置4的Z值(即 Z轴向的移动量)后进行下一次循环，或更换不同型号的打磨材料后重新开始测试，Z值的计算Z0+Z1+Z2+......+Zn = Z 或 Z0*n = Z,η—位移调整次数，Z-磨削位移总量，Z是评判磨削力的重要指标，Z值越大表明打磨材料的磨削能力越强，或被打磨材料的打磨性越好。测位仪8安装于Z轴移调节装置5上，用于记录测量和显示从初始位置ZO至测试完成，磨削位移总量Ζ，测位仪8和数据采集系统93耦接，数据采集系统93从测位仪8中读取测位仪8测量的位移信号，并将位移信号传递到数据处理系统92，测位仪8为但不限于红外测位仪。磨削力感应测试装置包括在X、Y、Z轴方向分别安装了 3个磨削力感应测试装置， 记录并显示来自各个方向的磨削力，磨削力的计算方法N= {(Nxl+Nyl+Nzl) + (Nx2+Ny2+Nz2) +…+ (Nxn+Nxn+Nxn)}/n,Nxi——X轴方向在第i次循环中，磨削力感应测试装置61测得力的平均值，Nyi——Y轴方向在第i次循环中，磨削力感应测试装置62测得力的平均值，[0085]Nzi——Z轴方向在第i次循环中，磨削力感应测试装置63测得力的平均值，i为自然数，1，2，…，η;η——循环次数，N——平均磨削力，N平均磨削力值小表明打磨材料的磨削能力越强，或被打磨材料的打磨性越好。磨削力感应测试装置61、62、63分别但不限于安装在打磨材料固定装置4、被打磨材料固定装置3、Z轴位移调节装置5上。磨削力感应测试装置61、62、63例如为应变传感器。被打磨材料固定装置3、打磨材料固定装置4分别安装、固定有被打磨材料31、打磨材料41，其安装固定方式例如为型面连接或螺钉固定连接，被打磨材料固定装置3、打磨材料固定装置4之一也可以安装电机采用旋转式磨削方式。 数据采集系统93用于采集在打磨过程中各磨削力感应测试装置61、62、63所测试到的打磨时产生的磨削力大小、所需要的打磨循环次数和打磨时间、打磨位移量等量化值， 数据采集系统93还采集测位仪8的位移信号。数据处理系统92和数据采集系统93耦接，用于数据的运算和分析。数据控制系统91和数据处理系统92耦接，用于设置和控制各驱动模块91、92、93 的运作。下面结合图7、图8以及图9至图14来说明本实用新型的检测材料打磨性能的方法的实施例。I.被打磨材料的制备在试板上批刮制备一定厚度的腻子并保养至规定养护期；2.打磨材料的选择和安装确定打磨材料41的类型和型号，安装固定在打磨材料固定装置4 ;3.被打磨材料的安装将被打磨试件31固定到被打磨材料固定装置3上；4.设备和系统调整将打磨控制装置X、Y移动轨道上的装置调整至初始状态，如图9、图10所示，启动测位仪8，并调整Z轴位移调节装置5，确认打磨材料41与被打磨材料 31接触位置，处于打磨初始时位置ZO ；5.启动数据控制系统设置X轴方向的打磨材料41的位移量，设置Y轴方向的被打磨材料31的位移量，设置Z轴方向的打磨材料41的位移量；6.启动各驱动模块、数据处理系统、数据采集系统，测试开始数据控制系统分别指令各驱动模块动作，数据采集系统采集在打磨过程中各磨削力感应装置所测试到的打磨时产生的磨削力N的大小、所需要的打磨循环次数的时间t和打磨位移量Z值；7. 一次循环完成，X、Y轴向的驱动模块复位(如图13、图14所示)；8.观察打磨效果如果被打磨材料的被打磨区域已达到光滑平整，测试结束，数据处理系统计算Z值。如果未达到光滑平整，则调整Z值后进行下一次循环，或更换不同型号的打磨材料后重新开始测试；观察打磨材料效果如果打磨材料已经磨损严重，测试结束，计算Z值。或更换不同型号的打磨材料后重新开始测试；9.打磨效率的计算E = W/T[0106]E——打磨效率W——打磨做功T—循环所用总时间其中，W = N*ZN-磨削力(kg) Z-磨削位移总量(m)T = t*Ct-一次循环时间(S)C—循环次数t = Y # *H/S10、结果判断打磨做功W与打磨效率E成正比，与循环时间T成反比，W值越大，T值越小、循环次数越少打磨效率越高，打磨性好，打磨更容易；反之表明打磨效率越低，打磨性差，打磨更困难。概括地说，图7至图15所示的实施例是按照下述方法执行，利用打磨材料对被打磨材料进行打磨，被打磨材料的打磨范围由直角坐标系限定,该直角坐标系含彼此垂直X、 Y、Z轴向，打磨范围是(XI，Yl)至(X2，Y1)再至(Χ2，Υ2)再至(XI，Υ2)再至(XI，Yl)限定的区域，打磨起始点是(XI，Yl)，包括步骤a，朝X轴方向进行打磨，打磨轨迹是从位置Xl至位置X2的直线轨迹，进入步骤b ;步骤b，判断在Y轴方向是否已达到位置Y2，若否则朝Y轴方向继续进行打磨，移动一个单位，再朝X轴方向继续进行打磨，打磨轨迹是从位置X2至位置Xl的直线轨迹，进入步骤c ;若已达到位置Y2，则进入步骤d ；步骤C，判断在Y轴方向是否已达到位置Y2，若否则朝Y轴方向继续进行打磨，移动一个单位，进入步骤a ;若已达到位置Y2，则进入步骤d ；步骤d，判断打磨效果是否已达到设定要求，若是，利用Z轴向的磨削位移总量来判断打磨材料的打磨性能，Z轴向的磨削位移总量越大表明打磨材料的磨削能力越强，或被打磨材料的打磨性越好；若否，调整磨削位移量，回复至打磨起点，进入步骤a或者结束该打磨材料或该被打磨材料的打磨性能检测。进一步地，进入步骤d—次则完成一次循环，在各循环的磨削过程中，检测X轴向、 Y轴向以及Z轴向的磨削力，N= {(Nxl+Nyl+Nzl) + (Nx2+Ny2+Nz2) +…+ (Nxn+Nxn+Nxn)}/n,Nxi——X轴方向在第i次循环中，X轴向测得力的平均值，Nyi——Y轴方向在第i次循环中，Y轴向测得力的平均值，Nzi——Z轴方向在第i次循环中，Z轴向测得力的平均值，i为自然数，1，2，…，η ；η——循环次数，N——平均磨削力，[0132]N平均磨削力值小表明打磨材料的磨削能力越强，或被打磨材料的打磨性越好。进一步地，在步骤d中，还检测打磨效率E，E = W/T，其中E——打磨效率W——打磨做功T—全部循环所用总时间其中，W = N*ZN——平均磨削力Z——Z轴向的磨削位移总量，T = t*nt——一次循环时间η——循环次数，打磨效率E越高，表明打磨材料的磨削能力越强，或被打磨材料的打磨性越好。根据前述实施例，实用新型人的进行了试验I :分别对内墙腻子样品A，B，C，D打磨效率的测试分析I、制备、保养并安装试板,厚度控制lmm(±0. I),长宽分别为lm*lm ;2、打磨材料为同一型号的240目砂纸,打磨材料固定装置宽度为100mm;3、设定Xl至X2的磨削位移速度S为O. 5m/s ；4、设定Y轴位移量为50mm，Y移=20次；5、将打磨控制装置X、Y轴向调整至初始状态，启动红外测位仪，并调整Z轴位移调节装置，确认打磨材料与被打磨材料接触位置，ZO处于打磨初始时位置；6、设置Z轴方向的位移量Zl为20μπι;7、开启数据采集系统，开始在试件上模拟打磨，测试系统运转是否正常，同时记录打磨次数，确保数据正确无误；8、启动装置测试开始，观察测试过程是否正常，分别对4个样品逐一进行测试；9、观察打磨效果，发现样品都没有达到光滑平整，继续调整Zn为20 μ m，后进行下一次循环；10、测试结果的数据分别是循环次数C值分别是Ca = 4次；Cb = 2次；Cc = 2 次；Cd = 3次；一次循环时间t值是t = Y 移 *H/S = 20*1/0. 5 = 40 (s)磨削力N值分别是Na= (ΝαΧ^ΝαυΙ+ΝαΖ^ + (NaX2+NaY2+NaZ2) +(Nax3+NaY 3+Naz 3) + (Nax4+NaY4+Naz4) / 4,[0167]= (I. 5+1. 2+1. 5) + (1. 25+1. 3+1. 3) + (1. 3+1. 5+1. 4) + (1. 3+1. 2+1. 4)/4=4.04Nb= (ΝεΧ^ΝεΥ^ΝεΖ^ + (ΝΒχ2+ΝΒΥ2+ΝΒζ2) / 2= (I. 3+1. 4+1. 3) + (1. 2+1. 1+1. 3)/2=3.8Nc = (Ncx !+NcY !+NcZ1) + (Ncx2+Ncy2+Ncz2) / 2= (I. 4+1. 3+1. 5) + (1. 4+1. 5+1. 55)= 4. 33Nd = (NdX^NdY^NdZ!) + (NDx2+NDY2+NDz2) + (NDx3+NDY3+NDz3) / 3= (I. 1+1. 2+1. 25) + (1. 3+1. 2+1. 4) + (1. 3+1. 1+1. 25)/3=3.7磨削位移总量Z值分别是Za = ZA(i*4 = 20*4 = 80 μ mZb = ZB(i*2 = 20*2 = 40 μ mZc = Z⑶*2 = 20*2 = 40 μ mZd = ZD(i*3 = 20*3 = 60 μ m11、分别计算出打磨效率E值为Wa = NA*ZA = 4· 04*80 = 323. 2Wb = Νβ*Ζβ = 3. 8*40 = 152Wc = NC*ZC = 4· 33*40 = 173. 2Wd = ND*ZD = 3· 7*60 = 222Ta = t*CA = 40*4 = 160Tb = t*CB = 40*2 = 80Tc = t*Cc = 40*2 = 80Td = t*CD = 40*3 = 120Ea = ffA/TA = 323. 2/160 = 2. 02Eb = ffB/TB = 152/80 = I. 9Ec = ffc/Tc = 173. 2/80 = 2. 17Ed = ffD/TD = 222/120 = I. 85通过以上计算及对比，可以快速有效的区分出以上四个样品的打磨难易程度，其打磨性由易到难分别是样品C、样品A、样品B、样品D。根据前述实施例，实用新型人还进行了试验2 :分别对不同类型的240目干砂样品 E\F\G\H打磨效率的测试分析I、固定使用一种打磨材料制备、保养，并安装试板，厚度控制lmm(±0. I),长宽分别为 Irn* Irn ；2、打磨材料为不同类型同一型号的240目干磨砂纸，打磨材料固定装置宽度为 10Omm ；3、设定Xl至X2的磨削位移速度S为O. 5m/s ；4、设定Y轴位移量为50mm，Y移=20次；[0202]5、将打磨控制装置X、Y中调整至初始状态，启动红外测位装置，并调整Z轴位移调节装置，确认打磨材料与被打磨材料接触位置，ZO处于打磨初始时位置；6、设置Z轴方向的位移量Zl为20μπι;7、开启数据采集系统，开始在试件上模拟打磨，测试系统运转是否正常，同时记录打磨次数，确保数据正确无误；8、启动装置测试开始，观察测试过程是否正常，分别对4个样品逐一进行测试；9、观察打磨效果，发现样品都没有达到光滑平整，继续调整Zn为20 μ m,后进行下一次循环；10、测试结果的数据分别是 循环次数C值分别是Ce = 3 次；Cf = 4次；Cg = 2次;Ch = 5次;一次循环时间t值是t = Y 移 *H/S = 20*1/0. 5 = 40 (s)磨削力N值分别是Ne = (ΝεΧ^ΝευΙ+ΝεΖ^ + (NeX2+NeY2+NeZ2) + (ΝΕχ3+ΝΕΥ3+ΝΕζ3) /3,= (I. 5+1. 3+1. 5) + (1. 4+1. 2+1. 5) + (1. 3+1. 5+1. 6)/3= 4. 27Nf = (NfX1+NfY1+NfZ1) + (NFx2+NFY2+NFz2) + (NFx3+NFY3+NFz3) + (NFx4+NFY4+NFz4) +(NFx5+NFy5+NFz5)/5= (I. 1+1. 2+1. 25) + (1. 3+1. 2+1. 4) + (1. 3+1. 1+1. 25) + (1. 2+1. 1+1. 3) + (1. 4+1. 2+ I. 3)/5= 3. 72Ng = (NcXi+NcYi+NcZi) + (NGx2+NGy2+NGz2) + (NGx3+NGy3+NGz3) + (NGx4+NGY4+NGz4) / 4= (I. 3+1. 4+1. 3) + (1. 2+1. 1+1. 3) + (1. 3+1. 5+1. 6) + (1. 4+1. 2+1. 5)/4= 4. 03Nh = (Νι^+Νι^+Ν^) + (NHx2+NHY2+NHz2) / 2= (I. 2+1. 3+1. 1) + (1. 3+1. 5+1. 2)= 3. 8磨削位移总量Z值分别是Ze = ZE(i*4 = 20*3 = 60 μ mZf = Zfo*3 = 20*5 = 100 μ mZg = Zgo*2 = 20*4 = 80 μ mZh = ΖΗ(ι*2 = 20*2 = 40 μ m分别计算出打磨效率E值为We = Ne*Ze = 4. 27*60 = 256. 2Wf = Nf*Zf = 3. 72*100 = 370[0237]Wg = Ng*Zg = 4. 03*80 = 322. 4Wh = Nh*Zh = 3. 8*40 = 152Te = t*CE = 40*3 = 120Tf = t*CF = 40*5 = 200Tg = t*CG = 40*4 = 160Th = t*CH = 40*2 = 80 Ee = ffE/TE = 256. 2/120 = 2. 14Ef = ffF/TF = 370/200 = I. 85Eg = ffG/TG = 322. 4/160 = 2. 02Eh = ffH/TH = 152/80 = I. 9通过以上计算及对比，可以快速有效的区分出以上四个样品的打磨难易程度，其打磨性由易到难分别是样品E、样品G、样品H、样品F。因此，利用该方法及装置可以实现快速简便的判断出装饰装修中建筑腻子及打磨材料的打磨难易程度，并提供可量化的参考数据，实现了本实用新型的初衷。
权利要求1.检测材料打磨性能的装置，其特征在于，包括XYZ三维调节装置、测位仪、磨削カ感应测试装置、打磨材料固定装置、被打磨材料固定装置、数据采集系统、数据处理系统以及数据控制系统，打磨材料固定装置和被打磨材料固定装置分别安装在XYZ三维调节装置上以使打磨材料固定装置和被打磨材料固定装置可在X轴向、Y轴向以及Z轴向相对移动，X轴向、Y轴向以及Z轴向彼此垂直，磨削カ感应测试装置包括X轴、Y轴和Z轴三个方向的磨削カ感应装置，各磨削カ感应装置分别设置在X轴、Y轴和Z轴方向磨削力的传递路径上；测位仪安装在XYZ三维调节装置上以检测打磨材料固定装置的Z轴位移量；数据采集系统和各磨削カ感应装置耦接，并和测位仪耦接，数据采集系统采集各磨削カ感应装置检测的磨削力信号以及测位仪检测的位移信号，并将磨削力信号、位移信号传递到数据处理系统，数据处理系统还和数据控制系统耦接，数据控制系统还和XYZ三维调节装置的驱动模块耦接以使驱动模块受控于数据控制系统，数据控制系统接受用户的输入设置信号并传递到该驱动模块。
2.如权利要求I所述的检测材料打磨性能的装置，其特征在干，XYZ三维调节装置包括X轴移动轨道、Y轴移动轨道以及Z轴位移调节装置，X轴移动轨道、Y轴移动轨道分别安装在机架上，打磨材料固定装置安装在X轴移动轨道上且可在X轴移动轨道上沿X轴移动，被打磨材料固定装置安装在Y轴移动轨道上且可在Y轴移动轨道上沿Y轴移动，Z轴位移调节装置安装在X轴移动轨道上且耦接打磨材料固定装置以使打磨材料固定装置在Z轴上的位置可移动，打磨材料固定装置、被打磨材料固定装置、Z轴位移调节装置分别和X轴驱动模块、Y轴驱动模块以及Z轴驱动模块耦接。
3.如权利要求I所述的检测材料打磨性能的装置，其特征在于，打磨材料固定装置还耦接转动电机以构成旋转式磨削装置。
4.如权利要求I所述的检测材料打磨性能的装置，其特征在于，所述测位仪为红外测位仪。
5.如权利要求I所述的检测材料打磨性能的装置，其特征在干，X轴移动轨道横跨在Y轴移动轨道的中间上方。
专利摘要检测材料打磨性能的装置，其中该装置包括X轴移动轨道、Y轴移动轨道、Z轴位移调节装置、测位仪、磨削力感应测试装置、打磨材料固定装置、被打磨材料固定装置、数据采集系统、数据处理系统以及数据控制系统，其运行的循环是在X轴向的位置X1至位置X2的范围内往复运动和从位置Y1到位置Y2的单向移动，即在位置X1运动至位置X2就朝Y方向移动一个单位或者从位置X2至位置X1就朝Y方向移动一个单位直到达到位置Y2，完成多次打磨运动的循环后判断打磨效果是否已达到设定要求，利用Z轴向的磨削位移总量来判断打磨材料的打磨性能，或磨削效率来判断打磨性能。
文档编号G01N3/02GK202453262SQ20122006139
公开日2012年9月26日 申请日期2012年2月23日 优先权日2012年2月23日
发明者王萍, 臧蔚 申请人:立邦涂料(中国)有限公司