一种涂装用轮规及采用该轮规的风电主轴高防腐涂装工艺的制作方法

本发明涉及涂装技术领域，具体涉及一种涂装用轮规及采用该轮规的风电主轴高防腐涂装工艺。

背景技术：

涂装是现代产品制造工艺中的一个重要环节。在涂装过程中，涂层厚度控制不当会导致涂层的质量问题。例如一次性涂装太厚会使得涂料干化过程中产生应力裂纹；涂层太薄的话则会增加基体未被充分保护的风险，从而产生锈点。因此，涂层厚度的控制是实现高质量涂装的关键因素。

在风力发电设备制造、海上船舶及辅助设备的制造等工业领域，普遍要求产品具有较高的防腐要求，以适应海洋性气候的恶劣环境。例如对于风力发电机组中的风电主轴，防腐能力要求达到c4等级要求，其通常采用具有高防腐能力的环氧富锌涂料(典型的如阿克苏诺贝尔公司的interzinc52)或者是无机富锌涂料(如阿克苏诺贝尔公司的interzinc22)作为风电主轴的底漆，中间再用环氧云铁涂料进行过渡封闭，最后再涂一层丙烯酸聚氨酯面漆。上述涂装工艺中，其环氧富锌底漆或无机富锌底漆是作为主要的高防腐涂料，在涂装过程中对其进行涂层厚度控制至关重要，为此，需要检测并控制环氧富锌底漆或无机富锌底漆的湿膜厚度，以确保涂层干化后得到符合要求的干膜厚度。

现有技术中，对于环氧富锌底漆或无机富锌底漆的湿膜厚度检测，通常是采用传统的湿膜厚度检测轮规或梳规，进行手工测量。采用轮规检测时，轮规在湿膜上滚动，其从中间的偏心轮边缘刚刚触及湿膜表面的位置，对应于外轮上的标尺读出湿膜厚度，具体测量原理如图5所示。采用轮规的测量方法比较简单，精度也较高，但是不适用于涂装过程中的连续在线监测及涂装控制。为此，现有技术中也出现了湿膜厚度的在线测量系统，例如美国的近红外在线测试仪制造商spc公司开发出了一套涂布工业专用测厚仪，其能够对涂层的湿膜厚度进行间接式测量，其原理是通过检测油漆中的有机溶剂含量，通过换算间接得到湿膜的厚度数据。但是采用这一方法的弊端是湿膜厚度的测量精度受到涂料中溶剂含量变化的影响，因此不能真正反应湿膜的真实厚度；另外该种设备的价格也较为昂贵。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本发明提出一种涂装用轮规，其能够用于环氧富锌底漆或无机富锌底漆等具有导电特性的湿膜厚度的测量，与控制电路结合后还能够实现湿膜厚度的在线监测和控制，其具体的技术方案如下：

一种涂装用轮规，包括非导电的轮规体，所述轮规体包括两个直径相同且相互同心的同心圆盘和位于所述的两个同心圆盘之间偏心圆盘，所述两个同心圆盘、偏心圆盘连接成一体，所述偏心圆盘的直径小于同心圆盘的直径，且在同心圆盘的回转轴心线的投影方向上所述偏心圆盘的投影圆包含在同心圆盘的投影圆以内，在所述轮规体内埋设有两条以上的相互不接触的金属导线，所述金属导线的两端分别为检测端和引出端，所述金属导线的检测端延伸至与偏心圆盘的外圆表面平齐，所述金属导线的引出端延伸至同心圆盘的端面上。

上述轮规使用时，将轮规体的同心圆盘靠住涂装环氧富锌底漆或无机富锌底漆的零件表面滚动一圈，涂料粘附在偏心圆盘的外圆上，形成一段涂料带，由于环氧富锌底漆或无机富锌底漆为导电性涂料，其轮规体内的金属导线检测端位于涂料带范围内的金属导线形成电性连接，因此可以通过检测涂料带端部处的金属导线是否导通来判断涂层的厚度。

为了进行湿膜涂层的检测和控制，本发明的涂装用轮规还包括控制电路，所述控制电路包含报警装置，所述同心圆盘的端面上的其中两个引出端电性连接控制电路的输入端。

作为优选方案，轮规的同心圆与偏心圆盘的外圆是相切的。即在同心圆盘的回转轴心线的投影方向上所述偏心圆盘的投影圆与同心圆盘的投影圆相切，所述引出端包括一个固定引出端和一个以上的可切换引出端，所述固定引出端所在金属导线的检测端位于所述同心圆盘、偏心圆盘的切点所在的偏心圆盘外圆上；所述可切换引出端所在金属导线的检测端位于所述同心圆盘、偏心圆盘的切点以外的偏心圆盘外圆上，所述控制电路的输入端中的一个接电端子连接固定引出端，另一个接电端子连接可切换引出端。

为了方便，轮规体的同心圆盘的端面的引出端处刻有对应检测厚度的数字，其单位为μm。

为了能根据生产的需要，实现不同湿膜厚度限定值的设置，本发明在所述可切换引出端与控制电路的输入端之间的导电回路上还串接有可回转弹性金属片，所述可回转弹性金属片的安装端可回转地安装于同心圆盘的端面上，且与控制电路的输入端电性连接；所述可回转弹性金属片的另一端为触头，且所述触头与同心圆盘的端面弹性接触，所述可切换引出端位于可回转弹性金属片的触头回转时所经过的圆周线上。

具体的可回转弹性金属片的安装方式，是在所述可回转弹性金属片的安装端、固定引出端与报警装置之间还连接有导电滑环，所述导电滑环包括固定端和回转端，所述导电滑环的固定端固定于轮规体的回转中心位置上，所述可回转弹性金属片的安装端、固定引出端分别与导电滑环的固定端上的两个输入端电性连接，所述控制电路的输入端电性连接导电滑环的回转端上的两个输出端。

优选地，报警装置采用声光报警装置。当湿膜厚度达到设定值时，控制电路导通，报警装置进行声光报警。

为了能使得本发明的涂装用轮规用于涂装设备的控制，控制电路的导电回路上还设有用于判断湿膜厚度是否达到设定值的电压信号输出端。其电压信号输出端可以连接到诸如plc控制器上，以实现在湿膜厚度达到设定值时，控制涂装设备停止涂装。

本发明的涂装用轮规还包括夹持柄、滚动轴承，所述轮规体通过滚动轴承可回转地安装于所述夹持柄上。使用时，夹持柄可以装到机械手或移动机构上，在需要进行检测时由机械手或移动机构将轮规输送到涂装的表面进行湿膜厚度的检测。

本发明的涂装用轮规可以作为常规的轮规使用，与控制电路结合能够实现湿膜厚度的在线监测。

本发明的涂装用轮规可以用在风电主轴涂装工艺的环氧富锌底漆或无机富锌底漆涂装工序中，实现在线使用所述轮规进行湿膜厚度的测量。

具体实施工艺如下：将所述风电主轴安装于电动滚轮架上，在所述风电主轴的一侧设置喷涂机械手，在所述风电主轴的另一侧安装所述轮规，且所述轮规通过夹持柄安装于移动机构上；电动滚轮架、喷涂机械手、移动机构以及轮规的电压信号输出端连接控制器，通过控制器控制电动滚轮架使得风电主轴转动，通过控制器控制喷涂机械手进行风电主轴的环氧富锌底漆或无机富锌底漆的喷涂，通过控制器控制移动机构使得轮规与风电主轴接触以进行湿膜厚度的测量，当湿膜厚度达到设定值时停止涂装。

上述风电主轴的涂装工艺中的控制器可以采用plc控制器。

本发明的有益效果是：

第一，本发明的涂装用轮规通过对现有技术中的轮规进行改进，使其成为电子轮规，在保持原有传统轮规测量精度高的基础上，实现了环氧富锌底漆或无机富锌底漆等导电类高防腐涂料的在线监测问题。

第二，相对于现有技术中的湿膜在线监测系统，本发明的涂装用轮规采用直接测量法，其测量精度高，克服了间接测量法中由于涂料溶剂变化等因素而导致测量精度下降的弊端，且制造成本相对较低。

第三，本发明的涂装用轮规，其湿膜厚度的设定值可调，可以适应不同产品涂装厚度的要求。

第四，将本发明的涂装用轮规应用于风电主轴的环氧富锌底漆或无机富锌底漆的湿膜厚度测量，有效提高了风电主轴的高防腐涂装质量。

附图说明

图1是本发明的一种涂装用轮规的结构示意图；

图2是图1的局部放大图；

图3是图1的左视图；

图4是采用本发明的一种涂装用轮规进行风电主轴涂装的示意图；

图5是现有技术中的涂装用轮规进行湿膜厚度测量的示意图。

图中：100、轮规体，101、同心圆盘，102、偏心圆盘，103、金属导线，104、检测端，105、固定引出端，106、可切换引出端，107、同心圆盘与偏心圆盘的切点，108、可导电的金属片固定座，109、碟簧，110、螺母、111、旋钮；

图中：201、可回转弹性金属片，202、可回转弹性金属片的安装端，203、可回转弹性金属片的触头，204、导电滑环，205、导电滑环的固定端，206、导电滑环的回转端，207、导电滑环的固定端上的两个输入端，208、导电滑环的回转端上的两个输出端；

图中：300、控制电路，301、报警装置，302、控制电路的输入端，303、电压信号输出端；

图中：401、夹持柄，402、滚动轴承；

图中：500、风电主轴，600、电动滚轮架，700、喷涂机械手；

图中：800、移动机构，801、导向座，802、缓冲机构；

图中：900、控制器。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

实施例1：

如图1至3为一种涂装用轮规，包括非导电的轮规体100，所述轮规体100包括两个直径相同且相互同心的同心圆盘101和位于所述的两个同心圆盘101之间偏心圆盘102，所述两个同心圆盘101、偏心圆盘102连接成一体，所述偏心圆盘102的直径小于同心圆盘101的直径，且在同心圆盘101的回转轴心线的投影方向上所述偏心圆盘102的投影圆包含在同心圆盘的投影圆以内，在所述轮规体100内埋设有两条以上的相互不接触的可导电的金属导线，所述金属导线的两端分别为检测端104和引出端，所述金属导线的检测端104延伸至与偏心圆盘102的外圆表面平齐，所述金属导线的引出端延伸至同心圆盘101的端面上。

本实施例的涂装用轮规还包括控制电路300，所述控制电路300包含报警装置301，所述同心圆盘101的端面上的其中两个引出端电性连接控制电路的输入端302。

其中，在同心圆盘101的回转轴心线的投影方向上所述偏心圆盘102的投影圆与同心圆盘的投影圆相切，所述引出端包括一个固定引出端105和一个以上的可切换引出端106，所述固定引出端105所在金属导线的检测端位于所述同心圆盘、偏心圆盘的切点107所在的偏心圆盘102外圆上；所述可切换引出端106所在金属导线的检测端位于所述同心圆盘、偏心圆盘的切点107以外的偏心圆盘102外圆上，所述控制电路的输入端302中的一个接电端子连接固定引出端105，另一个接电端子连接可切换引出端106。

本实施例中，在所述可切换引出端106与控制电路的输入端302之间的导电回路上还串接有可回转弹性金属片201，所述可回转弹性金属片的安装端202可回转地安装于同心圆盘101的端面上，且与控制电路的输入端电性302连接；所述可回转弹性金属片的另一端为触头203，且所述触头203与同心圆盘的端面弹性接触，所述可切换引出端106位于可回转弹性金属片的触头203回转时所经过的圆周线上。

本实施例中，可回转弹性金属片201是通过可导电的金属片固定座108安装在同心圆盘101的端面上的，并通过碟簧109、螺母110压紧，另外还设置了旋钮111以方便操作。可导电的金属片固定座108材料采用导电金属例如铜制成。

本实施例中，在所述可回转弹性金属片的安装端202、固定引出端105与报警装置301之间还连接有导电滑环204，所述导电滑环204包括固定端205和回转端206，所述导电滑环的固定端205固定于轮规体100的回转中心位置上，所述可回转弹性金属片的安装端202、固定引出端105分别与导电滑环的固定端205上的两个输入端208电性连接，所述控制电路的输入端302电性连接导电滑环的回转端上的两个输出端208。

本实施例的报警装置为声光报警装置。

本实施例中，所述控制电路的导电回路上还设有用于判断湿膜厚度是否达到设定值的电压信号输出端303。

本实施例的涂装用轮规还包括夹持柄401、滚动轴承402，所述轮规体100通过滚动轴承402可回转地安装于所述夹持柄上401。

实施例2：

在风电主轴涂装工艺的环氧富锌底漆或无机富锌底漆涂装工序中，在线使用所述轮规进行湿膜厚度的测量。

实施例3：

如图4所示为采用了本发明的一种涂装用轮规进行风电主轴涂装的示意图。图中，将所述风电主轴500安装于电动滚轮架600上，在所述风电主轴500的一侧设置喷涂机械手700，在所述风电主轴500的另一侧安装所述轮规，且所述轮规通过夹持柄401安装于移动机构800上；电动滚轮架600、喷涂机械手700、移动机构800以及轮规的电压信号输出端303连接控制器900，通过控制器900控制电动滚轮架600使得风电主轴500转动，通过控制器900控制喷涂机械手700进行风电主轴的环氧富锌底漆或无机富锌底漆的喷涂，通过控制器900控制移动机构800使得轮规与风电主轴接触以进行湿膜厚度的测量，当湿膜厚度达到设定值时停止涂装。

本实施例中，移动机构800包括导向座801、缓冲机构802，涂装用轮规通过导向座801、缓冲机构802安装连接在移动机构800上。另外，本实施例的控制器900为plc控制器。

本实施例中轮规体采用不导电的材料制成，例如由工程塑料、尼龙或其它非金属的粉末压制件等制成，轮规体内部的金属导线材料为铜。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。