CN212567290U - 超音速火焰喷涂及涂层厚度、缺陷检测一体机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公布超音速火焰喷涂及涂层厚度、缺陷检测一体机，属于热喷涂设备技术领域。包括床身，床身一端转动安装有三爪卡盘；所述床身上安装有一对纵向导轨，一对所述纵向导轨上滑动安装有横向导轨；所述横向导轨上滑动安装有第一竖向导轨和第二竖向导轨；所述第一竖向导轨上滑动安装有红外光热涂层检测模块；所述第二竖向导轨上滑动安装有超音速火焰喷涂模块。本实用新型在进行超音速火焰喷涂的同时能够在线检测涂层厚度及涂层缺陷，并标记缺陷位置，便于及时处理，保证涂层加工质量。

Description

超音速火焰喷涂及涂层厚度、缺陷检测一体机

技术领域

本实用新型涉及热喷涂涂层设备技术领域，具体是超音速火焰喷涂及涂层厚度、缺陷检测一体机。

背景技术

在以超音速火焰技术为代表的热喷涂领域，由于工艺参数调整不当容易出现孔隙率较大，裂纹等涂层缺陷，最终造成涂层在实际服役过程中容易磨损甚至剥落，此外涂层厚度在一定程度上影响涂层质量和成本，因此在线检查涂层厚度及缺陷非常重要。然后目前尚未有商业化的融合超音速喷涂加工，涂层厚度及缺陷检查一体化机床，基于上述考虑，本实用新型设计一种超音速火焰喷涂及涂层厚度、缺陷检测一体机，能够确保在进行超音速火焰喷涂的同时在线检测涂层厚度及缺陷。

发明内容

本实用新型的目的在于提供超音速火焰喷涂及涂层厚度、缺陷检测一体机，该机床在超音速喷涂的同时可在线检测、记录涂层的厚度以及缺陷位置，以便后续调整工艺参数或进行涂层处理。

本实用新型通过以下技术方案实现：超音速火焰喷涂及涂层厚度、缺陷检测一体机，包括床身，床身一端转动安装有三爪卡盘；所述床身上安装有一对纵向导轨，一对所述纵向导轨上滑动安装有横向导轨；所述横向导轨上滑动安装有第一竖向导轨和第二竖向导轨；所述第一竖向导轨上滑动安装有用于涂层厚度及缺陷识别的红外光热涂层检测模块；所述第二竖向导轨上滑动安装有超音速火焰喷涂模块。

其进一步是：所述三爪卡盘轴心与纵向导轨垂直，三爪卡盘轴心与横向导轨平行。

所述床身侧边具有侧板，一对所述纵向导轨垂直固定在床身侧板底部；所述床身侧板上滑动安装有侧面夹板。

还包括用于带动三爪卡盘转动的主轴电机，用于带动横向导轨沿着纵向导轨滑动的第一步进电机，用于带动第一竖向导轨、第二竖向导轨沿着横向导轨滑动的第二步进电机，用于控制红外光热涂层检测模块沿着第一竖向导轨滑动的检测模块步进电机，用于控制超音速火焰喷涂模块沿着第二竖向导轨滑动的喷涂模块步进电机，各电机连接主控系统，主控系统连接有显示屏；所述显示屏安装在床身上。

工作时，先通过三爪卡盘或侧面夹板固定喷涂工件，再使用超音速火焰喷涂模块对工件喷涂；当涂层喷涂完成后，用于涂层厚度及缺陷识别的红外光热涂层检测模块扫描工件，将涂层厚度数值或有涂层缺陷的位置标记出来；然后工人判断是否可以继续进行加工、或停止加工、或处理缺陷涂层，之后红外光热涂层检测模块再次扫描检测，重复操作，直至涂层质量合格，如果存在重大涂层缺陷可以报废。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：在进行超音速火焰喷涂的同时，在线检测涂层厚度及缺陷，方便操作者及时掌握涂层质量情况，提出改进措施，从而降低材料浪费，保证涂层符合加工要求。

附图说明

图1是本实用新型实施例一结构示意图；

图2是本实用新型实施例二电路系统示意图；

图中：1、床身；2、显示屏；3、三爪卡盘；4、侧面夹板；5、纵向导轨；6、横向导轨；7、超音速火焰喷涂模块；8、第二竖向导轨；9、第一竖向导轨；10、红外光热涂层检测模块。

具体实施方式

以下是本实用新型的一个具体实施例，现结合附图对本发明做进一步说明。

实施例一

结合图1所示，超音速火焰喷涂及涂层厚度、缺陷检测一体机，包括床身1，床身1一端转动安装有三爪卡盘3。三爪卡盘3用于夹持回转体工件，并通过床身1内的主轴电机匀速旋转回转体工件，保证喷涂均匀，如若需要，在床身1右侧可以加顶尖，防止回转体工件过长时下垂。

床身1侧边具有侧板，一对纵向导轨5垂直固定在床身1侧板底部；床身1侧板上滑动安装有侧面夹板4。侧面夹板4用于固定长条形工件，可以上下移动。其两边有夹持装置固定住工件，防止喷涂时工件移动。

一对纵向导轨5上滑动安装有横向导轨6，三爪卡盘3轴心与纵向导轨5垂直，三爪卡盘3轴心与横向导轨6平行。横向导轨6上滑动安装有第一竖向导轨9和第二竖向导轨8，第一竖向导轨9和第二竖向导轨8固定在一起。第一竖向导轨9上滑动安装有红外光热涂层检测模块10，第二竖向导轨8上滑动安装有超音速火焰喷涂模块7。

工作时，先通过三爪卡盘或侧面夹板固定喷涂工件，再使用超音速火焰喷涂模块对工件喷涂；当涂层喷涂完成后，红外光热涂层检测模块扫描工件，将涂层厚度数值以及涂层缺陷位置标记出来；然后操作者进行判断是否继续加工或处理缺陷，之后红外光热涂层检测模块再次检测一遍，重复操作，直至工件符合加工要求。

实施例二

在上述实施例一的基础上，再结合图2所示，主轴电机用于带动三爪卡盘3转动；

第一步进电机用于带动横向导轨6沿着纵向导轨滑动，从而控制超音速火焰喷涂模块7以及红外光热涂层检测模块10与工件的距离；

第二步进电机用于带动第一竖向导轨9、第二竖向导轨8沿着横向导轨6滑动，用于控制超音速火焰喷涂模块竖直导轨8以及红外光热涂层检测模块导轨9的横向移动，保证喷涂以及检测时匀速移动，提高精度；

检测模块步进电机用于控制红外光热涂层检测模块10沿着第一竖向导轨9滑动，用于控制红外光热涂层检测模块10上下移动。内部有激光测距传感器，用于保证精确测量时离工件的最佳距离；

喷涂模块步进电机用于控制超音速火焰喷涂模块7沿着第二竖向导轨8滑动，用于控制超音速火焰喷涂模块上下移动，内部有激光测距传感器，控制喷口到工件的距离，使得粉末粒子到工件表面时温度达到最佳值；超音速火焰喷涂模块7用于对工件进行超音速火焰喷涂，也可用来固定工厂中已有的超音速火焰喷头；

各电机连接主控系统，主控系统连接有显示屏2，显示屏2安装在床身1上；显示屏2用于显示设置选项以及工件涂层的缺陷位置以及类型。考虑到工人一般带手套进行加工作业，所以使用实体按键来操作更加可靠。

如图2所示，本实施例以51单片机为例，主控系统与其他元件的连接为：红外光热涂层检测模块10的信号输入端与51单片机信号输出端相连；红外光热涂层检测模块10的信号输出端与51单片机信号输入端相连；控制导轨移动的四个步进电机通过4988驱动器连接51单片机；主轴电机的信号端连接51单片机。12864显示屏与单片机点相连。

本实施例中红外光热涂层检测模块10，选用Coatmaster在线红外光热湿膜测厚系统，该系统可实现较大工作距离的涂层厚度测量。该系统与主控系统相连。将测量的涂层数据发送给主控系统。当涂层厚度不均匀或出现缺陷时，通过红外光热涂层检测模块10内部的喷墨装置喷墨来标记，比如：涂层中有较大孔隙时用紫色颜料，涂层厚度不均匀用红色颜料等等。其中，超音速火焰喷涂涂层缺陷的种类主要有气孔和裂纹，主控系统接收到数据后即可确定该处存在缺陷。缺陷种类可以在Coatmaster在线红外光热湿膜测厚系统精确测量时确定。精确测量是当测厚系统在最佳检测距离时测量。另外，红外光热涂层检测模块10的最佳检测距离由系统厂家决定。

工作原理：

超音速火焰喷涂前，操作者通过三爪卡盘3或侧面夹板4夹持好工件，并通过按键设置本次喷涂的涂层参数，包括最大涂层厚度，最大孔隙率等，主控系统根据设置要求，从数据库中找出对应的超音速火焰喷涂模块7中喷头与工件的距离、送粉率、氧气流量、煤油流量及喷涂时间等参数，从而控制横向导轨6在纵向导轨5上移动到相应的喷涂距离，以及喷头横向移动的速度；

超音速火焰喷涂模块7开始喷涂后，主控系统根据设置的参数控制第二竖向导轨8按对应速度匀速向右运动，并且第一竖向导轨9匀速向右运动，其上红外光热涂层检测模块10实时测量并记录涂层的厚度、缺陷的位置以及类型。工件喷涂完成后红外光热涂层检测模块10通过导轨移动到最佳测量距离，再次扫描确定缺陷位置以及类型，并通过设置在第一竖向导轨9上的喷墨装置标记；

缺陷处的涂层被处理后，操作者夹持好工件，红外光热涂层检测模块10再次扫描并将涂层厚度低于正常值的位置发送给主控系统，同时主控系统控制超音速火焰喷涂模块7对处理处重新喷涂。结束后再次检测，重复操作，直至工件达标。

本实施例可以看出，该机床在操作者设置好各方面参数后，喷涂时可在线检测、记录并发送涂层的厚度以及缺陷位置信息给主控系统，并在结束后通过显示屏显示出缺陷的位置及类型，同时对缺陷处喷墨标记以便工人后续处理。

Claims (4)

1.一种超音速火焰喷涂及涂层厚度、缺陷检测一体机，包括床身（1），床身（1）一端转动安装有三爪卡盘（3）；

其特征在于：所述床身（1）上安装有一对纵向导轨（5），一对所述纵向导轨（5）上滑动安装有横向导轨（6）；

所述横向导轨（6）上滑动安装有第一竖向导轨（9）和第二竖向导轨（8）；所述第一竖向导轨（9）上滑动安装有红外光热涂层检测模块（10）；所述第二竖向导轨（8）上滑动安装有超音速火焰喷涂模块（7）。

2.根据权利要求1所述的超音速火焰喷涂及涂层厚度、缺陷检测一体机，其特征在于：所述三爪卡盘（3）轴心与纵向导轨（5）垂直，三爪卡盘（3）轴心与横向导轨（6）平行。

3.根据权利要求2所述的超音速火焰喷涂及涂层厚度、缺陷检测一体机，其特征在于：所述床身（1）侧边具有侧板，一对所述纵向导轨（5）垂直固定在床身（1）侧板底部；所述床身（1）侧板上滑动安装有侧面夹板（4）。

4.根据权利要求1所述的超音速火焰喷涂及涂层厚度、缺陷检测一体机，其特征在于：还包括用于带动三爪卡盘（3）转动的主轴电机，用于带动横向导轨（6）沿着纵向导轨（5）滑动的第一步进电机，用于带动第一竖向导轨（9）、第二竖向导轨（8）沿着横向导轨（6）滑动的第二步进电机，用于控制红外光热涂层检测模块（10）沿着第一竖向导轨（9）滑动的检测模块步进电机，用于控制超音速火焰喷涂模块（7）沿着第二竖向导轨（8）滑动的喷涂模块步进电机，各电机连接主控系统，主控系统连接有显示屏（2）；所述显示屏（2）安装在床身（1）上。

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