异型结构件表面热障涂层多轴联动喷涂装置及喷涂方法制造方法及图纸

一种异型结构件表面热障涂层多轴联动喷涂装置及喷涂方法，多轴联动喷涂装置包括三维建模单元、多轴联动等离子喷涂单元和厚度监测与反馈单元；多轴联动自动化喷涂方法，包括下列步骤：1)三维建模；2)仿形喷涂轨迹程序离线编程；3)多轴联动自动化等离子喷涂。本发明专利技术采用多轴联动喷涂装置及自动化喷涂方法所制备的涂层效率高、质量好、厚度均匀一致性高，具有高精度、高效率、低消耗的特点，降低了工人对于操作水平的要求，避免了采用人工示教方式获得喷涂轨迹程序的庞大工作量，减小了工件外部形状特征对于热喷涂的限制，实现了热障涂层厚度的实时监测与表征，为复杂异型结构件的热障涂层制备提供了一种便捷方式。

【技术实现步骤摘要】
异型结构件表面热障涂层多轴联动喷涂装置及喷涂方法
本专利技术属于表面工程
，涉及一种喷涂装置及喷涂方法。
技术介绍
热障涂层广泛应用于高温热气流条件下工作的热端部件，用来提供高温隔热保护，其在我国先进航空发动机上应用范围不断扩大，但发动机热端部件形状相对复杂、异型，所对应的涂层制备工艺可控性低，涂层质量稳定性差、涂层服役寿命短等问题较为突出，已经成为影响我国热障涂层在航空发动机热端部件应用的“瓶颈”。目前，国内热障涂层喷涂作业多采用人工喷涂和机械化喷涂两种方式。人工喷涂得到的涂层质量极大程度受喷涂技术人员的水平、精神状态的影响，同时，人工喷涂时一直处于高噪声、粉尘、高温的特殊环境中，操作人员身体难以承受长时间作业；机械化喷涂方式虽然避免了人为因素带来的影响，但由于工件结构复杂，无法实现一次成形，各异型面的涂层状态及厚度均匀性较差，工件棱边、尖角等及重复喷涂部位涂层状态不理想，涂层结合强度低。因此，迫切需要发展一种新的异型结构件表面热障涂层的喷涂方法，以克服上述两种传统喷涂方式的缺点，满足涂层制备需求。
技术实现思路
本专利技术所解决的技术问题是：针对现有技术存在的缺陷，本专利技术提本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种异型结构件表面热障涂层多轴联动喷涂装置，其特征在于，包括三维建模单元(10)、多轴联动等离子喷涂单元(20)和厚度监测与反馈单元(30)；所述三维建模单元(10)对待喷涂工件(40)的外部形状进行三维扫描与拍照，获得点云数据，对采样数据进行处理与分析，通过公共参考点进行拼凑、拟合，生成三维网格模型；所述多轴联动等离子喷涂单元(20)将三维建模单元(10)生成的三维网格模型导入六轴机械手的离线编程软件中，根据工件外形特征对六轴机械手运动参数、联动变位机运动参数进行设定，编制出适应于工件各个异型面的仿形喷涂轨迹，对待喷涂工件(40)进行热障涂层的喷涂成形；所述厚度监测与反馈单元(30)实时...

【技术特征摘要】
1.一种异型结构件表面热障涂层多轴联动喷涂装置，其特征在于，包括三维建模单元(10)、多轴联动等离子喷涂单元(20)和厚度监测与反馈单元(30)；所述三维建模单元(10)对待喷涂工件(40)的外部形状进行三维扫描与拍照，获得点云数据，对采样数据进行处理与分析，通过公共参考点进行拼凑、拟合，生成三维网格模型；所述多轴联动等离子喷涂单元(20)将三维建模单元(10)生成的三维网格模型导入六轴机械手的离线编程软件中，根据工件外形特征对六轴机械手运动参数、联动变位机运动参数进行设定，编制出适应于工件各个异型面的仿形喷涂轨迹，对待喷涂工件(40)进行热障涂层的喷涂成形；所述厚度监测与反馈单元(30)实时监测等离子喷涂过程中待喷涂工件(40)的涂层厚度，对采集的涂层厚度数据进行处理，将处理后的数据反馈给六轴机械手控制器(23)，控制六轴机械手的喷涂轨迹。2.根据权利要求1所述的一种异型结构件表面热障涂层多轴联动喷涂装置，其特征在于，所述的三维建模单元(10)包括光学扫描仪(11)、可调式移动支架(12)和数据处理终端(13)，光学扫描仪(11)对待喷涂工件(40)的三维轮廓进行全方位扫描与拍照，将三维轮廓信息发送给数据处理终端(13)；可调式移动支架(12)支撑光学扫描仪(11)，满足光学扫描仪(11)在扫描与拍照过程中移动、姿态调整的需要；数据处理终端(13)处理采集到的三维轮廓信息，并拟合生成三维网格模型。3.根据权利要求2所述的一种异型结构件表面热障涂层多轴联动喷涂装置，其特征在于，所述的多轴联动等离子喷涂单元(20)包括PC计算机(21)、六轴机械手(22)、六轴机械手控制器(23)、联动变位机(24)、等离子喷枪(25)、喷枪固定夹具(26)和工件喷涂夹持工装(27)，所述PC计算机(21)接收三维网格模型，进行喷涂轨迹程序的离线编程，将喷涂轨迹程序发送至六轴机械手控制器(23)；六轴机械手控制器(23)根据喷涂轨迹程序控制六轴机械手(22)的运动轨迹，六轴机械手控制器(23)接收厚度监测与反馈单元(30)反馈的涂层厚度模拟量，将涂层厚度模拟量与预设的厚度数据进行比较，控制六轴机械手(22)的喷涂遍数；六轴机械手(22)夹持等离子喷枪(25)，根据设定的喷涂轨迹对待喷涂工件(40)进行等离子喷涂；联动变位机(24)在喷涂过程中，对待喷涂工件(40)进行回转和翻转；等离子喷枪(25)制备热障涂层，喷枪固定夹具(26)将等离子喷枪(25)固定在六轴机械手(22)上，工件喷涂夹持工装(27)将待喷涂工件(40)固定在联动变位机(24)上。4.根据权利要求3所述的一种异型结构件表面热障涂层多轴联动喷涂装置，其特征在于，所述厚度监测与反馈单元(30)包括位移传感器(31)、PLCA/D模块(32)、PLC(33)和数值显示器(34)，位移传感器(31)测量待喷涂工件(40)表面的涂层厚度，将涂层厚度数据发送至PLCA/D模块(32)；PLCA/D模块(32)将涂层厚度数据的位移物理量转换为模拟量，发送至PLC(33)；PLC(33)对模拟量进行处理，获得涂层厚度分布曲线发送至数值显示器(34)，并将模拟量数据反馈信息发送至六轴机械手控制器(23)；数值显示器(34)显示涂层厚度分布曲线。5.根据权利要求4所述的一种异型结构件表面热障涂层多轴联动喷涂装置，其特征在于，所述联动变位机(24)包括回转机构、翻转机构、支撑机构；所述支撑机构支撑回转机构和翻转机构；所述回转机构、翻转机构分别对待喷涂工件(40)进行回转和翻转。6.根据权利要求5所述的一种异型结构件表面热障涂层多轴联动喷涂装置，其特征在于，所述回转机构包括第一指示刻度牌(53)、法兰盘(54)、回转机构外壳(58)、下护罩(59)、回转伺服电机(64)、第一连接盘(65)、减速...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨震晓，曾一兵，倪立勇，马康智，文波，曲栋，
申请(专利权)人：航天材料及工艺研究所，中国运载火箭技术研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11