汽车引擎盖板油漆厚度测量装置的设计(附件)
本课题设计一种专门用于汽车引擎盖板的油漆厚度测量装置，便于准确高效地均匀取点测量。根据油漆厚度测量的要求，设计出汽车引擎盖板油漆厚度测量装置各部件的机械结构，给出整体方案。利用 Proe和AutoCAD2012软件完成汽车引擎盖板油漆厚度测量装置的三维建模和零件图的绘制。根据测量精度的要求，设计了汽车引擎盖板油漆厚度测量装置的传动方案和控制方案。利用Protues和keil等仿真软件，实现了单个步进电机对传感器沿Z轴的高度运动控制和两个步进电机带动整个测量装置在XY平面内前后左右运动的运动控制。本文的创新点在于汽车引擎盖板油漆厚度测量装置能够代替传统的手持厚膜仪进行汽车引擎盖板油漆厚度的测量，能够利用机械装置进行均匀取点，有助于提高测量的可信度和准确度，提高测量的效率。关键词 汽车油漆，结构设计，测量装置，步进电机，单片机
目录
1 引言 1
1.1 课题研究背景 1
1.2 汽车车身油漆 1
1.3 汽车车身油漆鉴定方法 2
2 汽车引擎盖板油漆厚度测量装置的设计方案 4
2.1 汽车引擎盖板油漆厚度测量装置的设计依据 4
2.2 汽车引擎盖板油漆厚度测量装置的整体方案 6
2.3 汽车引擎盖板油漆厚度测量装置的传动设计 6
3 汽车引擎盖板油漆厚度测量装置的部件设计 8
3.1 中心滑块部件设计 8
3.2 X轴导轨架部件的设计 12
3.3 Y轴导轨架部件的设计 14
3.4 浮动底座设计 16
3.5 汽车引擎盖板油漆厚度测量装置的总体结构 18
4 汽车引擎盖板油漆厚度测量装置的控制设计 20
4.1 步进电机简介及选型 20
4.2 51单片机简介 23
4.3 控制电路设计 24
4.4 程序设计 27
结 论 29
致 谢 31
参 考 文 献 32
1 引言
1.1 课题研究背景
旧车翻新充当新车流入市场欺骗消费者以谋取利益，这种欺诈行为严重扰乱了社会秩序，迫切需要出台相应措施对 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
其予以打击。由于新车的油漆喷涂是在专用生产线上进行的，表面相关平整光滑，而二次喷漆或补漆通常由手工操作，漆膜厚度与原车漆之间会存在差异。车身油漆厚度差异检测是识别是否是原厂车的依据之一。目引擎市场有专用漆膜测厚仪，但操作时表面取点完全人工确定，工作量大且位置不精确。
1.2 汽车车身油漆
1.2.1 汽车车身油漆的作用
车身油漆作为汽车表面的一部分，对于车身有着特殊的功用，主要表现在：
（1）保护车身。车身油漆可以阻止车体钢架与空气中的水和氧气的氧化还原反应，防止车身锈蚀，达到保护车身和提高汽车的使用寿命的作用。
（2）增加美观。汽车油漆的颜色多种多样、种类繁多，使汽车具有绚丽多彩的外观，可以达到美化城市和丰富人们的视觉感官的作用。
（3）标识作用。特殊用途的汽车，比如维修车的黄色、警车的蓝白色等，或者一些专用车辆，比如南京出租车的黄色涂装、淮安出租车的青蓝涂装，它们采用有别于民用车辆的油漆颜色，可以起到标识作用[1][2]。
进一步提高汽车车身油漆性能，不但可以增加汽车外观的观赏性，并且可以增加汽车的使用年限，因此汽车的产品附加值也会有所提升。随着现代科技的发展，汽车车身油漆也呈现出不同于其他油漆的特点。
1.2.2 汽车车身油漆漆层分析
车身油漆一般都是烘烤漆。汽车在车架焊接完成后的工序便是上漆，由于车身油漆是由好多漆层组成的，因此，上漆也分为5道工序，从钢板的底漆开始依次经过：上防锈底漆、上腻子、中涂层、上色漆（也称为面漆），最后一道是涂清漆(也称为罩光漆)[3]。五个步骤缺一不可，整个漆层的厚度大概有100μm，其中清漆层最厚，大概40μm左右，色漆层最薄，只有15μm左右，底漆层和中涂层大概在20μm和35μm左右[4]。不同的油漆层具有不同的特性。
1、清漆层，是车身油漆喷涂过程的最后一道工序，目前原厂采用的清漆材料主要为高温固化的单组分漆聚氨酷或聚酷，修补漆常用的清漆材料主要为自然固化的双组分丙烯酸酷类[4]。清漆层可以用来增加整个汽车车身表面的亮度与光泽度。因为含有能够削减紫外线照射的物质，清漆层具有防止面漆层老化退色的功效[3]，起到保护色漆层的作用。
2、色漆层。在整个涂层中发挥着主要的保护和装饰作用，决定着涂层的耐久性和外观等。一般汽车面漆分为普通漆、金属漆、珠光漆。
3、中涂层。是汽车色漆层与底漆层之间的油漆涂层，材料种类有环氧树脂、氨基醇酸树脂和聚乙烯等。中涂层的作用主要是为了保证汽车车身表面和底漆层的平整光滑，从而为色漆层的喷涂做准备并提高整个车身油漆的装饰性。在漆基的选取上，中涂层、底漆层和色漆层的漆基的物质成分差别很小，并且由底漆层逐渐向色漆层过渡，这样可以使底漆层和色漆层吸附牢靠。
4、腻子层。腻子层主要出现在汽车的修复过程中，用来填平汽车车身不平整部位，如车身及车壳外表经过拼接、焊接的附件，因外表有高低凹凸及焊缝痕迹，通过底漆无法填平，因此必须借助腻子来填补，使得外表在喷涂面漆之前达到光滑平整。
5、底漆层。底漆是直接喷涂在经过表面处理的汽车车身表面上的第一层涂料，决定着汽车车身的防腐蚀性能以及整个汽车表面涂层的耐久性。现在汽车底漆层大都采用电泳漆，它是将水性浸涂底漆在水中离解为带电荷的水溶性成膜聚合物，并在直流电场的作用下泳向相反电极被涂面，在其表面上沉积析出[5]。目前家用汽车的底漆已经悉数使用阴极电泳底漆，具有低污染、省能源、省资源等特点。
1.3 汽车车身油漆鉴定方法
1.3.1 膜厚法
在汽车车身油漆的各项性能指标中，漆膜厚度是可量化的测量指标，不同于色差、橘皮、光泽度等视觉判断指标，也不同于腐蚀性、耐水性、耐温变性等需要实验以及精密仪器测量的指标。漆膜厚度的差异可以用来初步判断车身是否原厂车漆。
膜厚法分有杠杆千分尺法和磁性测厚仪法2种[6]。目前，汽车厂常使用膜厚仪检验出厂汽车的漆膜厚度。膜厚仪分为3种类型：基于磁感应原理[7]、基于涡流原理和基于超声波原理[8]。
目录
1 引言 1
1.1 课题研究背景 1
1.2 汽车车身油漆 1
1.3 汽车车身油漆鉴定方法 2
2 汽车引擎盖板油漆厚度测量装置的设计方案 4
2.1 汽车引擎盖板油漆厚度测量装置的设计依据 4
2.2 汽车引擎盖板油漆厚度测量装置的整体方案 6
2.3 汽车引擎盖板油漆厚度测量装置的传动设计 6
3 汽车引擎盖板油漆厚度测量装置的部件设计 8
3.1 中心滑块部件设计 8
3.2 X轴导轨架部件的设计 12
3.3 Y轴导轨架部件的设计 14
3.4 浮动底座设计 16
3.5 汽车引擎盖板油漆厚度测量装置的总体结构 18
4 汽车引擎盖板油漆厚度测量装置的控制设计 20
4.1 步进电机简介及选型 20
4.2 51单片机简介 23
4.3 控制电路设计 24
4.4 程序设计 27
结 论 29
致 谢 31
参 考 文 献 32
1 引言
1.1 课题研究背景
旧车翻新充当新车流入市场欺骗消费者以谋取利益，这种欺诈行为严重扰乱了社会秩序，迫切需要出台相应措施对 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
其予以打击。由于新车的油漆喷涂是在专用生产线上进行的，表面相关平整光滑，而二次喷漆或补漆通常由手工操作，漆膜厚度与原车漆之间会存在差异。车身油漆厚度差异检测是识别是否是原厂车的依据之一。目引擎市场有专用漆膜测厚仪，但操作时表面取点完全人工确定，工作量大且位置不精确。
1.2 汽车车身油漆
1.2.1 汽车车身油漆的作用
车身油漆作为汽车表面的一部分，对于车身有着特殊的功用，主要表现在：
（1）保护车身。车身油漆可以阻止车体钢架与空气中的水和氧气的氧化还原反应，防止车身锈蚀，达到保护车身和提高汽车的使用寿命的作用。
（2）增加美观。汽车油漆的颜色多种多样、种类繁多，使汽车具有绚丽多彩的外观，可以达到美化城市和丰富人们的视觉感官的作用。
（3）标识作用。特殊用途的汽车，比如维修车的黄色、警车的蓝白色等，或者一些专用车辆，比如南京出租车的黄色涂装、淮安出租车的青蓝涂装，它们采用有别于民用车辆的油漆颜色，可以起到标识作用[1][2]。
进一步提高汽车车身油漆性能，不但可以增加汽车外观的观赏性，并且可以增加汽车的使用年限，因此汽车的产品附加值也会有所提升。随着现代科技的发展，汽车车身油漆也呈现出不同于其他油漆的特点。
1.2.2 汽车车身油漆漆层分析
车身油漆一般都是烘烤漆。汽车在车架焊接完成后的工序便是上漆，由于车身油漆是由好多漆层组成的，因此，上漆也分为5道工序，从钢板的底漆开始依次经过：上防锈底漆、上腻子、中涂层、上色漆（也称为面漆），最后一道是涂清漆(也称为罩光漆)[3]。五个步骤缺一不可，整个漆层的厚度大概有100μm，其中清漆层最厚，大概40μm左右，色漆层最薄，只有15μm左右，底漆层和中涂层大概在20μm和35μm左右[4]。不同的油漆层具有不同的特性。
1、清漆层，是车身油漆喷涂过程的最后一道工序，目前原厂采用的清漆材料主要为高温固化的单组分漆聚氨酷或聚酷，修补漆常用的清漆材料主要为自然固化的双组分丙烯酸酷类[4]。清漆层可以用来增加整个汽车车身表面的亮度与光泽度。因为含有能够削减紫外线照射的物质，清漆层具有防止面漆层老化退色的功效[3]，起到保护色漆层的作用。
2、色漆层。在整个涂层中发挥着主要的保护和装饰作用，决定着涂层的耐久性和外观等。一般汽车面漆分为普通漆、金属漆、珠光漆。
3、中涂层。是汽车色漆层与底漆层之间的油漆涂层，材料种类有环氧树脂、氨基醇酸树脂和聚乙烯等。中涂层的作用主要是为了保证汽车车身表面和底漆层的平整光滑，从而为色漆层的喷涂做准备并提高整个车身油漆的装饰性。在漆基的选取上，中涂层、底漆层和色漆层的漆基的物质成分差别很小，并且由底漆层逐渐向色漆层过渡，这样可以使底漆层和色漆层吸附牢靠。
4、腻子层。腻子层主要出现在汽车的修复过程中，用来填平汽车车身不平整部位，如车身及车壳外表经过拼接、焊接的附件，因外表有高低凹凸及焊缝痕迹，通过底漆无法填平，因此必须借助腻子来填补，使得外表在喷涂面漆之前达到光滑平整。
5、底漆层。底漆是直接喷涂在经过表面处理的汽车车身表面上的第一层涂料，决定着汽车车身的防腐蚀性能以及整个汽车表面涂层的耐久性。现在汽车底漆层大都采用电泳漆，它是将水性浸涂底漆在水中离解为带电荷的水溶性成膜聚合物，并在直流电场的作用下泳向相反电极被涂面，在其表面上沉积析出[5]。目前家用汽车的底漆已经悉数使用阴极电泳底漆，具有低污染、省能源、省资源等特点。
1.3 汽车车身油漆鉴定方法
1.3.1 膜厚法
在汽车车身油漆的各项性能指标中，漆膜厚度是可量化的测量指标，不同于色差、橘皮、光泽度等视觉判断指标，也不同于腐蚀性、耐水性、耐温变性等需要实验以及精密仪器测量的指标。漆膜厚度的差异可以用来初步判断车身是否原厂车漆。
膜厚法分有杠杆千分尺法和磁性测厚仪法2种[6]。目前，汽车厂常使用膜厚仪检验出厂汽车的漆膜厚度。膜厚仪分为3种类型：基于磁感应原理[7]、基于涡流原理和基于超声波原理[8]。
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