-
Die Erfindung betrifft ein Lichtbogen-Drahtspritz-Beschichtungsverfahren für Zylinderbohrungen von Verbrennungsmotoren.
-
Beim Lichtbogen-Drahtspritzen wird zwischen zwei kontinuierlich zugeführten Drähten ein Lichtbogen unterhalten, der das Drahtmaterial aufschmilzt. Mittels eines Trägergasstromes werden entstehende Metalltropfen als Spray auf eine Metalloberfläche aufgebracht, um dort eine Beschichtung zu bilden.
-
Dazu ist es beispielsweise aus der
DE 42 10 798 A1 bekannt, den Drahtvorschubantrieb prozessabhängig zu regeln. Der entsprechende Regelkreis umfasst eine Sensoreinrichtung zur Erfassung der Position des Lichtbogens sowie eine Einrichtung zur Auswertung des Signals der Sensoreinrichtung um die Fördergeschwindigkeit wenigstens eines Drahtvorschubs zu steuern. Damit sollen Lageschwankungen des Lichtbogens im Millisekundenbereich präzise ausgeregelt werden.
-
Weiter ist es aus der
DE 10 2005 010 754 B4 bekannt, thermische Spritzprozesse mittels bildgebender Verfahren zu kontrollieren oder zu regeln. Dazu ist vorgesehen, dass die Materialverteilung mindestens zweier Materialien A und B und deren materialspezifische mittlere Temperatur innerhalb des Spritzstrahls als Regelgrößen für die Spritzparameter-Trägergasdurchfluss oder Trägergasstrom, Brennerleistung und/oder Materialdosierung verwendet werden. Das Verfahren soll sich für atmosphärisches Plasmaspritzen, autogenes Flammspritzen, Hochgeschwindigkeitsflammspritzen, Lichtbogen-Drahtspritzen oder Hochleistungsplasmaspritzen eignen.
-
-
Die
DE 10 2009 004 581 A1 offenbart eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Lichtbogendrahtspritzen mit lediglich einer -drahtförmigen verbrauchbaren Elektrode und einer nicht verbrauchbaren Elektrode. Im Lichtbogen wird der Draht abgeschmolzen und mittels eines Zerstäubergases als Partikelstahl auf ein Werkstück gerichtet. Um den Prozess zu steuern, werden die Spannung und/oder die Stromstärke überwacht und anhand dessen die Drahtvorschubgeschwindigkeit automatisch geregelt.
-
Weiter offenbart die
DE 691 23 152 T2 eine Hochgeschwindigkeitslichtbogenspritzvorrichtung zur Durchführung einer Plasmabeschichtung. Dazu weist die Vorrichtung eine Pilotdüse mit einer darin angeordneten nicht abschmelzenden Kathode auf, von der ein Lichtbogen erzeugt wird, der die vor der Düse angeordnete Anode trifft. Es wird ein Überschall-Plasmastrahl ausgebildet, der von der Anode abschmelzendes Material auf das Werkstück fördert. Außerdem kann dem Plasmastrahl Metallpulver zugeführt werden. Die Zusammensetzung des Plasmagases und der Gasdruck können so gesteuert werden, dass die Merkmale der sich ergebenden Ablagerung wie gewünscht festgelegt sind. Es ist eine Spannungsregelsensorschaltung vorgesehen, um bei einem unzulässigen Anstieg der Versorgungsspannung die Drahtzufuhr zu stoppen und die Ausbildung von Sekundärbögen zu verhindern, die die Spritzvorrichtung beschädigen könnten.
-
Weiter ist aus der
US 6,703,579 B1 eine thermische Spritzeinrichtung bekannt, bei der ein kontinuierlich zugeführter Draht mittels Lichtbogens abgeschmolzen wird. Eine Sensoreinrichtung zur Überwachung der zugeführten elektrischen Leistung reguliert die Drahtzuführgeschwindigkeit.
-
Die
EP 1 358 943 B1 offenbart eine Drahtspritzeinrichtung mit zwei zugeführten abschmelzenden Drähten, zwischen denen ein Lichtbogen brennt und die dem Lichtbogen kontinuierlich zugeführt werden. Das abschmelzende Drahtmaterial wird mittels Gasstrahls auf ein Werkstück geführt. Zur Steuerung und/oder Regelung weist die Vorrichtung eine frei programmierbare Ansteuereinheit auf, mit welcher der Arbeitsdruck mit dem das Gas die Schmelze beaufschlagt und/oder die zugeführte Menge und/oder Art von Partikeln und/oder der Drahtvorschub und/oder die den Spritzdrähten zugeführte elektrische Energie und/oder ein weiterer Prozessparameter einzeln eingestellt werden können. Die Ansteuereinheit kann Sensorleitungen umfassen, durch die der Ansteuereinheit verschiedene Betriebsparameter, wie beispielsweise aktueller Arbeitsdruck, Gasdruck in der Prozesskammer, Umgebungsdruck, Temperatur, elektrische Betriebsparameter der Energiequelle oder andere Parameter übermittelbar sind.
-
Weiter ist aus der
EP 0 837 305 A1 eine Beschichtungseinrichtung mit optischer Erfassung eines Plasmastrahls bekannt, wobei die optische Erfassung des Plasmastrahls dazu dient, die zu erwartende Schichtqualität qualitativ zu beurteilen. Dazu wird insbesondere die räumliche Intensitätsverteilung der von den erhitzten im Plasmastrahl vorhandenen Partikeln erzeugten Strahlung herangezogen. Eine Grenzwertelektronik kann am jeweiligen Sensor das Überschreiten eines vorgegebenen Signalwerts erkennen und anzeigen.
-
Die
DE 10 2010 064 133 A1 beschreibt Lichtbogen-Drahtspritzvorrichtung bei der zwei abschmelzende Drähte, zwischen denen ein Lichtbogen brennt, mittels einer Vorwärmeinrichtung auf gleiche oder unterschiedliche Temperaturen vorwärmt. Die Vorwärmeinrichtung kann als elektrischer Heizer, Brenner, Induktoren und/oder Plasmaquelle eingerichtet sein.
-
Weiter ist aus der
DE 603 07 531 T2 eine Plasma-Spritzeinrichtung bekannt, bei der der Spritzprozess anhand von Bildern des Spritzstrahls gesteuert wird. Als Spritz-Merkmale werden die maximale Leuchtstärke des Strahls I
max, die Größe L des Strahls, die Position P des Strahls und andere Größen mit unterschiedlicher Priorität berechnet.
-
Die im Lichtbogen-Drahtspritzen erzeugten Schichten unterliegen, insbesondere wenn sie als Kolbenlaufflächen in Zylinderbohrungen dienen, hohen mechanischen Belastungen und Anforderungen hinsichtlich Verschleißfestigkeit, Haltbarkeit, Lebensdauer und tribologischen Eigenschaften. Diese Eigenschaften werden durch die Porosität der Schicht, die Korngröße derselben, die Festigkeit und Haftung am Untergrund und die Anzahl, Größe und Form von Fremdpartikeln in der Schicht bestimmt. Um die gewünschten Schichtparameter zu erreichen, ist eine erhebliche Erfahrung erforderlich.
-
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Lichtbogen-Drahtspritzen anzugeben, mit denen sich Beschichtungen zuverlässig in gewünschter Qualität erzeugen lassen.
-
Diese Aufgabe wird mit dem Verfahren nach Anspruch 1 gelöst:
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden einem Lichtbogen-Zerstäubungskopf zwei Drähte aus einem Material zugeführt, aus dem die Beschichtung zu erzeugen ist. Den Drähten wird zum Aufschmelzen elektrische Leistung zugeführt. Bei dem erfindungsgemäßen Prozess werden mehrere den Beschichtungsprozess beeinflussende Prozessgrößen mittels Sensoren kontinuierlich erfasst und einer Prozesssteuerung zugeführt. Die Prozesssteuerung stellt die erfassten Prozessgrößen entsprechend vorhandener Vorgaben ein. Es handelt sich um eine Prozessregelung, bei der simultan alle den Beschichtungsprozess beeinflussenden Prozessgrößen unter Kontrolle gebracht und dazu gesteuert oder insbesondere geregelt werden.
-
Erfindungsgemäß erfolgt die Regelung der einzelnen Prozessgrößen anhand einer ihnen jeweils individuell zugeordneten Priorität. Die höchste Priorität erhalten Prozessgrößen, die einer geringen Trägheit unterliegen, z. B. die Lichtbogenleistung. Die niedrigste Priorität erhalten Prozessgrößen, die der größten Trägheit unterliegen, z. B. die Bewegung des Beschichtungsapparats oder des Werkstücks. Die niedrigst priorisierten Prozessgrößen werden bei Beschichtungsbeginn als erste eingeschaltet und auf Sollwert gebracht. Die höchst priorisierten Prozessgrößen werden als letzte eingeschaltet und auf Sollwert gebracht. Die am höchsten priorisierte Prozessgröße wird dann in einer schnellen Regelung auf Sollwert gehalten, um den Prozess zu führen. Der Sollwert kann von den Ist-Werten der langsameren (niedriger priorisierten) Prozessgrößen abhängen. Die Abhängigkeit kann über eine Funktion oder Tabelle von einer einzigen anderen oder auch von mehreren anderen (niedriger priorisierten) Prozessgrößen festgelegt sein.
-
Eine Prozessgröße, die erfasst und geregelt werden kann, ist beispielsweise die „den Drähten zugeführte” Spannung. Dies ist letztlich die Spannung zwischen zwei Leitungen, die einen Schweißstromgenerator mit Zuführungsvorrichtungen, beispielsweise Schleifern, verbinden, die mit den Drähten in Kontakt stehen. Diese zugeführte Spannung ist die Summe aus Lichtbogenspannung, Spannungsabfall an den stromdurchflossenen Drahtstücken und am Übergangswiderstand zwischen dem jeweiligen Stromzuführungsmittel und dem Draht.
-
Alternativ ist es möglich, als Prozessgröße die „zwischen den Drähten vorhandene” Spannung zu erfassen. Damit werden die Übergangswiderstände der Spannungszuführungsmittel sowie wenigstens teilweise auch der Widerstand des zugeführten Drahts unwirksam gemacht. Eine weitere Prozessgröße, die erfasst werden kann, ist der den Drähten zugeführte Strom. Dieser kann einfach an einer Zuführungsleitung gemessen werden. Allerdings kann sich dieser Strom auf einen Teilstrom, der den Lichtbogen durchfließt, sowie einen anderen Teilstrom aufteilen, der durch im Lichtbogen-Zerstäubungskopf angesammelten Metallabrieb (z. B. Kupferabrieb) fließt. Alternativ kann der in den Drähten fließende Strom erfasst werden. Es ist zweckmäßig, als Prozessgröße aus dem erfassten Strom und der erfassten Spannung eine Rechengröße, nämlich z. B. die dem Lichtbogen zugeführte elektrische Leitung zu bestimmen und diese mit einer Sollleistung in Übereinstimmung zu bringen. Dies kann wegen der extrem geringen Trägheit des Lichtbogens mit höchster Priorität erfolgen. Es kann somit ein Leistungsregler etabliert werden, der als besonders schneller Regler ausgebildet ist. Er kann als PID-Regler ausgebildet sein, mit einer Tiefpass-Eckfrequenz von zum Beispiel mehr als 500 Hz.
-
Eine weitere, die Beschichtung wesentlich beeinflussende Prozessgröße ist die Drahtvorschubgeschwindigkeit. Diese kann bei einer sehr einfachen Ausführungsform, unabhängig von der Lichtbogenleistung auf einen Sollwert geregelt werden. Geschwindigkeitsänderungen der Vorschubmotoren sind jedoch nicht mit der gleichen Priorität zu regulieren, wie die Lichtbogen-Leistung. Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird die Vorschubgeschwindigkeit mit niedrigerer Priorität als die Lichtbogen-Leistung reguliert, jedoch mit höherer Priorität als alle anderen Prozessgrößenregler (falls vorhanden). Durch die schnelle Regelung des Lichtbogens und die relativ langsamere Regelung des Drahtvorschubs wird sichergestellt, dass stets mit der gewünschten Schmelzleistung gearbeitet wird und die Lichtbogenverhältnisse, insbesondere die Spaltweite bzw. Lichtbogenlänge weitgehend konstant bleiben.
-
Weiter ist es möglich, die Regelung des Lichtbogens, insbesondere der Lichtbogen-Leistung und der Vorschubgeschwindigkeit miteinander zu verknüpfen. Beispielsweise kann der Sollwert für den Drahtvorschub eine Funktion des Sollwerts der Lichtbogen-Leistung sein, so dass bei einer Verstellung der Lichtbogen-Leistung durch die Wirkung der Regler automatisch auch die Drahtvorschubgeschwindigkeit reguliert wird. Der Zusammenhang zwischen Lichtbogenleistung und Drahtvorschubgeschwindigkeit kann als formelmäßiger Zusammenhang, als lineare oder nichtlineare Funktion oder auch als Tabelle abgespeichert sein. Ein solcher Zusammenhang ist eine relativ schlichte Form eines Prozessmodells, anhand dessen die Prozesssteuerung die erfassten Prozessgrößen steuern kann. Weitere Prozessmodelle können beispielsweise allein die Spannung (v1 oder v2) und/oder den Strom (iges oder iL) oder die sich daraus ergebende Lichtbogen-Leistung LbL betreffen. Beispielsweise kann anhand einer Funktion, d. h. eines linearen oder nichtlinearen Zusammenhangs in Gleichungsform oder in tabellarischer Form, aus der dem Lichtbogen zugeführten Leistung auf die Schmelzrate geschlossen und diese auf einen konstanten Wert reguliert werden.
-
Das Prozessmodell der Prozesssteuerung kann Einzelmodelle, zum Beispiel für voneinander unabhängig einstellbare Prozessgrößen, oder auch ein Modell enthalten, das alle unterschiedlichen Prozessgrößen miteinander verknüpft. Letztendlich sorgt die Prozesssteuerung dafür, dass die real eingestellten Prozessgrößen einen Punkt in einem von allen Prozessgrößendimensionen aufgespannten Raum bildet, wobei dieser Punkt innerhalb eines in diesem Raum definierten Körpers liegt. Dieser Körper umgrenzt in diesem von den Prozessgrößendimensionen aufgespannten multidimensionalen Raum dasjenige Gebiet, in dem die gewünschten Beschichtungsergebnisse erzielt werden. Auf den einzelnen Achsen dieses multidimensionalen Raums werden die Prozessgrößen mit unterschiedlicher Geschwindigkeit eingestellt. Die Regelung wird dabei vorzugsweise so geführt, dass auch während des Regelprozesses der Arbeitspunkt (der von allen Istwerten aller Prozessgrößen definierte aktuelle Punkt) an keiner Stelle und zu keinem Zeitpunkt den genannten Körper verlässt. Dieser Körper kann in Form von Kennfeldern oder auch formelmäßigen Zusammenhängen repräsentiert werden.
-
Zur Stabilisierung und Verbesserung des Lichtbogen-Zerstäubungsprozesses werden die Drähte vor der Lichtbogen-Zerstäubung durch Stromfluss erwärmt und erweicht. Insbesondere in Lichtbogen-Zerstäubungsköpfen, bei denen die Drähte dem Lichtbogen auf einen bogenförmigen Weg zugeführt werden, kann dadurch erreicht werden, das die Drähte nach Durchlaufen des Bogens nicht unkontrolliert rückfedern und somit den Lichtbogen aus seiner gewünschten Position heraus verlagern. Zur Erwärmung der Drähte durch Stromfluss ist es zweckmäßig, den Drähten die elektrische Leistung vor oder in dem bogenförmigen Wegabschnitt zuzuführen, den sie durchlaufen. Dies kann durch Schleifer, Kontaktfedern, Rollen oder dergleichen erfolgen.
-
Wenigstens eine oder mehrere der Prozessgrößen werden vorzugsweise in dem Lichtbogen-Zerstäubungskopf und somit nahe an dem Lichtbogen erfasst. Damit können auch nachrangige, niedriger priorisierte Prozessgrößen, wie beispielsweise Primärgasdruck, Sekundärgasdruck und andere präzise erfasst werden, so dass sich geringe Regelabweichungen ergeben. Wie erwähnt, stellt die Prozesssteuerung die Lichtbogen-Leistung mit höchster Priorität und somit am schnellsten auf ihrem Sollwerte ein. Mit nächster zweiter Priorität stellt die Prozesssteuerung vorzugsweise den Drahtvorschub ein. Mit nächst niedrigerer und somit dritter Priorität, d. h. entsprechend langsamer kann die Prozesssteuerung als weitere Prozesssteuergröße den Primärgasdruck erfassen und entsprechend einem Sollwert einstellen. Der Primärgasdruck ist der Gasdruck des dem Lichtbogen zugeführten zum Austragen des Sprays dienenden Gasstrahls. Anstelle des Primärgasdrucks kann auch die Primärgasgeschwindigkeit oder eine andere abgeleitete Größe erfasst und geregelt werden, die die pneumatische Zerstäubung der Metallschmelze kennzeichnet.
-
Entsprechendes gilt für den Sekundärgasdruck. Dieser Gasdruck betrifft den Druck eines Gasmantels, der den Sprühstrahl einhüllen soll. Es kann wiederum der Druck, eine abgeleitete Größe oder die Geschwindigkeit erfasst werden. Als weitere Prozessgrößen werden die Absaugungen erfasst und reguliert. Die Absaugungen betreffen die Ableitung von Gasen nach dem Auftreffen auf die zu beschichtende Fläche. Insbesondere kann die Absaugung von der Position des Lichtbogen-Zerstäubungskopfs abhängig sein und zum Beispiel beim Beschichten der Zylinderbohrung an unterschiedlichen Axialpositionen unterschiedlich bzw. auch unterschiedlich verteilt sein. Weitere Prozessgrößen, die zu regeln sind, können die Relativgeschwindigkeit zwischen Werkstück und Lichtbogen-Zerstäubungskopf betreffen. Diese Prozessgröße wird vorzugsweise mit niedrigster, letzter Priorität geregelt, d. h. zum Beispiel Drehzahländerungen des Lichtbogen-Zerstäubungskopfs und/oder des Werkstücks können relativ langsam umgesetzt werden, so dass Maschinenüberlastungen und Erschütterungen, Rucks und dergleichen, unterbleiben.
-
Weitere Einzelheiten vorteilhafter Details der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprüchen, der Zeichnung oder der Beschreibung. Es zeigen:
-
1 eine Lichtbogen-Drahtspritz-Beschichtungseinrichtung während der Beschichtung einer Lauffläche einer Zylinderbohrung, in schematisierter Vertikalschnittdarstellung.
-
2 den Lichtbogen-Zerstäubungskopf der Vorrichtung nach 1, in schematisierter Vertikalschnittdarstellung.
-
3 die einem Lichtbogen zugeführten Drähte und deren Spannungs- bzw. Stromzufuhr, in schematischer Darstellung.
-
4 den Prozessregler mit Prozessmodell, in schematisierter Blockdarstellung.
-
5 Prozessgrößen an den dem Lichtbogen zugeführten Drähten zur Veranschaulichung, in schematisierter Darstellung und
-
6 Dem Körper zulässige Prozesszustände in einem dreidimensionalen Prozessgrößenraum zur Veranschaulichung des der Prozesssteuerung unterliegenden Prinzips und
-
7 eine beispielhafte Trajektorie beim Regeln der Prozessgrößen mit unterschiedlicher Priorität.
-
In 1 ist eine Lichtbogen-Drahtspritz-Beschichtungsvorrichtung 10 bei der Beschichtung einer Wandung einer der Zylinderbohrungen 12, 13 eines hier als Beispiel für ein Werkstück 11 dienenden Motorblocks 11 veranschaulicht. Der Motorblock 11 ist direkt oder vermittels einer Palette 14 auf einem Werkstücktisch aufgenommen, der um eine Achse 18a drehbar gelagert und über eine nicht weiter veranschaulichte Antriebseinrichtung kontrolliert drehend antreibbar ist.
-
In die Zylinderbohrung 12 ragt ein Lichtbogen-Zerstäubungskopf 15, der mittels einer gebräuchlichen Werkzeugaufnahme 16 an einer Werkzeugspindel 17 oder an einer anderen entsprechenden Einrichtung gehalten ist, mittels derer er in mindestens einer, vorzugsweise mehreren Richtungen verfahrbar ist. Der Lichtbogen-Zerstäubungskopf 15 kann beispielsweise in Richtung der Achse 18a verfahren werden (Pfeil 18, Z-Achse) sowie beispielsweise zusätzlich in dazu rechtwinkligen Richtungen gemäß Pfeil 19 und 20 (X- und Y-Richtung). Mit entsprechenden, vorzugsweise Weg kontrolliert arbeitenden Antrieben ist die Werkzeugspindel 17 in X-, Y- und Z-Richtung kontrolliert verfahrbar und positionierbar. Bei vereinfachten Ausführungsformen kann auch vorgesehen sein, dass die Arbeitsspindel 17 nur in einer oder zwei der genannten Richtungen verfahrbar ist.
-
Dem Lichtbogen-Zerstäubungskopf 15 wird über Leitungen 21, 22 sowohl Draht für die Lichtbogen-Zerstäubung als auch elektrische Energie sowie Gas, vorzugsweise ein Inertgas zugeführt (wie beispielsweise Stickstoff). Die Anzahl der Leitungen 21, 22 richtet sich dabei nach konstruktiven Gegebenheiten und kann bei verschiedenen Ausführungsformen unterschiedlich sein.
-
Der Lichtbogen-Zerstäubungskopf 15 erzeugt einen Strahl 23, bestehend aus heißem Gas und flüssigen Metallpartikeln. Der Strahl 23 ist vorzugsweise etwa rechtwinklig zu der Zylinderbohrung 12 gerichtet und trifft auf diese auf. Zur Beschichtung dreht die Palette 14 um die Achse 18a, wobei die Werkzeugspindel 17 kontrolliert in Richtung des Pfeils 18 z. B. in die Zylinderbohrung 12 hinein bewegt wird. Es entsteht auf der Innenfläche der Zylinderbohrung 12 eine Ablagerung von aufgesprühtem Metall entlang einer wendelförmigen Spur. Durch die geringe Steigung derselben wird eine geschlossene Beschichtung erreicht.
-
Der Beschichtungsprozess läuft unter fortwährender Kontrolle und Regulierung der zugehörigen Prozessparameter ab. Zur Erläuterung der Erfassung derselben wird auf 2 verwiesen, in der der Lichtbogen-Zerstäubungskopf 15 schematisch dargestellt ist. Er weist einen Schaft 24 auf, der unten seitlich einen Kopf mit einer Austrittsöffnung 25 für den Strahl 23 hat. Die Austrittsöffnung 25 wird von einer Düse 26 begrenzt, hinter der ein Lichtbogen-Brenner 27 angeordnet ist. Diesem werden zwei Drähte 28, 29 (3) zugeführt, die vorzugsweise beide im Wesentlichen quer zu der Achse 18a orientiert sind und in einer gemeinsamen, vorzugsweise horizontalen Ebene liegen. Deswegen verdeckt der Draht 28 in 2 den Draht 29.
-
Die Drähte 28, 29 werden über eine nicht weiter veranschaulichte Vortriebseinrichtung kontrolliert angetrieben und bewegen sich durch einen Kanal 30 des Schafts 24 zu dem Lichtbogen-Brenner 27 hin (Pfeil 31). Der Kanal 30 dient außerdem zur Gaszufuhr zu dem Lichtbogen-Brenner 27. Er mündet, wie 3 veranschaulicht, in der Nähe der Enden der Drähte 29, 28, zwischen denen sich der Lichtbogen 32 ausbildet. Dazu ist zwischen den Drähten 29, 28 eine Blasdüse 33 vorgesehen, deren austretender Gasstrahl den Lichtbogen 32 trifft. Dieser Gasstrahl dient der Metallzerstäubung und wird als Primärgas bezeichnet. Insofern ist der Kanal 30 der Primärgaskanal.
-
Zur Erfassung der Geschwindigkeit mindestens einer der Drähte 28, 29 ist ein entsprechender Sensor 34 vorgesehen. Dieser weist zum Beispiel zwei Rollen 35, 36 auf, die an den Draht 28 angepresst sind und von diesem gedreht werden. Wenigstens eine der Rollen 35, 36 ist mit einem Winkelsensor oder einem Drehzahlsensor, beispielsweise einem Encoder, einem Resolver oder dergleichen verbunden. Die entsprechend gelieferten elektrischen Signale kennzeichnen die Geschwindigkeit des Drahts 28. Alternativ oder ergänzend kann dem Draht 29 ein ebensolcher Sensor zugeordnet sein. Der Lichtbogen-Brenner 27 ist in einem Abstand vor der Düse 26 angeordnet. Dieser Bereich ist zusätzlich mit Gas beaufschlagt, das durch einen sich durch den Schaft 24 erstreckenden Sekundärgaskanal zugeführt wird. Das Sekundärgas bildet einen sich um den Strahl 23 herum legenden und einhüllenden Gasmantel.
-
Zur Erfassung der Geschwindigkeit und/oder des Drucks des Gases (z. B. Stickstoff) in dem Kanal 30, insbesondere am Eintritt zu dem Lichtbogen-Brenner 27 oder auch in dem Kanal 33 desselben, kann ein Drucksensor 38 vorgesehen sein. Als solcher kann ein Kraftsensor dienen, der die von dem Gasdruck auf ihn ausgeübte Kraft erfasst. Ebenso kann der Gasdruck in dem Sekundärgaskanal 37 vorzugsweise am unmittelbaren Eintritt der Düse 26 mittels eines oder mehrerer Drucksensoren 39, 40 erfasst werden.
-
Den Drähten 28, 29 ist eine Stromzuführung 42, 43 zugeordnet. Jede wird durch eine Kontaktfeder 44, 45 durch Kontaktschuhe, Schleifer, Kontaktrollen oder dergleichen gebildet. Die Kontaktfedern 44, 45 oder sonstige Mittel zur Stromzuführung 42, 43 stehen in enger Berührung mit dem Draht 28 bez. 29, um den über Zuleitungen 46, 47 von einem Stromgenerator 48 herangeführten Strom auf die Drähte 28, 29 zu übertragen.
-
Der Stromgenerator 48 kann ein Gleichspannungsgenerator oder ein Wechselspannungsgenerator sein. Vorzugsweise liefert er eine Spannung oder einen Strom gewünschten zeitlichen Verlaufs, beispielsweise mit einer gewünschten Wellenform. Die elektrischen Verhältnisse sind in 5 nochmals veranschaulicht. Von den Kontaktfedern 44, 45 ausgehend, sind Kontaktwiderstände RK1, RK2 zu den Drähten 28, 29 gebildet. Der Strom fließt dann längs der Drähte 28, 29, wobei er einen Drahtwiderstand RD1 bzw. RD2 zu überwinden hat. An den freien Enden der Drähte 28, 29 brennt der Lichtbogen 32, der durch magnetische Blaswirkung und unterstützt durch den Primärgasstrahl von den Drahtenden weggetrieben wird.
-
Zwischen den Drähten 28, 29 kann ein weiterer Strompfad über einen Widerstand RB etabliert sein. Der Strompfad RB kann zum Beispiel durch Drahtabrieb oder sonstige leitfähige Ablagerungen gebildet sein.
-
Es ist möglich, eine Spannung v1 zwischen den Kontaktfedern 44, 45 abzugreifen. Bei dieser Spannung v1 handelt es sich um die den Drähten 28, 29 zugeführte Spannung. Diese Spannung kann auch direkt an dem Generator 48 abgegriffen werden. Sie ist dort wegen der Induktivität und des Widerstands der Leitungen 46, 47 noch etwas größer. Es ist vorteilhaft, anstelle dessen die an den Drähten 28, 29 anliegende Spannung v2 zu erfassen. Dies kann gemäß 5 durch zusätzliche Spannungsabgriffschleifer 49, 50 geschehen, die von keinem wesentlichen Strom durchflossen sind und somit die Spannung an den Drähten 28, 29 mit hoher Präzision erfassen. Wie 5 veranschaulicht, können die Spannungsabgriffschleifer 49, 50 möglichst nahe an dem Lichtbogen 32 angeordnet sein, um Spannungsabfälle längs der Drähte 28, 29 unschädlich zu machen. Dies insbesondere, wenn die Stromzuführung 42, 43, wie es angestrebt wird, in einigem Abstand zu dem Lichtbogenbrenner 27 vorzugsweise vor oder in dem von den Drähten 28, 29 durchlaufenden Bogen angeordnet sind.
-
Zur Erfassung des den Drähten 28, 29 zugeführten Stroms kann der über die Leitungen 44, 45 zugeführte Strom iges erfasst werden. Sofern ein Verluststrom iV durch den Belagwiderstand RB fließt, ist der so gemessene Stromwert jedoch nicht präzise. Alternativ kann einer der Drähte 28, 29 als Shuntwiderstand genutzt werden. 5 deutet dies an. Zwei längs des Drahtes 29 beabstandete Schleifer 51, 52 greifen den Spannungsabfall vS längs des Drahts ab und erzeugen somit ein Signal, dass den Strom iL des Drahts 29 fließenden Strom kennzeichnet.
-
Anstelle des Spannungsabgriffs über einem Teil des Längswiderstands RD2 kann, wenn der Lichtbogen 32 mit Wechselstrom gespeist wird, auch ein induktiver Stromabgriff erfolgen.
-
Wie 1 schematisch zeigt, ist die Zylinderbohrung 12 mit einer Absaugung verbunden. Diese arbeitet an beiden Enden der Zylinderbohrung 12, was in 1 durch Pfeile 53, 54 veranschaulicht ist. Die Pfeile 53, 54 symbolisieren den abgesaugten Gas- und Partikelstrom. Sie sind unterschiedlich groß, weil die Absaugströme unterschiedlich groß sein und den Prozessbedürfnissen entsprechend räumlich und zeitlich angepasst sein können. Nicht weiter veranschaulichte Absauggebläse und Sensoren zur Luftströmungsbestimmung, zum Beispiel Anemometer, Stauklappen oder dergleichen, erzeugen entsprechende elektrische Signale zur Weiterverarbeitung in einer Prozesssteuerung.
-
Die Prozesssteuerung ist in 4 schematisch veranschaulicht. Die Prozesssteuerung 55 erhält eine Vielzahl von Eingangssignalen, von denen einige in 4 symbolisch veranschaulicht sind. Beispielsweise kann die Drahtgeschwindigkeit VD eine Eingangsgröße bilden, wie sie von dem Geschwindigkeitssensor 34 erfasst wird. Ebenso kann die Lichtbogenspannung u oder eine entsprechende Größe als Eingangsgröße dienen. Die Größe u kann durch die Spannung v1 oder auch die Spannung v2 repräsentiert sein (5). Ebenso kann die Spannung u als Rechengröße aus mehreren abgegriffenen Spannungen aus v1 und/oder v2 (5) bestimmt werden. Eine weitere Prozessgröße, die der Prozesssteuerung 55 zugeführt wird, kann ein Strom i sein. Es kann sich dabei um den Strom iL oder auch den Strom iges handeln.
-
Weiter kann der Primärgasdruck p1 eine Prozessgröße sein. Der Sensor 38 ermittelt ein entsprechendes Signal und sendet es an die Prozesssteuerung 55. Ebenso kann der Sekundärgasdruck p2, wie er von den Sensoren 39, 40 erfasst wird, der Prozesssteuerung 55 zugeleitet werden.
-
Eine weitere Prozessgröße kann die Geschwindigkeit des Lichtbogen-Zerstäubungskopfs 15 in Z-Richtung (Pfeil 18) sein. Diese Größe kann ebenso wie die aktuelle Drehzahl ω des Werkstücks 11 der Prozesssteuerung 55 zugeführt werden. Weitere Größen, die der Prozesssteuerung 55 zugeführt werden können, sind die Abgasströmungen ex1 und ex2, die in 1 durch die Pfeile 53, 54 symbolisiert sind.
-
Die Prozesssteuerung reguliert zur Steuerung des Prozesses verschiedene Größen und dazu insbesondere die Lichtbogen-Leistung LbL, die Relativgeschwindigkeit VREL zwischen dem Strahl 23 und der Oberfläche der Zylinderbohrung 12, den Primärgasdruck p1, den Sekundärgasdruck p2 und/oder die Drahtvorschubgeschwindigkeit VD.
-
Zur Erläuterung des Regelvorgangs wird auf die 6 und 7 Bezug genommen. Die Prozesssteuerung 55 nach 4 überwacht neun Prozessgrößen und legt somit einen Arbeitspunkt in einem neundimensionalen Prozessgrößenraum fest. Um diesen Arbeitspunkt oder Arbeitsbereich festzulegen, reguliert sie nach 4 fünf Prozessgrößen. Zur Veranschaulichung wird in 6 ein lediglich dreidimensionaler Prozessgrößenraum dargestellt, der durch die Prozessgrößen Lichtbogen-Leistung LbL, Drahtvorschubgeschwindigkeit VD und Primärgasdruck p1 aufgespannt wird, Wie symbolisch veranschaulicht, bildet der Bereich zulässiger Arbeitspunkte einen dreidimensionalen Körper K in diesem Raum. Die Regelung hält den Arbeitspunkt in diesem Raum bei einem mehrdimensionalen Prozessgrößenraum hat der Körper K entsprechend mehr Dimensionen.
-
Die Prozesssteuerung 55 kann, wie es in 7 veranschaulicht ist, dem Systemzustand von einem Zustand IST, auf einen Zustand SOLL führen. Dies ist in 7 durch zwei Punkte veranschaulicht. Die Prozesssteuerung 55 kann dazu, falls gewünscht, jeden geeigneten Weg wählen, um von dem Punkt IST zu dem Arbeitspunkt SOLL zu gelangen. Es hat sich jedoch gezeigt, dass es in vielen Fällen zweckmäßig ist, die verschiedenen Trägheiten der Prozessgrößen zu berücksichtigen, die zu regeln sind. Hierbei erhalten die am wenigstens trägen Prozessgrößen die höchste Priorität und die Prozessgrößen mit größter Trägheit die niedrigste Priorität. Im vorliegenden Beispiel hat die Lichtbogenleistung LbL die niedrigste Trägheit und somit die höchste Priorität, die Drahtvorschubgeschwindigkeit vD hat die zweitniedrigste Trägheit und somit die zweithöchste Priorität. Die Primärgaszuführung 1 hat eine noch höhere Trägheit und somit eine noch niedrigere Priorität. Noch träger kann die Sekundärgaszuführung p2 sein, die somit mit noch geringerer Priorität geregelt wird. Die Prozessgrößen ex1 und ex2 sind in diesem Beispiel nicht geregelt. Die niedrigste Priorität und höchste Trägheit hat die Relativgeschwindigkeit vREL, denn Drehzahländerungen des relativ schweren Werkstücks 11 benötigen eine erhebliche Zeit. Es können auch einzelne Prozessgrößen die gleiche Priorität aufweisen, wie es z. B. für den Primärgasstrom und den Sekundärgasstrom der Fall sein kann.
-
Gemäß 7 sollen die Prozessgrößen LbL, VD und p1 im IST-Zustand von dem Idealwert SOLL abweichen. Der Regler stellt nun als erstes die Lichtbogen-Leistung LbL auf ihren Sollwert. Währenddessen oder im Anschluss daran stellt der Regler die Drahtvorschubgeschwindigkeit VD entsprechend ein. Die einsetzende Regelung für den Primärgasdruck p1 findet nun schon die optimale Lichtbogen-Leistung und Drahtvorschubgeschwindigkeit und somit einen sich stabilisierenden Lichtbogen vor. Auf diese Weise kann, obwohl der im Prozessgrößenraum zurückgelegte Weg relativ groß ist, ein insgesamt kurzer Regelvorgang erreicht werden.
-
Das vorliegende Beschichtungsverfahren bringt alle Prozessgrößen im Lichtbogen-Brenner zum thermischen Spritzen in einem Gesamtzusammenhang. Die Größen werden im Einzelnen so geregelt, dass jede Prozessgröße mit einem Sensor überwacht und bei Abweichung diese Größe nachgeregelt und gleichzeitig geprüft wird, ob die erforderliche Stellgröße den erlaubten Regelbereich einhält und somit die Schichtqualität sichergestellt werden kann. Der Gesamtprozess des Lichtbogen-Drahtspritzens oder auch eines Plasmabeschichtungsverfahren wird unter eine gesamtheitliche Regelungstechnik gestellt. Das Grundprinzip ist, dass die damit beeinflussbaren Schichtparameter festgelegt und daraus die Vorgaben für die Prozesssollgrößen abgeleitet werden. Dies kann beispielsweise in der Prozesssteuerung 55 mittels Kennfeldtabellen oder dergleichen erfolgen. Die Schichtparameter sind dabei die Schichtdicke, die Schichthaftfestigkeit, die Struktur des laminaren Schichtabbaus und die Porosität. Die Härte der Schicht ergibt sich zum größten Teil aus den Materialeigenschaften des Drahts und entzieht sich somit der Regelung. Jedoch können die Materialeigenschaften des Drahts als Parameter genutzt werden, um beispielsweise in der Prozesssteuerung 55 entsprechende Tabellen für die Prozesssollgrößen auszuwählen. Aus diesen Vorgaben werden auf diese Weise die Sollwerte für die Prozessgrößen: Lichtbogenstrom, Lichtbogenspannung, Volumen und Geschwindigkeit (oder Druck) von Primär- und Sekundärgas, Drahtvorschubgeschwindigkeit in Abhängigkeit vom Drahtdurchmesser, das Absaugvolumen und somit die Absauggeschwindigkeit an der oberen und/oder unteren Seite der zu beschichtenden Zylinderlauffläche, die Geschwindigkeit des Lichtbogenzerstäubungskopfs 15 relativ zu der beschichtenden Oberfläche zu Beginn des Prozesses festgelegt und von der Prozessregelung 55 vorgegeben. Die Relativgeschwindigkeit VREL errechnet sich dabei aus der Drehzahl ω des Werkstücks und der Vorschubgeschwindigkeit z des Lichtbogen-Zerstäubungskopfs 15. Die Vorgaben können entweder über zuvor definierte Tabellen oder direkt über Gleichungen berechnet werden. Die Sollwerte werden dann von der Prozesssteuerung 55 genutzt, die dann dafür sorgt, dass die Prozessgrößen entweder einzeln, in Kombination der bestimmten Größen oder gesamtheitlich in einen Mehrgrößenregler geregelt werden. Reglung bedeutet dabei, dass jeder der zuvor genannten Prozessgrößen ein kontinuierlich verstellbares Stellglied und ein kontinuierlich erfassbarer Sensor zugeordnet sind, die somit zu jedem Moment der Strahlerzeugung die jeweilige Prozessgröße erfassen. Die erfasste Prozessgröße wird mit dem Sollwert der Prozessgröße verglichen und dann nicht nur alleine für diese Prozessgröße, sondern in Abhängigkeit von allen Prozessgrößen eine Korrektur für das Stellglied ermittelt. Die Korrektur ist so ausgerichtet, dass der Prozess im Ganzen wieder stimmt (es wird somit ein Arbeitspunkt innerhalb des Körpers K festgelegt, siehe 6). Gleichzeitig kann durch diese Information die Prozesssteuerung 55 jederzeit überprüfen, ob die aktuelle Sprayerzeugung zu den vorgegebenen Schichteigenschaften, bzw. Drehzuständen führt und dann entscheiden, ob die Schichtqualität eingehalten wird oder ungenügend ist.
-
Die erforderlichen Sensoren sind möglichst prozessnah, vorzugsweise in dem Lichtbogen-Zerstäubungskopf 15 angebracht. Damit erhält die Prozesssteuerung 55 optimale Istwerte für jede Prozessgröße. Es müssen verschiedene Kategorien unterschieden werden:
- – Die Relativgeschwindigkeit vREL zwischen dem Auftreffpunkt des Strahls 23 und der Zylinderoberfläche, die sich aus Rotationsbewegungen und translatorischer Bewegung errechnet.
- – Den Prozessgrößen im Brennerkopf, nämlich Lichtbogenstrom, Lichtbogenspannung und/oder Lichtbogenleistung, Primärgasgeschwindigkeit, Sekundärgasgeschwindigkeit, Drahtvorschubgeschwindigkeit.
- – Den Prozessgrößen der Absaugung im zu beschichtenden Zylinder.
- – Der Absauggeschwindigkeit oberhalb des Strahls 23 und Absauggeschwindigkeit unterhalb des Strahls 23.
-
Die Relativgeschwindigkeit vREL muss durch die Servoachsen hergestellt werden, die den Lichtbogen-Zerstäubungskopf 15 und das Werkstücks 11 bewegen und in einem Interpolationsverbund stehen. Dabei wird die translatorische und die rotatorische Bewegung des Lichtbogen-Zerstäubungskopfs 15 und/oder des Werkstücks 11 unterschieden. Es kann eine Helixinterpolation zum Einsatz kommen und die beiden Bewegungen so überlagert werden, dass der Auftrefffleck des Strahls 23 an der Zylinderbohrung 12 eine Schraubenwendelbewegung ausführt. Diese Bewegung kann mit einem frei wählbaren Geschwindigkeitsprofil überlagert werden, das gemäß den Anforderungen des Schichtdickenverlaufs ausgelegt ist.
-
Außerdem können weitere Prozessgrößen während des Beschichtungsvorgangs einem Profil entsprechend verändert werden, beispielsweise um die Porosität der erzeugten Beschichtung entlang der Axialen der Zylinderbohrung 12 oder auch entlang des Umfangs zu variieren. Auf diese Weise kann die Beschichtung lokal unterschiedliche Eigenschaften, zum Beispiel unterschiedliche Festigkeiten, E-Module, Porositäten und dergleichen erhalten. Dazu können in der Prozesssteuerung Tabellen oder Listen hinterlegt sein, in denen verschiedenen Prozessgrößenkombinationen die sich daraus ergebenden Schichteigenschaften zugeordnet sind.
-
Die optimal an dem Lichtbogen-Zerstäubungskopf 15 erfassten Signale der Sensoren können entweder über Signalleitungen oder über eine berührungslose Signalübertragung, zum Beispiel WLAN in die Prozesssteuerung 55 zurückgeführt werden. Die Absauggeschwindigkeiten oberhalb oder unterhalb des Strahls 23 können entweder unmittelbar von der Schnittstelle der jeweiligen Absaugstelle am Zylinder oder in deren Zuleitung erfasst werden. So kann die jeweilige Strömungsgeschwindigkeit der Absaugung ermittelt und an die Anforderungen der Prozessregelung angepasst werden. Die Prozesssteuerung 55 hat nun alle Ist- und Sollwerte der Sprayerzeugung, der Bewegung des Werkstücks und des Lichtbogen-Zerstäubungskopfs und der Absaugung zur Verfügung. Die Regelstrategie wird nun so eingerichtet, dass die Beeinflussung der Prozessgrößen vorteilhafter weise gemäß der Eigenfrequenz durchgeführt wird. Dabei gilt, dass die Prozessgrößen mit der höchsten Eigenfrequenz die primäre Größe ist (höchste Priorität) und mit dieser die Hauptprozesskorrektur durchgeführt wird. Dabei ergibt sich für die Höhe der Eigenfrequenz folgende Reihenfolge:
- – Lichtbogenleistung als Produkt aus Strom und Spannung des Lichtbogens. Die Lichtbogenleistung kennzeichnet die Abschmelzleistung und steht in direkter Abhängigkeit zum Drahtvorschub. In Kombination zum Drahtvorschub ergibt sich die Schmelzrate und somit der Materialanteil im Strahl 23 und die Temperatur der Schmelze;
- – Drahtvorschub mit Materialrate im Strahl 23;
- – Primärgasgeschwindigkeit steht für die kinetische Energie des Strahls 23 und Verwirbelung bzw. Verfeinerung der Schmelzpartikel. So kann die Tröpfchengröße kontrolliert, bestimmt und eingestellt werden;
- – Sekundärgasgeschwindigkeit (oder -Druck) bestimmt die Fokussierung des Strahls 23;
- – Die Prozessgröße vREL bestimmt hauptsächlich die Schichtdicke und die Welligkeit der erzeugten Schichtoberfläche.
-
In dieser obigen Reihenfolge nimmt die Prozesssteuerung 55 die zeitliche Veränderung der Prozessgrößen vor, was bedeutet, dass die Relativgeschwindigkeit vREL die langsamste und die Lichtbogenleistung LbL die schnellsten Änderungen erfährt. Damit ist festgelegt, dass die Abweichungen aller aufgeführten Größe zum größten Teil durch die Lichtbogenleistung ausgeregelt werden.
-
Ein Beschichtungsvorgang läuft beispielsweise wie folgt ab:
Der Lichtbogen-Zerstäubungskopf 15 wird translatorisch in eine nicht veranschaulichte obere Sprühmaske der Zylinderbohrung 12 positioniert. Sobald diese Position erreicht ist, wird die Rotation des Werkstücks 11 eingeschaltet. Es werden dann der Primärgasstrom und der Sekundärgasstrom eingeschaltet und gewartet, bis die vorgegebene Gasgeschwindigkeit erreicht sind. Der Gasstrom kühlt den Lichtbogen-Zerstäubungskopf und muss deswegen immer vor dem Lichtbogen eingeschaltet werden. Danach werden zunächst die Stromquelle 48 und dann der Drahtvorschub eingeschaltet. Sobald der überstehende Restdraht abgeschmolzen und der Lichtbogen 32 sich so ausgebildet hat, dass die vorgegebene Spannung v2 und der Strom iL sich eingestellt haben, wird die Arbeitsspindel 17 in Richtung des Pfeils 18 (Z-Richtung) bewegt und mit der Helixinterpolation und dem vorgegebenen Geschwindigkeitsprofil ruckfrei in die Zylinderbohrung 12 eingefahren und mit der Beschichtung begonnnen. Die Beschichtung wird fortgesetzt, bis ein unterer Umkehrpunkt oder aber das untere Beschichtungsende erreicht ist. Für den Fall des Beschichtungsendes werden Strom und Gas ausgeschaltet, indem die Stromquelle 48 und der Drahtvorschub so ausgeschaltet werden, dass die beiden Drahtenden getrennt und in kürzester Entfernung zum Kontaktpunkt stehen. So kann beim nächsten Beschichtungsvorgang optimal eingeschaltet werden. Sobald dieser Zustand erreicht ist, fährt der Lichtbogen-Zerstäubungskopf 15 wieder nach oben. Wird jedoch in der Bewegung nach oben ein weiterer Beschichtungslauf durchgeführt, dann bleibt der Lichtbogen-Zerstäubungskopf 15 aktiv und wird nach dem Erreichen des unteren Umkehrpunkts mit dem dafür vorgesehenen Bewegungsprofil nach oben gefahren, bis der obere Maskenpunkt erreicht ist. Es wird dann die gleiche Abschaltprozedur wie zuvor beschrieben durchgeführt. Bei diesem Vorgang zeigt sich einer der wesentlichen Vorteile der Prozessregelung: Die Beschichtung wird nur mit stabilem Spraystrahl 23 begonnnen. Immer werden die jeweiligen Prozessgrößen zum jeweiligen optimalen Zeitpunkt eingeschaltet und einreguliert, so dass unter allen Umständen sichergestellt ist, dass der Spraystrahl 23 nur beschichtet, wenn der Strahl seine vorgegebenen Eigenschaften erreicht hat.
-
Die Absaugströme 53, 54 werden oberhalb und unterhalb des Spraystrahls 23 so eingestellt, dass die vorgegebenen Prozessanforderungen erfüllt werden. So kann zum Beispiel beim Start die obere Absaugung 53 stärker eingeschaltet werden, so lange der Lichtbogen-Zerstäubungskopf 15 sich in der oberen Spraymaske befindet. Damit kann das in diesem Bereich besonders große Overspray stärker abgesaugt werden, als wenn der Lichtbogen-Zerstäubungskopf 15 in die Zylinderbohrung 12 eingetaucht wäre. Sobald der Lichtbogen-Zerstäubungskopf 15 seine Beschichtung begonnen hat, werden die obere Absaugung 53 und die untere Absaugung 54 so geführt, dass oberhalb und unterhalb des Strahls 23 immer die gleiche Absauggeschwindigkeit herrscht und so die Richtung des Strahls 23 nicht von der Absaugung 53 nach oben oder von der Absaugung 54 nach unten abgelenkt wird. Die Absaugungen 53, 54 können stets so aufeinander abgestimmt werden, dass der Strahl in einem gewünschten Winkel, z. B. orthogonal auf die Fläche der Zylinderbohrung 12 trifft. Außerdem kann so kann eine konstante Schichtdicke erzeugt werden. Alle diese Merkmale können nur erreicht werden, wenn alle Prozessgrößen in einer Steuerung zusammengeführt und von einem gemeinsamen Regler geführt und kontrolliert werden.
-
Es sei angemerkt, dass die vorstehend erläuterten Prinzipien und Merkmale sowohl bei Beschichtungsanlagen mit bewegtem (z. B. drehendem) Werkstück wie auch bei Anlagen genutzt werden können, bei denen das Werkstück ruht. Die Relativbewegung zwischen Werkstück und Lichtbogen-Zerstäubungskopf kann durch Bewegung des Lichtbogen-Zerstäubungskopfs und/oder des Werkstücks erfolgen.
-
Bei einem erfindungsgemäßen Lichtbogen-Drahtspritzbeschichtungsverfahren werden alle den Beschichtungsprozess beeinflussenden Prozessgrößen oder zumindest die wesentlichen Prozessgrößen erfasst und einer gemeinsamen Prozesssteuerung zugeführt, wobei diese Prozesssteuerung mehrere Prozessgrößen regelt.
-
Bezugszeichenliste
-
- 10
- Lichtbogen-Drahtspritz-Beschichtungsvorrichtung
- 11
- Motorblock
- 12, 13
- Zylinderbohrungen
- 14
- Palette
- 15
- Lichtbogen-Zerstäubungskopf
- 16
- Werkzeugaufnahme
- 17
- Werkzeugspindel
- 18
- Pfeil, z-Achse
- 18a
- Achse
- 19, 20
- Pfeile, x-Richtung, y-Richtung
- 21, 22
- Leitungen
- 23
- Strahl
- 24
- Schaft
- 25
- Austrittsöffnung
- 26
- Düse
- 27
- Lichtbogenbrenner
- 28, 29
- Drähte
- 30
- Kanal für Primärgas
- 31
- Pfeil
- 32
- Lichtbogen
- 33
- Blasdüse
- 34
- Geschwindigkeitssensor
- 35, 36
- Rollen
- 37
- Sekundärgaskanal
- 38–40
- Drucksensor
- 42, 43
- Stromzuführung
- 44, 45
- Kontaktfedern
- 46, 47
- Zuleitungen
- 48
- Stromgenerator
- 49, 50
- Spannungsabgriffsschleifer
- 51, 52
- Schleifer
- 53, 54
- Pfeile, Absaugung
- 55
- Prozesssteuerung
