CN109590139B - 异型结构件表面热障涂层多轴联动喷涂装置及喷涂方法 - Google Patents

异型结构件表面热障涂层多轴联动喷涂装置及喷涂方法 Download PDF

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Abstract

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。

Description

异型结构件表面热障涂层多轴联动喷涂装置及喷涂方法
技术领域
本发明属于表面工程技术领域，涉及一种喷涂装置及喷涂方法。
背景技术
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。
发明内容
本发明所解决的技术问题是：针对现有技术存在的缺陷，本发明提供了一种异型结构件表面热障涂层多轴联动喷涂装置及自动化喷涂方法，实现复杂异型件热障涂层一次喷涂成形，异型面涂层厚度分布均匀，涂层生产效率高。
本发明所采用的技术方案是：一种异型结构件表面热障涂层多轴联动喷涂装置，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；
所述三维建模单元对待喷涂工件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将三维建模单元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，对待喷涂工件进行热障涂层的喷涂成形；
所述厚度监测与反馈单元实时监测等离子喷涂过程中待喷涂工件的涂层厚度，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，控制六轴机械手的喷涂轨迹。
所述的三维建模单元包括光学扫描仪、可调式移动支架和数据处理终端，光学扫描仪对待喷涂工件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；可调式移动支架支撑光学扫描仪，满足光学扫描仪在扫描与拍照过程中移动、姿态调整的需要；数据处理终端处理采集到的三维轮廓信息，并拟合生成三维网格模型。
所述的多轴联动等离子喷涂单元包括PC计算机、六轴机械手、六轴机械手控制器、联动变位机、等离子喷枪、喷枪固定夹具和工件喷涂夹持工装，所述PC计算机接收三维网格模型，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；六轴机械手控制器根据喷涂轨迹程序控制六轴机械手的运动轨迹，六轴机械手控制器接收厚度监测与反馈单元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，控制六轴机械手的喷涂遍数；六轴机械手夹持等离子喷枪，根据设定的喷涂轨迹对待喷涂工件进行等离子喷涂；联动变位机在喷涂过程中，对待喷涂工件进行回转和翻转；等离子喷枪制备热障涂层，喷枪固定夹具将等离子喷枪固定在六轴机械手上，工件喷涂夹持工装将待喷涂工件固定在联动变位机上。
所述厚度监测与反馈单元包括位移传感器、PLC A/D模块、PLC和数值显示器，位移传感器测量待喷涂工件表面的涂层厚度，将涂层厚度数据发送至PLC A/D模块；PLC A/D模块将涂层厚度数据的位移物理量转换为模拟量，发送至PLC；PLC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，并将模拟量数据反馈信息发送至六轴机械手控制器；数值显示器显示涂层厚度分布曲线。
所述联动变位机包括回转机构、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进行回转和翻转。
所述回转机构包括第一指示刻度牌、法兰盘、回转机构外壳、下护罩、回转伺服电机、第一连接盘、减速机固定盘、直角减速机、导电滑环支架、导电滑环、导电滑环安装支架；
下护罩安装在回转机构外壳上，回转伺服电机、直角减速机安装在回转机构外壳内，回转伺服电机的输出轴与直角减速机的输入轴相连；减速机固定盘安装在回转机构外壳表面的安装孔内，直角减速机一端通过减速机固定盘安装在回转机构外壳上，法兰盘通过第一连接盘安装在直角减速机的输出轴上；直角减速机另一端通过导电滑环安装支架与导电滑环相连，导电滑环通过导电滑环支架固定在下护罩内；第一指示刻度牌安装在法兰盘侧面，用于法兰盘的零位设定。
所述翻转机构包括翻转伺服电机、键块、第二指示刻度牌、第二连接盘、同轴减速机、转轴、轴承、档盘；
翻转伺服电机的输出轴与同轴减速机的输入轴相连，同轴减速机固定在支撑机构上，回转机构外壳一侧与支撑机构通过第二连接盘连接，回转机构外壳另一侧通过转轴、轴承安装在支撑机构上，轴承嵌套在转轴上；翻转伺服电机的翻转运动通过同轴减速机内部传递，带动回转机构外壳和轴承翻转；第二指示刻度牌安装在转轴侧面，用于回转机构外壳的零位设定；档盘安装在轴承和支撑机构之间。
所述支撑机构包括右护罩、左护罩、吊环、底座、螺钉、保护弹簧、右支架、左支架；
同轴减速机固定在右支架上，回转机构外壳一侧与右支架通过第二连接盘连接，转轴和轴承安装在左支架上；右支架、左支架通过螺钉安装在底座上，右护罩安装在右支架外侧，左护罩安装在左支架外侧；吊环安装在底座上，用于吊装；保护弹簧安装在回转机构外壳内部，用于减震。
一种使用多轴联动喷涂装置进行自动化喷涂方法，包括步骤如下：
步骤一、使用三维建模单元采集待喷涂工件外部形状的三维轮廓信息，并生成离线编程软件可识别的三维网格模型；
步骤二、将三维建模生成的三维网格模型导入PC计算机中，通过六轴机械手专用离线编程软件对六轴机械手运动参数、联动变位机运动参数进行设定，编制并生成适应于待喷涂工件各个型面的仿形喷涂轨迹程序，并在离线编程软件中进行仿形喷涂轨迹程序的仿真模拟和调整；六轴机械手运动参数包括喷涂姿态、喷涂角度、喷涂轨迹、移动速度、相对位置；联动变位机运动参数包括回转或翻转速度、角度、姿态；
步骤三、将离线编程软件中生成的仿形喷涂轨迹程序导入六轴机械手控制器中，进行待喷涂工件等离子喷涂；
所述步骤三、在喷涂过程中，使用厚度监测与反馈单元实时监测等离子喷涂过程中待喷涂工件的涂层厚度，对采样数据进行处理与分析，并将处理后的数据反馈给六轴机械手控制器，根据预设的涂层厚度要求及待喷涂工件表面涂层厚度的分布状态，调整和修正六轴机械手运动参数、联动变位机运动参数，控制六轴机械手的喷涂轨迹。
本发明与现有技术相比的优点在于：
(1)本发明的多轴联动自动化喷涂技术的涂层制备效率高、涂层质量好，异型面涂层厚度均匀一致性高，可实现复杂异型结构件一次喷涂成形，特别适用于批量的热喷涂作业，其受热喷涂恶劣环境的影响非常小，且可实现连续批生产；
(2)本发明的多轴联动自动化喷涂程序控制的喷涂过程是完全固定且可重复，避免操作工的技术水平差异及个人的工作情绪等人为因素带来的影响，降低了对工人操作技术的要求，具有高精度、高效率、低消耗的特点；
(3)本发明采用光学扫描系统+离线编程方式，可自动生成六轴机械手喷涂轨迹，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，在离线编程软件中可完成喷涂轨迹仿真和调整，大大减小了工件外部形状特征对于热喷涂的限制，为复杂异型结构件的热障涂层制备提供了一种便捷方式。
附图说明
图1(a)为本发明的多轴联动变位机示意图。
图1(b)为本发明的多轴联动变位机的俯视图。
图1(c)为图1(b)中A-A的剖面图。
图2为本发明中异型结构件表面热障涂层多轴联动喷涂装置的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明做进一步的详细说明。
如图2所示，本发明提供了一种异型结构件表面热障涂层多轴联动喷涂装置，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；三维建模单元10用于待喷涂工件40外部形状的三维网格模型建立，对待喷涂工件的外部形状进行三维扫描与拍照，经过多次扫描获得点云数据，通过公共参考点进行拼凑、拟合，生成高质量的三维网格模型；多轴联动等离子喷涂单元20用于根据工件40的外部形状进行仿形喷涂轨迹编制，将三维建模单元10生成的三维网格模型导入六轴机械手22的离线编程软件中(在本实施例中，采用的六轴机械手22的型号为Motoman HP20D，输入六轴机械手移动速度和角度、变位机回转/翻转速度和角度、喷枪距离工件的距离、六轴机械手行走方式和顺序等参数，生成仿形喷涂轨迹程序)，根据工件外形特征对六轴机械手22运动参数、联动变位机24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，对复杂异型结构件进行热障涂层的一次喷涂成形；
如图1(a)～(c)所示，联动变位机24包括翻转伺服电机51、右护罩52、第一指示刻度牌53、法兰盘54、键块55、左护罩56、吊环57、回转机构外壳58、下护罩59、底座60、螺钉61、第二指示刻度牌62、保护弹簧63、回转伺服电机64、第一连接盘65、减速机固定盘66、第二连接盘67、同轴减速机68、直角减速机69、右支架70、导电滑环支架71、导电滑环72、导电滑环安装支架73、左支架74、垫块75、转轴76、轴承77、档盘78。
下护罩59安装在回转机构外壳58上，回转伺服电机64、直角减速机69安装在回转机构外壳58内，回转伺服电机64的输出轴与直角减速机69的输入轴相连；减速机固定盘66安装在回转机构外壳58表面的安装孔内，直角减速机69一端通过减速机固定盘66安装在回转机构外壳58上，法兰盘54通过第一连接盘65安装在直角减速机69的输出轴上；直角减速机69另一端通过导电滑环安装支架73与导电滑环72相连，导电滑环72通过导电滑环支架71固定在下护罩59内；第一指示刻度牌53安装在法兰盘54侧面，用于法兰盘54的零位设定；
翻转伺服电机51的输出轴与同轴减速机68的输入轴相连，同轴减速机68固定在右支架70上，回转机构外壳58一侧与右支架70通过第二连接盘67连接，回转机构外壳58另一侧通过转轴76、轴承77安装在左支架74上，轴承77嵌套在转轴76上翻转伺服电机51的翻转运动通过同轴减速机68内部传递，带动回转机构外壳58和轴承77翻转；第二指示刻度牌62安装在转轴76侧面，用于回转机构外壳58的零位设定；档盘78安装在轴承77和左支架74之间。
右支架70、左支架74通过螺钉61安装在底座60上，右护罩52安装在右支架70外侧，左护罩56安装在左支架74外侧；吊环57安装在底座60上，用于吊装；保护弹簧63安装在回转机构外壳58内部，用于减震。
联动变位机24具备回转和翻转功能，其中，回转功能是通过回转伺服电机64的输出轴与直角减速机69的输入轴相连，直角减速机69通过减速机固定盘66安装在回转机构外壳58上，回转伺服电机64的回转运动通过直角减速机69内部传动机构传递至法兰盘54，带动法兰盘54回转，为了实现无限制连续回转功能，通过导电滑环72与直角减速机69相连，避免导线在回转过程中缠绕抱死发生，通过导电滑环72来传输动力和信号的回转连接；其中翻转伺服电机51的输出轴与同轴减速机68的输入轴相连，同轴减速机68直接固定在右支架70上，回转机构外壳58与右支架70通过第二连接盘67连接，轴承77嵌套在转轴76上，转轴76固定在左支架74上，翻转伺服电机51的翻转运动通过同轴减速机68内部传递至回转机构外壳58和轴承77，带动回转机构外壳58和轴承77一起翻转，翻转角度设定为±75°；
厚度监测与反馈单元30用于实时监测等离子喷涂过程中待喷涂工件40的涂层厚度，对采样数据进行处理与分析，并将处理后的数据发送至六轴机械手控制器23，根据预设的涂层厚度要求及待喷涂工件40表面涂层厚度的分布状态，调整和修正六轴机械手22运动参数、联动变位机运动参数，控制六轴机械手22的喷涂轨迹。
应用此种配置方式，通过在多轴联动喷涂装置中配置三维建模单元10、多轴联动等离子喷涂单元20和厚度监测与反馈单元30，三维建模单元10根据不同的工件40尺寸大小，选择相对应扫描范围、精度的扫描头，可实现对异型复杂工件的全方位、无死角扫描与拍照，所建立的工件三维网格模型更精准、还原度更高；再者，多轴联动等离子喷涂单元20通过在联动变位机24的转盘上增加多工位夹持工装，可满足多工件同时喷涂，借助离线编程软件仿真和调整自动化喷涂轨迹程序，实现六轴机械手22与联动变位机24两者之间的高度协调配合，满足复杂异型工件不同异型面对于喷涂角度、喷涂姿态的极限位置需求；此外，在自动化喷涂过程中，引入厚度监测与反馈单元30，将涂层厚度进行可视化表征，直接在显示器上直观输出与显示，有效避免了传统接触式厚度测量带来的停顿以及污染涂层表面问题，提高了工件喷涂效率。
在本发明中，为了实现对工件进行三维建模，可将三维建模单元10配置为包括光学扫描仪11、可调式移动支架12和数据处理终端13，光学扫描仪11用于对待喷涂工件的三维轮廓进行全方位扫描与拍照，可调式移动支架12用于满足光学扫描仪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用于处理采集到的三维轮廓信息，并拟合生成三维网格模型。
应用此种配置方式，根据工件外观尺寸，选择相对应的扫描头，并安装在可调式移动支架12上，同时在工件表面粘贴可被扫描识别的圆形贴纸，通过可调式移动支架12的便携式移动、万向调节，实现待喷涂工件全方位、无死角扫描与拍照；数据处理终端13处理采集到的三维轮廓信息，借助公共参考点对不同角度下扫描获得的点云数据进行拼接、拟合，将拼接的点云文件计算成网格文件，再对网格进行精细化处理，最终生成CAD格式的三维网格模型数据。
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；
应用此种配置方式，通过六轴机械手控制器23对六轴机械手22姿态和角度、联动变位机24姿态和角度进行设置与调整，设计出满足工件各个异型面喷涂角度和姿态要求的喷涂轨迹，实现工件表面热障涂层的多轴联动自动化喷涂，取代人工喷涂或机械化喷涂方式，解决异型复杂工件涂层均匀性差问题，提高异型弧面、尖角处涂层质量；工件喷涂夹持工装27设计成8～12工位夹持方式，实现一炉次多工件一次喷涂成形，大大提高了多轴联动自动化喷涂效率。
多轴联动等离子喷涂单元20通过PC计算机21中的离线编程软件，重建工件整个工作场景的三维虚拟环境，根据工件尺寸、材质及相对位置，自动生成六轴机械手运动轨迹程序，在离线编程软件中仿真与调整喷涂轨迹。
应用此种配置方式，将六轴机械手22、联动变位机24、等离子喷枪25、喷枪固定夹具26、工件喷涂夹持工装27、工件40的三维网格模型信息输入离线编程软件，重建工件整个工作场景的三维虚拟环境，设置六轴机械手移动速度和角度、变位机回转/翻转速度和角度、喷枪距离工件的距离、六轴机械手行走方式和顺序等参数，运用计算机处理技术自动生成六轴机械手喷涂轨迹程序，在离线编程软件中可直接进行喷涂轨迹的仿真和调整，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。
厚度监测与反馈单元30包括位移传感器31、PLC A/D模块32、PLC33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PLC A/D模块32；PLC A/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PLC33；PLC33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。
应用此种配置方式，通过厚度监测与反馈单元30中的数值显示器34，操作人员可远距离、直观获得实时的涂层厚度情况，有效避免了传统接触式厚度测量带来的停顿以及污染涂层表面问题，实现了涂层厚度的可视化表征，提高了工件的喷涂效率；通过传感器31采集到涂层厚度信息，经PLC A/D模块32转化并传输给PLC33，PLC33数据处理与分析后，将电信号模拟量再反馈给六轴机械手控制器23，根据预设的涂层厚度要求及待喷涂工件40表面涂层厚度的分布状态，调整和修正六轴机械手运动参数、联动变位机运动参数，控制六轴机械手22的喷涂轨迹。
一种异型结构件表面热障涂层多轴联动自动化喷涂方法，包括下列步骤：
1)三维建模：
使用三维建模单元中采集待喷涂工件40外部形状的三维轮廓信息，并生成离线编程软件可识别的三维网格模型；
2)仿形喷涂轨迹程序离线编程：
将三维建模生成的三维网格模型导入多轴联动等离子喷涂单元20的PC计算机21中，通过六轴机械手专用离线编程软件对六轴机械手22运动参数(喷涂姿态、喷涂角度、喷涂轨迹、移动速度、相对位置等)、联动变位机24运动参数(回转或翻转速度、角度、姿态等)进行设定，编制并生成适应于工件各个异型面的仿形喷涂轨迹程序，并在离线编程软件中进行仿形喷涂轨迹程序的仿真模拟和调整；
3)多轴联动自动化等离子喷涂：
将离线编程软件中生成的仿形喷涂轨迹程序导入多轴联动等离子喷涂单元20的六轴机械手控制器23中，进行复杂异型工件的多轴联动自动化等离子喷涂。
涂层厚度可视化表征：
在喷涂过程中，采用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，对采样数据进行处理与分析，并将处理后的数据反馈给多轴联动等离子喷涂单元20的六轴机械手控制器23，根据预设的涂层厚度要求，六轴机械手22自动判断是否继续作业；通过工件表面涂层厚度分布状态，及时调整和修正六轴机械手移动角度和速度、六轴机械手22与联动变位机24协调匹配度等参数，将工件表面热障涂层喷涂均匀。
作为本发明的一个具体实施例，根据待喷涂工件40的外观尺寸，使用三维建模单元10中相对应的扫描头，借助可调式移动支架12的便携式移动、万向调节的配合，全方位、无死角地扫描与拍照待喷涂工件的外部轮廓，经数据处理终端13处理采集到工件的三维轮廓信息，借助公共参考点进行点云数据拼接、拟合，并生成离线编程软件可识别的生成CAD格式的三维网格模型数据；将三维建模生成的三维网格模型以及六轴机械手22、联动变位机24、等离子喷枪25、喷枪固定夹具26、工件喷涂夹持工装27、工件40的三维网格模型信息输入多轴联动等离子喷涂单元的PC计算机21的离线编程软件，重建工件40整个工作场景的三维虚拟环境导入中，通过六轴机械手专用离线编程软件对六轴机械手22运动参数、联动变位机24运动参数进行设定，编制并生成适应于工件各个异型面的仿形喷涂轨迹程序；将离线编程软件中生成的仿形喷涂轨迹程序导入多轴联动等离子喷涂单元20的六轴机械手控制器23中，在离线编程软件进行仿形喷涂轨迹地调试、运行，对六轴机械手22的喷涂姿态、角度和运行轨迹进行修正与完善，完成复杂异型工件的多轴联动自动化喷涂；采用厚度监测与反馈单元30实时监测等离子喷涂过程中工件的涂层厚度，对采样数据进行处理与分析，并将处理后的数据反馈给多轴联动等离子喷涂单元20的六轴机械手控制器23，根据预设的涂层厚度要求及待喷涂工件40表面涂层厚度的分布状态，调整和修正六轴机械手运动参数、联动变位机运动参数，控制六轴机械手22的喷涂轨迹。
本发明未详细说明部分为本领域技术人员公知技术。

Claims (3)

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，对点云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，根据待喷涂工件(40)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，编制出适应于待喷涂工件(40)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；
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；
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；
所述厚度监测与反馈单元(30)包括位移传感器(31)、PLC A/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PLC A/D模块(32)；PLC A/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；
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；
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)、减速机固定盘(66)、直角减速机(69)、导电滑环支架(71)、导电滑环(72)、导电滑环安装支架(73)；
下护罩(59)安装在回转机构外壳(58)上，回转伺服电机(64)、直角减速机(69)安装在回转机构外壳(58)内，回转伺服电机(64)的输出轴与直角减速机(69)的输入轴相连；减速机固定盘(66)安装在回转机构外壳(58)表面的安装孔内，直角减速机(69)一端通过减速机固定盘(66)安装在回转机构外壳(58)上，法兰盘(54)通过第一连接盘(65)安装在直角减速机(69)的输出轴上；直角减速机(69)另一端通过导电滑环安装支架(73)与导电滑环(72)相连，导电滑环(72)通过导电滑环支架(71)固定在下护罩(59)内；第一指示刻度牌(53)安装在法兰盘(54)侧面，用于法兰盘(54)的零位设定；
所述翻转机构包括翻转伺服电机(51)、键块(55)、第二指示刻度牌(62)、第二连接盘(67)、同轴减速机(68)、转轴(76)、轴承(77)、档盘(78)；
翻转伺服电机(51)的输出轴与同轴减速机(68)的输入轴相连，同轴减速机(68)固定在支撑机构上，回转机构外壳(58)一侧与支撑机构通过第二连接盘(67)连接，回转机构外壳(58)另一侧通过转轴(76)、轴承(77)安装在支撑机构上，轴承(77)嵌套在转轴(76)上；翻转伺服电机(51)的翻转运动通过同轴减速机(68)内部传递，带动回转机构外壳(58)和轴承(77)翻转；第二指示刻度牌(62)安装在转轴(76)侧面，用于回转机构外壳(58)的零位设定；档盘(78)安装在轴承(77)和支撑机构之间；
所述支撑机构包括右护罩(52)、左护罩(56)、吊环(57)、底座(60)、螺钉(61)、保护弹簧(63)、右支架(70)、左支架(74)；
同轴减速机(68)固定在右支架(70)上，回转机构外壳(58)一侧与右支架(70)通过第二连接盘(67)连接，转轴(76)和轴承(77)安装在左支架(74)上；右支架(70)、左支架(74)通过螺钉(61)安装在底座(60)上，右护罩(52)安装在右支架(70)外侧，左护罩(56)安装在左支架(74)外侧；吊环(57)安装在底座(60)上，用于吊装；保护弹簧(63)安装在回转机构外壳(58)内部，用于减震。
2.一种使用如权利要求1所述的多轴联动喷涂装置进行自动化喷涂方法，其特征在于，包括步骤如下：
步骤一、使用三维建模单元(10)采集待喷涂工件(40)外部形状的三维轮廓信息，并生成离线编程软件可识别的三维网格模型；
步骤二、将三维建模生成的三维网格模型导入PC计算机(21)中，通过六轴机械手专用离线编程软件重建待喷涂工件(40)的三维虚拟环境，对六轴机械手运动参数、联动变位机运动参数进行设定，编制并生成适应于待喷涂工件(40)各个型面的仿形喷涂轨迹程序，并在离线编程软件中进行仿形喷涂轨迹程序的仿真模拟和调整；六轴机械手运动参数包括喷涂角度、喷涂轨迹、移动速度、相对位置；联动变位机运动参数包括回转速度、回转角度、翻转速度、翻转角度；
步骤三、将离线编程软件中生成的仿形喷涂轨迹程序导入六轴机械手控制器(23)中，进行待喷涂工件(40)等离子喷涂。
3.根据权利要求2所述的自动化喷涂方法，其特征在于，所述步骤三、在喷涂过程中，使用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，对采样数据进行处理与分析，并将处理后的采样数据反馈给六轴机械手控制器(23)，根据预设的涂层厚度要求及待喷涂工件(40)表面涂层厚度的分布状态，调整和修正六轴机械手运动参数、联动变位机运动参数，控制六轴机械手(22)的喷涂轨迹。
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