[发明专利]一种模拟多种工况的光学表面抗划痕性能测试设备及其使用方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种模拟多种工况的光学表面抗划痕性能测试设备及制造方法。

背景技术

智能手机等大屏幕终端电子设备的应用越来越普及，其屏幕的抗划痕性能越来越受到业界关注。随着屏幕划痕的增加，屏幕的实际亮度、触摸精度已及抗破碎能力都会出现明显降低。因此业界不断推出各种高硬度材质，从钢化玻璃、涂层玻璃到蓝宝石，用于新型屏幕的制造。但是屏幕的抗划痕性能检测一直没有统一的标准、量化的检测指标和相应的检测设备。同时一些传统领域，如表蒙、眼镜片、镜头玻璃产品的性能上，抗划痕性能也是一个重要指标，但是现有划痕检测主要是采用人工划痕的方法，划痕的长度小，划痕的载荷、速度都难以控制，划痕条件难以反映实际工况。同时划痕测试往往反映了被测试试件的局部抗划痕能力，因此测试结果的重复性及可靠性差。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，提供了一种模拟多种工况的光学表面抗划痕性能测试设备及其使用方法，利用电磁激振产生稳定的振幅和频率来驱动工具头，配合X、Y、Z三个方向滑台的高精度单独运动或联动，模拟不同的划擦工况，实现手机屏幕、手表镜面、光学镜头等光学表面的抗划痕能力测试。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案之一是：

一种模拟多种工况的光学表面抗划痕性能测试设备，包括被测试试件4及对被测试试件4进行划擦的工具头5；还包括基座系统、电磁激振系统和压力传感器6；

所述被测试试件4固接在基座系统上；所述电磁激振系统装接在基座系统上；所述工具头5固接在电磁激振系统上；所述压力传感器6与工具头5相连；

通过基座系统调节被测试试件4与工具头5的相对位置；通过电磁激振系统使工具头5发生振动从而实现工具头5对被测试试件4进行划擦；通过压力传感器6检测工具头5与被测试试件4间压力的动态变化；通过声发射系统(14)检测被测试试件(4)达到破坏时的信号。

一实施例中：所述基座系统包括光学平板1，X轴滑台3，Y轴滑台2和Z轴滑台10；Y轴滑台2滑动装接在光学平板1上且可沿Y轴方向滑动；X轴滑台3滑动装接在Y轴滑台2上且可沿X轴方向滑动；所述被测试试件4固接在X轴滑台3；Z轴滑台10滑动装接在光学平板1上且可沿Z轴方向滑动；所述X轴方向、Y轴方向与Z轴方向两两垂直；通过X轴滑台3、Y轴滑台2和Z轴滑台10使被测试试件4和工具头5可在X轴方向、Y轴方向与Z轴方向上移动从而调节被测试试件4与工具头5的相对位置；

所述电磁激振系统包括交流线圈(11)，永磁体(12)和弹簧(13)；电磁激振器支架(9)装接在Z轴滑台(10)，永磁体(12)装接在电磁激振器支架(9)；交流线圈(11)固接在电磁激振器外壳(8)上；所述工具头(5)固接在连接杆(7)上；通过交流线圈(11)产生振动并通过电磁激振器外壳(8)和连接杆(7)传递至工具头(5)以使工具头(5)发生振动从而实现工具头(5)对被测试试件(4)进行划擦；

Z轴滑台10所述压力传感器6装接在工具头5与连接杆7之间；

所述声发射系统(14)安装在被测试试件(4)内部。

一实施例中：所述工具头5形状根据所需被测试试件4的表面织构截面形状要求设定，所述工具头5材质根据被测试试件4材质选择。

一实施例中：所述连接杆(7)为带锥度螺钉；所述连接杆(7)螺接在电磁激振器外壳(8)上。

一实施例中：所述X轴滑台3由步进电机驱动，其步进精度优于0.35μm；所述Y轴滑台2由步进电机驱动，其步进精度优于0.35μm；所述Z轴滑台10由步进电机驱动，其步进精度优于0.35μm。

一实施例中：所述电磁激振器的性能参数为：振动频率f＝0～20000Hz，振幅范围为0～5mm。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案之二是：

一种模拟多种工况的光学表面抗划痕性能测试设备的使用方法，包括：

1)通过X轴滑台3和Y轴滑台2调整被测试试件4在X轴方向与Y轴方向上的位置使其正对工具头5；

2)通过Z轴滑台10调整工具头5在Z轴方向上的位置使其与被测试试件4刚好接触；

3)根据所需划擦载荷的大小，继续移动Z轴滑台10使工具头5压入被测试试件4；

4)根据划擦工况的具体要求，调整电磁激振系统的振动频率和振幅并确定X轴滑台3和/或Y轴滑台2的移动速度，启动电磁激振系统使工具头5发生振动并根据需要同时使X轴滑台3和/或Y轴滑台2移动以对被测试试件4进行划擦，从而产生不同的工况条件。

一实施例中：还包括：