JPS6240072B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は物品を作る新規で且つ改良された方法
及び装置に係る。この方法及び装置は、均一な厚
み又は非均一な厚みを有する被膜を、被加工片、
即ちこの被膜を張ることのできる基礎物質、へ正
確に被せるのに有利に適用できる。

被加工片に被膜を被せる公知装置は数多く知ら
れている。米国特許第3953704号には、磁器基体
である被加工片に金属の被膜を被せるという考え
方が開示されている。金属の被膜はプラズマスプ
レーガンによつて被せられ、そして被加工片は駆
動装置によつて３つの軸のいずれか１つに沿つて
位置設定することができる。上記特許は被加工片
を３つの軸に沿つて動かすことを意図している
が、プラズマスプレーガンに対する被加工片の角
度方向を変える様に被加工片をいずれかの軸のま
わりで回転することは意図されていない。

ポンプのケースである被加工片の内部にビード
を付与するために軸のまわりで溶接ノズルを回転
するという考え方が米国特許第3627973号に開示
されている。該特許に開示された装置はケースの
内部に沿つて物質の複数個のビードを付着するこ
とによつてポンプケースの内部を修理するのに利
用される。溶接ノズルはＸ，Ｙ及びＺ軸に沿つて
可動である。溶接ノズルはＸ及びＺ軸のまわりで
は回転できないが、Ｙ軸のまわりで回転すること
ができる。被加工片に被膜を被せる別の装置が米
国特許第3769486号並びに第3865525号に開示され
ている。

0.75mm乃至１mm（30ミル乃至40ミル）の厚みを
したプラズマスプレー被膜を被加工片即ちタービ
ンの羽根に被せるという考え方が米国特許第
4028787号に開示されている。プラズマスプレー
被膜を手作業で被せることによつてタービンの羽
根を造り直す公知の工程ではせいぜい±0.15mm
（６ミル）の表面仕上精度しか得られない。所望
の表面測定値を与えるためにはプラズマスプレー
堆積物を研削しなければならない。

手操作式のプラズマスプレーガンを用いて熱障
壁被膜をエアホイルに被せることが実験的に試み
られている。手操作によつてプラズマスプレー被
膜をエアホイルに被せる様なこれらの実験はあま
り成功していない。これは、この工程が非常にゆ
つくりしたものであり且つせいぜい±0.15mm（６
ミル）の精度の厚みでしかプラズマスプレー被膜
を被せることができないからである。タービンエ
ンジンへの適用が認められるためには、少なくて
も±0.038mm（1.5ミル）の精度でエアホイルに被
膜を被せられねばならない。

被膜をエアホイルに被せるという考え方が米国
特許第3068556号並びに第1755321号にも開示され
ている。これらの特許は被膜の厚みが多少均一で
あることを意図している。非均一厚みの耐摩耗性
被膜を被加工片に付着する様にプラズマスプレー
技術を用いる考え方が米国特許第4003115号に開
示されている。更に、複数個の電極から色々な厚
みの層として金属を被加工片に被せる様に電気ス
ラグ溶接法を用いる考え方が米国特許第3778580
号に開示されている。

被加工片に被膜を被せるという色々な方法につ
いて開示した前記の公知特許には、被膜の厚みを
いかにして測定するかということが示されていな
い。然し乍ら、距離を測定する装置は多数知られ
ている。米国特許第3940608号には、所与の位置
からの物体の変位を測定するのに用いられる光学
感知装置が開示されている。該特許は、物体で反
射された光の強さを測定し、そして物体からの距
離と反射光の強さとを比較した曲線上でその強さ
の位置を決めることによつて、距離の測定を行な
うことを意図している。

レンズの焦点の位置の変化を検出することによ
つて物体の位置の変化を測定する考え方が米国特
許第3016464号に開示されている。然し乍ら、該
特許には、被膜を被加工片に被せるのを制御する
装置に組合わせてこの感知装置を用いるという考
え方は示されていない。

本発明は、均一厚み又は非均一厚みの被膜を被
加工片に被せるための新規で且つ改良された方法
及び装置を提供するものである。非均一厚みの被
膜を被加工片に被せる時は、それより出来上る製
品は、この被膜を被せた被加工片の形状とは異な
つた形状を持つことになる。被膜が被せられる被
加工片は多数の色々な構造を持つことができ、そ
して被膜を受けることができる限りは多数の色々
な物質で形成されてもよい。

本発明の或る特定の適用例に於いては、均一厚
みの被膜が正確にエアホイルに被せられる。本発
明の別の特定の適用例に於いては、エアホイルが
被加工片即ち芯に形成され、そしてその後この芯
がエアホイルから取り外される。本発明はエアホ
イル以外の多数の色々な形式の物体に組合せて利
用できる様に意図されている事を理解されたい。

本発明により構成された装置は、１つ或いはそ
れ以上の物質の流れをエアホイルの様な被加工片
に向けるのに用いられるスプレーガンを備えてい
る。被加工片に被せられた被膜の厚みを測定する
ためにセンサ組立体が設けられている。制御組立
体がセンサ組立体及びスプレーガンに接続され
る。この制御組立体は、被加工片に実際に被せら
れた物質の被膜の厚みを所望の厚みと比較し、そ
して所望の厚みを有する被膜を被加工片へ被せる
様にスプレーガンの作動を調整する様働く。適性
な制御器が用いられるので、不良品はない。

被加工片に被せられた被膜の厚みを測定するた
めにプラズマスプレーガンに組合わせて多数の
色々な形式のセンサ組立体を使用できることが意
図されているが、光学センサ組立体を用いるのが
便利である。この光学センサ組立体は、被加工片
又は被膜の表面域がレンズの焦点にある時を検出
するのに用いられる。これは、センサ組立体と被
加工片との間の距離を変えて表面域から反射され
る光の変化を感知することによつて達成される。

被加工片とセンサ組立体との間の距離を１つの
方向に変える間に、被加工片からホトセンサへと
反射される光は、センサ組立体と表面域との距離
が焦点距離に近ずくにつれて減少する。これが生
じる時には、光源へと反射されて戻される光が増
加する。表面域とセンサ組立体との距離が焦点距
離に達すると、最小量の光がホトセンサへと反射
され、そして最大量の光が光源へと反射されて戻
される。センサ組立体と被加工片との相対的な移
動を続けると、ホトセンサへ反射される光の量が
増加しそして光源へ反射される光の量が減少する
様になる。それ故、ホトセンサへ反射される光の
量が減少を止めて増加し始める時を検出すること
によつて、表面域とセンサ組立体とが焦点距離だ
け離間された時を検出することができる。

本発明の方法及び装置を用いることにより、所
望厚みの0.038mm（1.5ミル）以内の厚みを有する
被膜を被せる様にプラズマスプレーガンの作動を
制御することができる。被加工片上の多数の色々
な点で被膜の厚みを検出し、そしてこの感知され
た実際の被膜厚みと所望の被膜厚みとの差の関数
としてプラズマスプレーガンの作動を制御するこ
とによつて、被加工片へ正確に被膜を被せること
が促進される。被加工片上の種々の点での実際の
被膜厚みの永久的な記録がプリンタ組立体によつ
て与えられる。

長手方向に延びたストリツプで形成された層と
して被膜を被せることにより、被加工片へ所望厚
みの被膜を被せることが更に促進される。１つの
層のストリツプの中心軸はその次に隣接した層の
ストリツプの中心軸からずらされている。

エアホイルの様な複雑な形状を持つた被加工片
へ被膜を被せるべき場合には、６次元の自由性を
持つた相対運動を行なう装置を用いることによつ
て、被膜の正確な被着が著しく促進される。従つ
て本発明により構成された装置は３つの異なつた
軸に沿つてエアホイルとスプレーガンとの相対移
動を行なうことができる。更にこの装置は３つの
軸のまわりでエアホイルとスプレーガンとの回転
運動を行なうことができる。物質の各ストリツプ
としてエアホイルに被せられる被膜の厚みを変え
る様に、エアホイルとスプレーガンとの相対運動
速度を変えることができる。

エアホイルには複数個の被膜が設けられる。或
る特定例では、接着被膜がエアホイルに被せられ
そしてこの接着被膜の上に熱障壁被膜が被せられ
る。この接着被膜と熱障壁被膜との強力な相互結
合を促進するためには、この接着被膜の物質と熱
障壁被膜の物質との混合体で形成された中間被膜
を接着被膜と熱障壁被膜との間に用いられるのが
便利である。

従つて本発明の１つの特徴は、均一な厚み又は
非均一な厚みを有する被膜を、この被膜を受け取
ることのできる物質で形成された被加工片へ、正
確に被着する新規で且つ改良された方法及び装置
を提供することにある。

本発明の別の特徴は、エアホイルでもよい被加
工片の少なくとも１部分へ物質の被膜を被せる新
規で且つ改良された方法及び装置を提供すること
であり、被加工片に被せられた物質の被膜の厚み
を検出するのにセンサを用い、そして検出された
被膜厚みと所望の被膜厚みとの差の関数として制
御器組立体によりスプレーガンの作動を調整する
様な方法及び装置を提供することである。

本発明の更に別の面は、エアホイルの様な被加
工片の少なくとも１部分へスプレーガンによつて
被膜を被せる新規で且つ改良された装置を提供す
ることであり、横方向に延びた３本の軸の各々に
沿つて被加工片とスプレーガンとの間で相対運動
を行なうことができ、且つ３本の軸の各々のまわ
りで被加工片とスプレーガンとの間で相対的な回
転を行なうことができる様な装置を提供すること
である。

本発明の別の特徴は、被膜を固体物質と係合せ
ずに、被加工片に被せられた被膜の厚みを測定す
る方法及び装置を提供することである。

本発明の別の面は、レンズと表面との相対運動
中に光源へ反射されて戻される光の量が増加を止
めそして減少し始める時を検出することによつて
表面の位置を決定する新規で且つ改良された方法
を提供することである。

本発明の別の特徴は、0.075mm（0.003インチ）
より小さい量で変化する厚みをしたスプレー被膜
を有する新規で且つ改良されたエアホイルを提供
することである。

本発明の別の特徴は、エアホイルを作る新規で
且つ改良された方法を提供することであり、エア
ホイルの形状とは異なつた形状を有する基体に物
質をスプレーして、エアホイルの形状に相当する
形状をした外面を有する非均一な被膜を形成する
様な方法を提供することである。

本発明の別の特徴は、エアホイルの様な被加工
片に被膜を正確に被せる新規で且つ改良された方
法及び装置を提供することであり、被加工片に被
膜を被せる間及び被膜の厚みを測定する間に１つ
の把持組立体で被加工片を保持する様な方法及び
装置を提供することである。

本発明の前記特徴及び他の特徴は添付図面に関
連した以下の詳細な説明より理解されよう。

装置の一般的な説明 均一な厚み又は非均一な厚みを有する被膜を被
加工片２２に被せるのに用いられる装置２０が第
１図及び第３図に示されている。この装置２０は
被加工片２２に被膜を被せるのに用いられるスプ
レーガン２４を備えている。このスプレーガン２
４によつて被加工片２２に被せられた被膜の厚み
を測定するためにセンサ組立体２８が用いられて
いる。所望厚みの被膜を被加工片２２へ被せる様
にスプレーガン２４の作動を制御するために制御
装置３２が用いられる。

制御装置３２は、センサ組立体２８及びスプレ
ーガン２４と共働し、被加工片２２へ物質を非常
に正確に付与する。被加工片に物質を被せるべき
精度は、被加工片やそれを使用する環境が変わる
と共に変化するが、或る特定例では、被膜の厚み
がその所望厚みから±0.038mm（1.5ミル）未満し
か変化しないことが要望される。被膜の厚みを正
確に測定するために、センサ組立体２８は0.013
mm（0.5ミル）以下の誤差でもつて被膜の厚みを
繰返し検出することができる。

複雑な形状をした被加工片に被膜を正確に被せ
るために、駆動装置３６を用いて、３つの直交軸
の各々に沿つて被加工片２２とスプレーガン２４
との相対移動が行なわれる。３つの直交軸が第１
図にＸ，Ｙ及びＺとして示されている。更に、こ
の駆動装置３６は、第１図に弧状の矢印４０，４
２及び４４で略図的に示された様に、３つの軸の
各々のまわりで被加工片を回転する様にも働く。
被加工片２２とスプレーガン２４との間に６次元
の自由性を持つた相対移動を与えることにより、
即ち３つの軸の各々に沿つてスプレーガン２４と
被加工片２２との間で相対移動を行なえる様にし
且つ３つの軸の各々のまわりで相対的な回転運動
を行なえる様にすることにより、複雑な形状をし
た被加工片２２にスプレーガン２４で物質の被膜
を正確に被せることができる。

被加工片２２を３つの軸の各々に沿つて移動で
き且つ３つの軸の各々のまわりで回転できる様に
意図されているが、本発明のここに示した実施例
では、駆動装置３６は被加工片をＸ軸及びＹ軸に
沿つて移動し且つスプレーガン２４をＺ軸に沿つ
て移動する様に働く。従つて駆動装置３６は被加
工片駆動組立体４８（第１図）を備えており、こ
れはＸ及び／又はＹ軸に沿つて被加工片２２をス
プレーガン２４に対して移動し且つ被加工片を
Ｘ，Ｙ及び／又はＺ軸のまわりで回転する様に制
御装置３２によつて作動される。

Ｚ軸に沿つてスプレーガン２４を移動するため
スプレーガン駆動組立体５０が設けられている。
Ｚ軸は被加工片の中心を通つて延びるものと考え
られそしてスプレーガン２４はＺ軸の１方の側に
変位されていることに注意されたい。スプレーガ
ン２４はＺ軸の１方の側に変位されているが、第
１図に矢印５４で略図的に示された様に駆動装置
５０によつてＺ軸に沿つて移動される。本発明の
ここに示す実施例では、被加工片２２をＸ，Ｙ及
びＺ軸のまわりでスプレーガン２４に対して回転
運動することが好ましいが、スプレーガン２４と
被加工片２２との回転相対運動の１つ或いはそれ
以上の回転成分を行なう様にスプレーガン２４を
被加工片２２に対して回転することができるとい
う事を理解されたい。更に、所望ならばスプレー
ガン２４はＸ軸及びＹ軸に沿つて移動できる。

被加工片駆動組立体４８及びスプレーガン駆動
組立体５０に加えて、センサ組立体２８と被加工
片２２との相対移動を行なうためにセンサ駆動組
立体５８が設けられている。本発明の場合には、
センサ組立体２８は第１図に矢印６０で略図的に
示された様にこの駆動組立体５８によつてＺ軸の
みに沿つて移動される。然し乍ら、被加工片駆動
組立体４８は被加工片２２をＸ軸及びＹ軸に沿つ
てセンサ組立体２８に対して移動し且つ被加工片
２２をＸ，Ｙ及びＺ軸のまわりで回転する様に作
動する。従つて、被加工片２２とスプレーガン２
４との間及び被加工片とセンサ組立体２８との間
には６次元の自由性を持つた相対移動が得られ
る。

被加工片２２は多数の色々な構造を持つことが
できそして多数の色々な物質で形成することが意
図されている。被加工片２２に対する主なる必要
条件は、スプレーガン２４により被せられる被膜
を受けそしてそれを支持できるということに過ぎ
ない。本発明の場合には、被加工片２２はタービ
ンエンジンに用いられるエアホイルである（第２
図）。

スプレーガン２４は電気アークプラズマスプレ
ー型のものであり、熱軟化された粒子を高速プラ
ズマ流に随伴させてエアホイル２２に向けること
ができる。プラズマスプレーガン２４（第３図）
は２つの異なつた組成の粉体物質が供給される多
ポート型のものである。プラズマスプレーガン２
４は米国ニユーヨーク州アミテイビイルのGeotel
Inc.のデイビイジヨンであるPlasmadyne Inc.に
よつて製造された40KWユニツトであり、これは
米国特許第3914573号及び第2961335号に開示され
たプラズマスプレーガンと一般的に同じ型式のも
のである。特定のスプレーガンをここに説明する
が、本発明は所望ならば多数の色々な形式のスプ
レーガンを使用できることを意図しており、且つ
本発明は特定の形式のスプレーガン２４に限定さ
れるものでないということを理解されたい。

被膜６４（第２図）はエアホイル２２のブレー
ド部分６８に被せられる。従つて被膜６４は主な
側面６６と、長手方向に延びた先縁及び後縁７０
及び７２と、根元端部７４にあるプラツトホーム
の上面と、エアホイル２２の尖端部７６とに亘つ
て延びている。ブレード６８の後縁に冷却通路が
設けられる場合は、これら通路をふさがない様に
するため後縁は被覆されない。エアホイル２２の
一般的な構造は良く知られており、説明を簡略化
するためにここではこれ以上説明しない。

スプレーガン２４によつてエアホイル２２に被
せられた被膜６４は、エアホイル２２の面に直接
被せられる接着被膜８０を含んでいる。この接着
被膜８０はエアホイル２２の酸化を防止する様に
も働く。この接着被膜８０の上に熱障壁被膜８２
が被せられる。熱障壁被膜に用いられる物質と接
着被膜に用いられる物質との混合体により形成さ
れた中間被膜をこれら２つの被膜間に用いて、苛
酷な作動条件に耐え得る強力な相互結合を与える
ことができる様に意図されている。

被膜６４は多数の色々な組成を有することが意
図されているが、１つの特定例では、接着被膜８
０が0.1mm（４ミル）厚みのNiCrAlY被膜であ
る。この接着被膜８０は約40cm（16インチ）／秒
の均一な表面走査速度でスプレーガン２４を移動
することによつて被せられたものである。この接
着被膜８０はスプレーガン２４の複数のパスで被
せられたものであり、スプレーガン２４の第１の
パスでは約0.05mm（２ミル）厚みの被膜が被せら
れ、そしてスプレーガン２４のその後の各々のパ
スで各々0.025mm（１ミル）の被膜が被せられ
た。

熱障壁被膜８２は、イトリアで安定化された酸
化ジルコニウムで形成されものである。この熱障
壁被膜は特定のエアホイルの要件に基いて約0.3
mm乃至0.75mm（12乃至30ミル）の厚みである。酸
化ジルコニウムのこの熱障壁被膜８２はスプレー
ガン２４の多数のパスで被せられたものである。
スプレーガン２４の各々のパスで約0.02mm（0.8
ミル）厚みの被膜が被せられた。然し乍ら、ガン
２４の各パスで被せられる被膜の厚みは、エアホ
イルに対するガンの移動速度を変えるか、又はガ
ンへの物質供給率を変えるかのいずれかによつて
変えることができるという点を理解されたい。

第２図には接着被膜８０及び熱障壁被膜８２し
か示されていないが、熱障壁被膜を被せる前に中
間被膜を接着被膜に被せるのが効果的である。こ
の中間被膜は接着被膜の物質と熱障壁被膜の物質
との混合体で形成される。この中間被膜は、接着
被膜及び熱障壁被膜がたとえ異なつた熱膨張係数
を有していてもこれら被膜間に強力な結合を捉進
する。上記した特定例では、イトリアで安定化さ
れた酸化ジルコニウムとNiCrAlY合金との混合体
によつて中間被膜が形成される。

接着被膜８０及び熱障壁被膜８２の各々は、ブ
レード６８上の被膜領域全体に亘り、所望厚みか
ら0.038mm（1.5ミル）未満しか変化しない厚みを
有している。中間被膜が用いられる場合には、こ
の中間被膜が同程度の精度で被せられる。

被膜６４をエアホイル２２に被せる際のこの高
い精度は、エアホイルがタービンエンジンに用い
られることによつて当然必要とされる。タービン
エンジンの運転中、エアホイル２２は非常に高い
速度で回転され、従つて被膜６４の厚み誤差が比
較的大きな遠心ストレスをエアホイル２２に確立
することになる。加えて、高温のガス流が非常に
高い速度で被膜の外面を通り過ぎるので、被膜６
４の外面を精密に形成することも必要である。も
ちろん、これとは別の形式の被加工片に被膜を被
せる場合には、もつと低い精度でも容認されよ
う。

本発明の理解を容易にするため特定の被膜厚
み、組成及び被せ形態について述べたが、その他
の被膜厚み及び組成も利用できることを理解され
たい。又、本発明はエアホイルの多層被膜や、被
膜の厚みに関して特定の精度を持つた被膜に限定
されるものでないことも理解されたい。その理由
は、装置２０はエアホイル用の熱障壁被膜を設け
るのに非常に適しており且つそれに効果的に利用
できるが、この装置は多数の色々な形式の物品に
多数の色々な形式の被膜を設けるのに利用される
ことを意図されているからである。

エアホイルに被膜を被せる方法 装置２０は多数の色々な物品に被膜を被せるの
に用いる様に意図されているが、装置２０を作動
する１つの特定の方法を説明するため、被膜６４
をエアホイル２２へ被せる方法について述べる。
もちろん、装置２０は、物品の性質上必要とされ
或いは許されれば、別の仕方で構成し且つ別の仕
方で作動することができる。

装置２０によつてエアホイル２２に多層被膜６
４を被せるべき時は、エアホイルが把持組立体８
６（第３図及び第４図）に装着される。この把持
組立体８６はエアホイル２２の根元即ちプラツト
ホーム端８８（第２図）に係合し、そしてこの把
持組立体８６にはシールド即ちバリヤプレート９
２（第４図）が設けられている。このバリヤプレ
ート９２は、エアホイルの根元端部８８を保持す
るクランプに、ガン２４からの余計なスプレーが
直接当たるのを防止する。又、このバリヤプレー
ト９２はプラツトホームの根元及び縁も遮蔽す
る。これはクランプに対する熱作用を少なくし、
これによりエアホイル２２の位置づけの不正確さ
を少なくする。更に、冷却流体の流れ、ここに示
す例では二酸化炭素ガスの流れ、がエアホイル２
２に向向けられ、エアホイルを冷却すると共に熱
作用を減少させる。

エアホイル２２に冷却流体の流れを向けること
によつて熱作用が最小にされる。然し乍ら、内部
通路を持つたエアホイルにスプレーがけを行なう
場合には、この通路にも流体を流すことによつて
更に冷却を行なうことができる。これを行なう仕
方が第７図に略図的に示されている。第７図を参
照すれば、源９３からの冷却流体の流れは、コン
ジツト９４を経て、エアホイル２２の長手方向に
延びた内部通路９５へと案内される。この中央通
路９５は通路９７によつてエアホイルの後縁の開
口に連通されている。装置２０はエアホイルの内
部通路に流れるこの追加的な冷却剤の流れを用い
なくてもエアホイルに被膜を被せる様に満足に作
動するということが強調される。然し乍ら、エア
ホイルに内部通路が作られている時は、これら通
路に冷却流体を流すことにより、熱作用が更に軽
減される。

把持組立体８６にエアホイルを装着してしまう
と、エアホイル２２の外面上の複数個の点の正確
な位置がセンサ組立体２８を用いて測定される。
エアホイル２２の表面上の種々の点の正確な位置
は制御組立体３２（第１図及び３図）へ送られ、
後で参照するためにそこに記憶される。センサ組
立体２８はスプレーガン２４のすぐ近くにあるの
で、エアホイル２２の表面の種々の部分の位置を
このセンサ組立体２８によつて正確に測定するこ
とができ、その間エアホイル２２は、スプレーガ
ン２４によりこのエアホイルに被膜６４が被せる
間にこのエアホイルを保持するのに用いられるも
のと同じ把持組立体８６（第４図）によつて保持
されるということに注意されたい。

エアホイル２２の表面上の種々の点の正確な位
置が決定されてしまうと、制御装置３２（第１
図）はスプレーガン２４の前方にエアホイル２２
を正確に配置するために被加工片駆動組立体４８
の移動を行なう。次いでスプレーガン２４が作動
される。接着被膜８０（第２図）のための粉体物
質が適当なガスに随伴され、そして既知のやり方
でホース即ちコンジツト９６（第４図）を経てス
プレーガンへ送られる。この時には電気エネルギ
及び冷却液体がホース即ちコンジツト９８及び１
００を経てスプレーガン２４へ送られる。更に、
アルゴンの様な不活性ガスがホース即ちコンジツ
ト１０２を経てスプレーガン２４へ送られる。

スプレーガン２４が作動されそして電気アーク
が発生される。コンジツト１０２を通して加圧状
態で送られたガスがアークを介して送られる。こ
のガスはイオン化されそして電気アークで加熱さ
れる。イオン化され加熱されたガスはプラズマの
本体であり、これはスプレーガンの出口ポート１
０６に向つて流れる。コンジツト９６からの粉体
物質はプラズマの高温加速流の中へ導かれ、そこ
で加熱される。この加熱された粉体粒子はプラズ
マ流い随伴され、そしてスプレーガン２４によつ
てエアホイル２２に向けられる。接着被膜８０が
被せられる時は、コンジツト９６を通して送られ
て被加工片へと向けられる粉体物質がNiCrAlY合
金である。

プラズマ流がスプレーガン２４を去つてエアホ
イル２２へ向けられる時は、スプレーガン駆動モ
ータ１１０（第４図）が作動されて垂直ネジ１１
２を駆動する。この垂直ネジはＺ軸に平行に延び
る。これはスプレーガンを均一の速度で上方に移
動し、従つてプラズマ流は一般的に垂直に延びる
物質ストリツプをエアホイル２２へ被せる様に働
く。

スプレーガン２４からの加熱された物質の流量
が一定に保持されると仮定すれば、スプレーガン
の移動速度を制御することによつて、ブレードの
表面域に被せられる被膜の厚みを制御することが
できる。従つて、比較的厚いストリツプをエアホ
イルへ被せるべき時は、制御組立体３２はスプレ
ーガンを比較的ゆつくりした速度で移動する様に
駆動モータ１１０の作動を行なわせる。比較的薄
い被膜を被せるべき時は、制御組立体３２はモー
タ１１０を高速度で作動せしめる。

スプレーガン２４が垂直上方ストロークの終り
に達した時は、スプレーガンがプラズマ流をエア
ホイル２２より上に向ける。この時制御装置３２
はエアホイル２２に指示を与える様に被加工片駆
動組立体４８を作動する。これはエアホイル２２
の次の隣接部分がスプレーガン２４からの物質を
受け取る様に整列せしめる。次いでスプレーガン
２４は下方に移動され、手前のストリツプに隣接
し且つ重畳する様にエアホイル２２へ次の物質ス
トリツプを付与せしめる。１つの特定例では、ス
トリツプが約12mm巾であり、そしてその中心軸は
５mm離間されている。

スプレーガン２４が垂直下方ストロークの終り
に達すると、スプレーガンはプラズマ流をエアホ
イル２２より下に向ける。再びエアホイル２２は
その次のストリツプを受ける位置へ指示される。
該次のストリツプはその手前のストリツプに隣接
し且つそれに重畳する。該次のストリツプは、制
御装置３２の作用の下でモータ１１０を作動する
ことによりスプレーガン２４をＺ軸に沿つて上方
に移動するにつれてエアホイル２２に付与され
る。

スプレーガン２４をＺ軸に沿つて動かし、そし
て各ストロークを始める前にスプレーガンに対し
てエアホイルを正確に位置設定することにより、
物質のストリツプがエアホイル２２のまわりに
次々に被せられる。エアホイル２２は非常に複雑
な形状を有しているが、エアホイルの次々の表面
域は駆動組立体４８によつてスプレーガン２４に
対して正確に位置設定できるということに注意さ
れたい。これは、駆動組立体４８がＸ及びＹ軸に
沿つてエアホイルを動かすことができ且つＸ，Ｙ
及びＺ軸のまわりでエアホイルを回転できるから
である。スプレーガン２４の作業ストロークの
各々に於いてエアホイルが指示を受ける正確な位
置は制御組立体３２のプログラムによつて決定さ
れる。

接着被膜８０の第１の層がエアホイル２２に被
せられた後、スプレーガン２４はこの第１層の上
にその次の層を被せる様に作動される。該次の層
の長手方向に延びたストリツプは第１層のストリ
ツプの中心軸からずらされた中心軸を有してい
る。これは、ストリツプの縁よりもストリツプの
中央に於いて物質が若干多く堆積する傾向がある
からである。物質の隣接層のストリツプの長手軸
をずらすことにより、接着層８０の厚みの変動が
最小にされる。制御装置３２は、Ｚ軸に沿つたス
プレーガン２４の垂直ストローク中にＸ軸に沿つ
てブレードを若干震えさせ、即ち横方向へ移動さ
せ、それによりスプレーガン２４の作業ストロー
ク中にエアホイル２２へ付与されるストリツプの
混合を促進させる様に、駆動組立体４８を作動す
ることができる。

エアホイルに被膜を被せる精度は、各被膜層の
ストリツプの長手軸をその次に隣接した層のスト
リツプの長手軸に対してずらす様にして、被膜を
次々の層として被せることによつて促進される。
然し乍ら、ストリツプの長手中心軸をずらさなく
ても充分に均一な被膜厚み（±0.038mm（1.5ミ
ル））が得られる。更に、複数個のストリツプを
次々に上にスプレーしそしてブレードを横方向に
移動しそしてこの初めのストリツプ群に隣接した
複数個のストリツプをスプレーすることによつて
被膜の全厚みを付与することもできる。ストリツ
プを被せる特定の仕方は、ストリツプが被せられ
る特定の被加工片の形状と、この被加工片に被膜
を被せなければならない精度とに適する様に変え
られることが意図される。

エアホイル２２に多層の接着被膜８０を被せる
様にスプレーガン２４が作動される時は、この接
着被膜８０の厚みが測定される。これを行なうに
は、スプレーガン２４に隣接したスプレー受け取
り位置からセンサ組立体２８に隣接した位置まで
Ｘ軸に沿つてエアホイル２２が移動される。次い
でセンサ組立体２８はエアホイルに被せられた接
着被膜８０の厚みを検出する様に作動される。

第１の測定がなされた時は、センサ組立体２８
がエアホイル表面の位置を最初に感知したところ
の各位置に於いて、接着被膜８０の厚みが所望厚
み未満であることが予期される。制御組立体３２
は、スプレーガン２４の作動によりエアホイル２
２へ被せられた接着被膜８０の実際の厚みと所望
の厚みとの差を測定する。この厚み測定はエアホ
イル２２が把持組立体８６に保持される間に行な
われる。もしエアホイル２２が把持組立体８６か
ら取り外された場合には、エアホイルを把持組立
体に配置し直した時におそらくエラーが介入する
ことになろう。

接着被膜８０の初めの部分の実際の厚みがその
所望の厚みから異なる程度を制御装置３２が測定
してしまうと、エアホイル２２はスプレーガン２
４と整列する様に戻される。次いでスプレーガン
２４は必要とされるところまで接着被膜の厚みを
増加するために前記した様に作動される。

所望厚みの被膜を生じるに充分な量だけ（これ
は制御装置３２によつて測定される）初めの被膜
８０の厚みを増加する様にスプレーガン２４が作
動された後、再びセンサ組立体２８を用いて、こ
の接着被膜８０の実際の厚みが所望の厚みである
かどうかを検出する。所望の厚みを持たせるため
に被膜８０に更に物質を被せるべきであることを
制御装置３２が決定した場合には、エアホイル２
２が再びスプレーガン２４と整列する様に移動さ
れそして物質が更にエアホイルに被せられる。被
膜８０が完成した時は、その厚みは所望厚みから
±0.038mm（1.5ミル）未満しか異ならない。この
接着被膜は薄いから、第１のスプレーシーケンス
に於いて所要厚み±0.038mm（1.5ミル）に達して
しまうことがしばしば考えられることに注意され
たい。

接着被膜８０が前記した様に被せられた後、エ
アホイル２２を把持組立体８６から取り外すこと
なく、この接着被膜の上に直接的に熱障壁被膜８
２が被せられる。ここに示す例では、熱障壁被膜
８２がイオリアで安定化された酸化ジルコニウム
で形成される。この熱障壁被膜は、エアホイル２
２を使用すべき環境に基いて、0.3mm乃至0.75mm
（12乃至30ミル）の厚みを有する。

スプレーガン２４は、接着被膜８０をエアホイ
ルに被せるのに用いられたのと同様に、熱障壁被
膜８２をエアホイル２２に被せるのに用いられ
る。然し乍ら、熱障壁被膜８２を被せる間には、
イトリアで安定化された酸化ジルコニウムの粉体
がコンジツト１２０（第４図）を経て多ポートス
プレーガン２４へ送られる。

この時スプレーガン２４は、接着被膜８０につ
いて前記した様に、イトリアで安定化された酸化
ジルコニウムのプラズマスプレーをエアホイル２
２に向けて導く様に働く。イトリアで安定化され
た酸化ジルコニウムのスプレーをエアホイル２２
に向ける時は、スプレーガン駆動モータ１１０が
駆動ネジ１１２をしてスプレーガン２４を垂直経
路に沿つて移動せしめる様に作動される。駆動ネ
ジ１１２の回転中は、Ｚ軸に平行に延びる経路に
沿つたスプレーガン２４の移動が１対の直立ロツ
ド１２４及び１２６（第４図）によつて案内され
る。

スプレーガン２４をエアホイル２２に対してＺ
軸に沿つて移動する時には、イトリアで安定化さ
れた酸化ジルコニウムのストリツプがエアホイル
２２へ逐次に被せられる。これらのストリツプは
エアホイルの根元端部分７４から尖端部分７６へ
と延びる。所望厚みの熱障壁被膜８２を得るため
には、物質ストリツプの複数の層がエアホイル２
２に逐次に被せられる。長手方向に延びる比較的
厚い領域が熱障壁被膜８２に形成される傾向は、
熱障壁被膜の隣接層に於いてストリツプの長手方
向軸をずらすか、或いは又ストリツプの重畳程度
を入念に選択するかのいずれかによつて最小にさ
れる。

所望厚みよりも若干小さな厚みまで熱障壁被膜
８２が確立された時、被加工片駆動組立体４８
（第１図）はセンサ組立体２８に隣接した位置ま
でエアホイル２２を移動する様に作動される（第
４図）。センサ組立体２８は熱障壁被膜８２の実
際の厚みを検出する様に制御装置３２（第１図）
に関連して使用される。接着被膜８０の付与を開
始する前にエアホイル上の種々の点の位置がセン
サ組立体２８によつて感知される時から熱障壁被
膜８２が完成されるまでエアホイル２２は把持組
立体８６に保持されたまでであるということに注
意されたい。これはエアホイル２２を把持組立体
８６に接続したり取り外したりすることにより生
じることのあるエラーのおそれをなくす。

所望厚みの被膜を与えるために熱障壁被膜８２
の厚みを増加しなければならない量が、制御装置
３２によつて決定されると、スプレーガン２４は
熱障壁被膜８２の厚みを増す様に再び作動され
る。センサ組立体２８はエアホイル２２上の複数
個の位置で熱障壁被膜の厚みを感知する様に作動
される。何らかの予期しない理由で、熱障壁被膜
８２の厚みがエアホイル２２上の色々な位置で異
なつたとすれば、制御装置３２は熱障壁被膜８２
の厚みを変動をなくす様にスプレーガン２４が作
動せしめる。

従つて、スプレーガン２４の最初の作動によつ
てエアホイルの或る部分には比較的厚い初期被膜
８２が被せられ且つ、エアホイルの別の部分には
若干薄い被膜８２が被せられたことが検出された
場合には、制御装置３２は、熱障壁被膜８２が比
較的薄い領域ではエアホイルに沿つて複数のパス
即ち走査を行なう様にスプレーガンを作動し、且
つ熱障壁被膜が比較的厚いところではエアホイル
２２に沿つて少数のパス即ち走査を行なう様にス
プレーガンを作動する。ストリツプが被せられる
につれてスプレーガン２４の移動速度を変えるこ
とにより、ストリツプの被膜の厚みを部分的に変
えることができる。熱障壁被膜８２の厚みを繰り
返し感知し、そしてエアホイル２２上の複数個の
位置に於ける熱障壁被膜の感知された厚みの関数
として制御装置３２によつてスプレーガン２４の
作動を制御することにより、熱障壁被膜８２は
0.075mm（３ミル）未満しか変わらない厚みを有
することになる。

熱障壁被膜８２はエアホイル２２の接着被膜８
０の上に直接被せられたが、接着被膜と熱障壁被
膜との間に中間被膜が用いられてもよいことが意
図される。中間被膜を設けるべき場合には、制御
組立体３２は、熱障壁被膜８２を被せる前に接着
被膜の物質と熱障壁被膜の物質との混合体を接着
被膜８０の上に被せる様にスプレーガン２４を作
動せしめる。この中間被膜の厚みも、接着被膜及
び熱障壁被膜に関して既に述べた様にセンサ組立
体２８で測定される。

所望厚みの中間被膜がエアホイルに被せられた
時は、この中間被膜の上に熱障壁被膜が被せられ
る。接着被膜を被せ、接着被膜の厚みを測定し、
中間被膜を被せ、中間被膜の厚みを測定し、熱障
壁被膜を被せそして熱障壁被膜の厚みを測定する
間、エアホイル２２は把持組立体８６に常時保持
されるということに注意されたい。

接着被膜８０及び熱障壁被膜８２をエアホイル
２２に被せることに関連してスプレーガン２４の
作動を説明したが、本発明の方法及び装置は多数
の色々な形式の被加工片の諸部分に被膜を被せる
のに利用されるということが意図される。これら
の被加工片に被せられる被膜は多数の色々な形式
の物質で形成され、且つスプレーガンによつて同
じ被加工片に複数の被膜を被せてもよいし被せな
くてもよいということが意図される。更に、ここ
に述べた特定のプラズマスプレーガン以外のスプ
レーガンを用いて色々な形式の物質を被加工片に
被せることも意図される。

被加工片駆動組立体 被加工片駆動組立体４８が第５図に概略的に示
されている。そして被加工片駆動組立体４８の特
定の実施例が第６図に示されている。

被加工片駆動組立体４８は、Ｘ軸及びＹ軸（第
５図）の両方に沿つて移動する様に支持されたキ
ヤリジ１３０を備えている。これら軸は色々な方
向を有することができるが、Ｙ軸はスプレーガン
２４からの物質流路に対して一般的に平行に延び
ている。Ｘ軸はスプレーガン２４からの物質流路
に対して一般的に垂直に延びている。

従つて、キヤリジ１３０は１対の平行ガイドバ
ー１３４及び１３６（第５図）によつてＸ軸に沿
つて移動する様に支持される。これらのガイドバ
ー１３４及び１３６はフレーム１４２の、長手方
向に延びた１対の平行な上部フレーム部材１３８
及び１４０（第３図）にしつかりと結合される。

キヤリジ１３０は１対の平行な支持ロツド１４
６及び１４８（第６図）によつてＹ軸に沿つて移
動する様に支持される。これらの支持ロツド１４
６及び１４８は４つの支持ブロツク（第５図には
そのうちの２つだけが１５０，１５２で示されて
いる）によつてガイドバー１３４及び１３６に結
合されている。キヤリジ１３０は適当な支持体１
５４，１５６，１５８によつて支持バー１４６及
び１４８に結合される。

従つて、キヤリジ１３０は平行なガイドバー１
３４及び１３６によつてＸ軸に沿つて移動する様
に支持される。又、キヤリツジ１３０は平行なガ
イドバー１４６及び１４８によつてＹ軸に沿つて
移動する様に支持されている。もちろん、ガイド
バー１４６及び１４８はキヤリジ１３０と共にＸ
軸に沿つて移動する。

Ｘ軸及びガイドバー１３４，１３６に沿つてキ
ヤリジ１３０を移動するために、駆動ネジ１６２
が可逆電気モータ１６４によつて回転される。こ
の駆動ネジ１６２はＸ軸及びガイドバー１３４，
１３６と平行に延びることに注意されたい。この
駆動ネジ１６２は適当なボールナツト又は内部に
ネジ切りされた駆動素子によつて支持ブロツク１
５０に結合される。

同様に、キヤリジ１３０は駆動ネジ１６６によ
りＹ軸及び平行ガイドバー１４６，１４８に沿つ
て移動される。この駆動ネジ１６６は可逆駆動モ
ータ１６８（第５図）によつて回転される。

互いに直角なＸ，Ｙ及びＺ軸のまわりでエアホ
イル係合把持組立体８６は長手方向に延びた支持
部材１７２（第５図）の下端部に結合される。こ
の支持部材は自在継手１７６に於いてキヤリジ１
３０に枢着される。この自在継手１７６は、把持
組立体８６を或る限定された範囲内で各々の方向
に自由に横に動かすことができる様に、支持部材
１７２をキヤリジ１３０に結合する。

従つて、自在継手１７６は、把持組立体８６及
び被加工片をＺ軸のまわりで回転運動するため
に、支持部材１７２をそれ自身の長手方向に延び
た中心軸のまわりで回転できる様にする。又、こ
の枢着継手１７６は、支持部材１７２が円錐状の
包絡線を描いて移動し且つ把持組立体８６がキヤ
リジ１３０に対して円を描いて移動する様に、自
在継手１７６の中心に一致する点のまわりで支持
部材１７２を枢着運動できる様にする。これはエ
アホイル２２をＸ軸及びＹ軸のまわりで枢着運動
できる様にする。

Ｘ軸のまわりでエアホイル２２を枢着運動する
ため、スライド部材１８０（第５図及び６図）は
可逆駆動モータ１８２（第６図）及び駆動ネジ１
８４の作用の下で可動である。駆動モータ１８２
が作動すると、駆動ネジ１８４はＹ軸に平行に延
びた経路に沿つてスライド部材１８０を移動させ
る。スライド部材１８０のこの移動は自在継手１
７６に於いて支持部材１７２をＸ軸のまわりで枢
着運動せしめる。

支持部材１７２は可逆電気駆動モータ１９０
（第６図）及び駆動ネジ１９２の作用の下で第２
のスライド部材１８８を移動することによつＹ軸
のまわりで枢着運動される。可逆の駆動モータ１
９０が作動すると、駆動ネジ１９２は、Ｘ軸に平
行に且つＹ軸に直角に延びた経路に沿つてスライ
ド部材１８８を移動させる。これは自在継手１７
６に於いて支持部材１７２をＹ軸のまわりで枢着
運動せしめる。

Ｘ及びＹ軸に直角なＺ軸のまわりでエアホイル
２２を回転運動するため、駆動モータ１９６は減
速組立体１９８を介して作動され、支持部材１７
２をその中心軸のまわりで回転させる。モータ１
８２の作動はＸ軸のまわりで被加工片を枢着運動
しそしてモータ１９０の作動はＹ軸のまわりで被
加工片を枢着運動するが、これら両モータはスプ
レーガン２４及びセンサ組立体２８に対する所望
の位置まで枢着継手１７６のまわりでエアホイル
２２を同時に枢着運動させる様に同時に作動でき
るという事を理解されたい。それと同時にモータ
１９６を付勢してエアホイル２２をＺ軸のまわり
で回転することができる。又、Ｘ，Ｙ及びＺ軸の
まわりでのエアホイル２２の枢着運動と同時に、
駆動モータ１６４及び１６８を付勢してエアホイ
ル２２をＸ及びＹ軸に沿つて移動できるというこ
とも意図される。被加工片駆動組立体４８は、ス
プレーガン２４及びセンサ組立体２８に対して５
次元の自由性を持つた被加工片２２の相対移動を
与えることが明らかであると考えられる。従つ
て、被加工片２２は駆動組立体４８によりＸ及び
Ｙ軸に沿つて移動でき且つＸ，Ｙ及びＺ軸のまわ
りで枢着運動できる。スプレーガン駆動組立体５
０及びセンサ駆動組立体５８によつて被加工片と
スプレーガン２４及びセンサ組立体２８との間で
６次元の自由性を持つた相対移動が達成される。

スプレーガン駆動組立体５０はモータ１１０を
備え（第４図）、このモータは１対のギヤ１９９
及び２００を介して駆動ネジ１１２を回転する。
この可逆の電気駆動モータ１１０を回転すると、
スプレーガン２４はＺ軸に平行に延びた垂直ガイ
ドバー１２４及び１２６に沿つて移動される。

センサ組立体２８は、スプレーガン２４が駆動
組立体５０によつて移動されたのと同様に、駆動
組立体５８によつて移動される。従つて駆動組立
体５８は可逆の電気モータ２０５（第４図）を備
えており、これは１対のギヤ２０６及び２０７に
よつて垂直駆動ネジ２０８に結合される。この駆
動ネジ２０８はＺ軸に平行に延び且つ１対の直立
したガイド部材２０９及び２１１に平行に延び
る。従つて、可逆の電気駆動モータ２０５を作動
すると、センサ組立体２８は駆動ネジ２０８によ
つてＺ軸に沿つて移動される。

特定の被加工片駆動組立体４８、スプレーガン
駆動組立体５０並びにセンサ駆動組立体５８につ
いて示したが、Ｘ，Ｙ及びＺ軸に沿つて被加工片
とスプレーガン２４及びセンサ組立体２８との間
で相対移動を得且つＸ，Ｙ及びＺ軸のまわりで回
転運動を得るのに別の構造を有した駆動組立体を
使用できることが意図される。例えば、スプレー
ガン２４及びセンサ組立体２８を固定できること
が意図される。この場合は被加工片駆動組立体４
８が３つの軸全部に沿つて被加工片を移動し且つ
３つの軸全部のまわりで被加工片を回転する様に
働く。同様に、被加工片を固定しそしてスプレー
ガン２４及びセンサ組立体２８を３つの軸全てに
沿つて移動し且つ３つの軸全てのまわりで回転す
ることもできる。然し乍ら、被加工片駆動組立体
４８と、スプレーガン駆動組立体５０と、センサ
駆動組立体５８とを組合わせることは、被加工片
とスプレーガンとセンサ組立体との間で所望の移
動を得るための特に有利なやり方であると考えら
れる。

センサ組立体 センサ組立体２８は、エアホイル２２の様な被
加工片に被せられた被膜の厚みを測定するのに用
いられる。センサ組立体２８は被膜に固定物体を
係合することなく被膜の厚みを検出するために電
気エネルギを用いている。

センサ組立体２８はインコヒレントな光源であ
る電灯２１０を備えている（第８図）。このラン
プ２１０からの光線はオプチカルフアイバ束２１
４へと指向される。オプチカルフアイバ束２１４
からの光線はレンズ組立体即ち光学拡大器２１６
を介してエアホイル２２の面２１８へと伝えられ
る。光線の少なくとも１部はエアホイル２２の面
２１８からオプチカルフアイバ束２２４へと反射
されて戻され、このオプチカルフアイバ束２２４
はホトセンサ２２６へ接続されている。

２つのオプチカルフアイバ束２１４及び２２４
（第８図）は主オプチカルフアイバ束２２８に於
いてランダムに混合される。それ故、面２１８か
ら反射された光線の１部はオプチカルフアイバ束
２１４を介して光源２１０へと向けられ、一方そ
の他の光線はオプチカルフアイバ束２２４を介し
てホトセンサ２２６へと向けられる。

レンズ組立体２１６はユリメートレンズ２３２
と集光レンズ２３４とを備えている。集光レンズ
２３４は、光源からの光を、第８図に２３６で示
された焦点へと向ける様に働く。センサ組立体２
８の構造は米国特許第3940608号に開示されたも
のと同じであり、そして型式KD−100Fotonic
Sensorとしてニユーヨーク、ラサンのMTI
Instrumentsより入手でき、これは2.2mm直径のプ
ローブを有している。

センサ組立体２８は、物体上の表面域が、レン
ズの焦点距離に等しい距離だけ集光レンズ２３４
から離間された時を明確に指示する。第８図に示
した様にエアホイル２２の表面域が焦点にある時
は、光源２１０へと反射されて戻される光の量が
最大となり且つセンサへと反射される光の量が最
小となる傾向がある。これは、被加工片２２の表
面から集光レンズ２３４及びコリメートレンズ２
３２を介して反射される光線が、この光線が発せ
られたのと同じオプチカルフアイバコンジツトへ
と向けられ、即ち束２１４へ至る束２２８のオプ
チカルフアイバコンジツトへと向けられて戻され
るからである。これが生じる仕方が第９図にグラ
フで示されている。

プローブが被加工片に接触しており、即ちプロ
ーブとターゲツトとの距離が０ミルである時は、
ホトセンサ２２６へと反射される光線は存在しな
い（第９図）。集光レンズ２３４とエアホイル２
２の表面域との距離が増加するにつれて、ホトセ
ンサ２２６へ反射される光が妥当な直線性で増加
する。この増加は集光レンズ２３４と被加工片の
表面域との距離が焦点距離に接近した距離に達す
るまでである。次いでホトセンサ２２６へ反射さ
れて戻される光は減少し始める。

第９図のグラフに示された特性を有するレンズ
組立体に対しては、レンズ２３４がエアホイル２
２の表面２１８からほゞ420ミル（10.5mm）離間
された時にホトセンサへ反射される光が減少し始
める。この急激な減少はほゞ433ミル（10.83mm）
に於いて焦点距離に達するまで続けられる。この
焦点距離から距離を増加するにつれて、ホトセン
サ２２６へ反射される光の量は再び急激に増加
し、この増加はレンズ２３４が被加工片の表面か
ら約460ミル（11.5mm）に置かれるまで続く。次
いで、ホトセンサへ反射される光は距離が増すに
つれて妥当な直線性で減少する。

表面２１８から光源２１０へと反射される光の
量は、ホトセンサ２２６へと反射される光の量が
センサ組立体２８の動きと共に変化する形態とは
実質的に逆の形態で変化するということを理解さ
れたい。従つてセンサ組立体２８が、レンズ２３
４の焦点距離に等しい距離だけ表面２１８から離
間された時は、ホトセンサ２２６へ反射される光
の量が最小になる傾向がある。この時には光源２
１０へ反射される光の量が最大となる。レンズ２
３４の表面２１８との距離が焦点距離のいずれか
の側へ変化するにつれて、即ち433ミル（10.83
mm）より小さくなるか或いは大きくなるにつれ
て、光源２１０へ反射される光の量は減少し、こ
の時はホトセンア２２６へ反射される光の量は第
９図に示した様に増加する。

エアホイル２２に被せられた被膜の測定を行な
うには、先ず、被覆されていないエアホイルの表
面が焦点に来るまで、即ち被覆されていない被加
工片の表面が433ミル（10.83mm）という焦点距離
だけレンズ２３４から離間されるまで、この被覆
されていないエアホイルが被加工片駆動組立体４
８によりセンサ組立体２８に対して移動される。
この時のエアホイル２２の位置が制御装置３２に
記憶される。エアホイル２２のこの初期位置は、
後で測定を行なう基準位置をなす。

接着被膜８０の様な被膜の実質的な部分が前記
した様にエアホイル２２に被せられた時には、こ
の被膜に係合せずにこの初めの被膜の厚みが測定
される。この目的のため、被加工片駆動組立体４
８は制御組立体３２の作用を受けて、被膜の初め
の部分の外面域をレンズ２３４の焦点に配置する
様に作動される。被膜の表面域がレンズ２３４の
焦点にある時、即ち被膜の表面域がレンズ２３４
から433ミル（10.83mm）のところにある時は、エ
アホイル２２の位置が、被膜の厚みに等しい距離
だけその初期位置即ち基準位置からずれることに
なる。

制御装置３２は、被膜の外面域がレンズ２３４
の焦点にある時に、既に記憶されている基準位置
からエアホイルの位置を減算することにより、エ
アホイル２２に被せられた被膜の初めの部分の実
際の厚みを測定することができる。次いで、被膜
の初めの部分のこの厚みを被膜の所望の厚みと比
較し、この所望厚みの被膜を得るために被膜の初
めの部分のこの厚みを増加しなければならない量
が決定される。次いで制御装置３２は所望の厚み
を得るまで被膜の厚みを増加する様にスプレーガ
ン２４を作動せしめる。この様にして、接着被膜
８０の厚みを所望厚みの±0.038mm（1.5ミル）内
に制御することができる。

接着被膜８０がエアホイルに被せられると、こ
の接着被膜の上に熱障壁被膜８２が被せられる。
この熱障壁被膜８２の厚さを測定する際には、エ
アホイルの初期基準位置が利用される。エアホイ
ル２２に被せられた接着被膜８０と熱障壁被膜８
２の部分との合成厚みが測定される。この合成厚
みは両被膜の所望の合成厚みと比較され、熱障壁
被膜８２の厚みを増加しなければならない量が決
定される。熱障壁被膜の厚みも±0.038mm（1.5ミ
ル）以内に制御できる。

レンズ２３４の焦点が検出される仕方が第１０
図のグラフに示されている。１組の10個のメモリ
位置が先入れ先出し（FIFO）メモリを構成する
様に制御装置３２に確立される。エアホイル２２
が焦点距離よりも若干センサ組立体２８の近くへ
と移動された後、エアホイルは0.005mm（0.2ミ
ル）の増分でセンサ組立体２８から離れる様に移
動される。

その第１のステツプに於いて電圧が読み取られ
そして先入れ先出しメモリの第１メモリ位置へ入
力される。センサ組立体に対する被加工片の各
次々のステツプごとに、新たな電圧の読みが第１
メモリ位置へ入力されそしてその手前の全ての測
定値は１つのメモリ位置づつ後方へ移動される。
最後のメモリ位置に達した読みは次のステツプで
消失される。それ故、メモリは常に最新の10個の
電圧の読みとそれらに対応するプローブ座標ステ
ツプとを含んでいる。

最初の読みが特定の電圧だけ最後の読みを上ま
わる時に、焦点を表わす値が検出されたと仮定さ
れ、そして第６メモリ位置の座標が谷の位置とし
て取り出される。制御装置３２のプログラムは、
FIFOメモリへの最初の読みと最後の読みとの間
の適当な差を捜すことによつて谷より前の負の傾
斜と谷より後の正の傾斜とを検出する様に設定さ
れる。谷を捜す場合に自動的に変えることのでき
るパラメータは、谷検出ルーチンが始まる位置
と、谷と、傾斜とを定めるための電圧差である。

FIFOメモリの読みをホトセンサ出力電圧の曲
線に関係付けする仕方が第１０図に既略的に示さ
れている。センサ組立体２８が、被加工片２２か
ら離れる様に、即ち第８図で見て左側へ向つて、
移動されると仮定すれば、FIFOメモリへ入力さ
れた初めのデータは第１０図に２４２で概略的に
示された様にホトセンサ出力電圧曲線に関係付け
されるものと考えられる。第１０図に２４２で示
された位置では、第10番目の読み、即ち取り出さ
れる読みが、零の読み、即ちFIFOメモリの第10
メモリ位置に記憶された読みよりも実質的に小さ
いことに注意されたい。センサ組立体２８が焦点
を介して被加工片から離れる様に移動された後
は、FIFOメモリ位置に記憶された読みが、第１
０図に２４０で概略的に示した様にホトセンサ出
力電圧曲線に関係付けされるものと考えられる。
従つてこの時には第10番目の読み、即ち取り出さ
れる読みが、零の読み、即ちFIFOメモリの第10
メモリ位置に記憶された読みよりも実質的に大き
い。それ故、第１０図に２４２で示した位置から
第１０図に２４０で示した位置へとセンサ組立体
２８を移動する際に谷の底即ち焦点の位置を通る
ということが容易に決定される。

第１０図に２４２で概略的に示された位置から
第１０図に２４０で示された位置まで進む際に、
第10番目の読み、即ち取り出される読みは、２４
４で概略的に示された位置に達するまでは第１の
読み即ち零の読みより小さい。２４２で示された
位置から２４４で概略的に示された位置まで移動
する際に、センサ組立体はレンズ２３４の焦点が
被加工片の表面上となる位置を介して移動する。
センサ組立体２８の焦点位置を介して移動した
後、次々の電圧の読み、即ち取り出される第10番
目の読みが減少を停止しそして増加を開始すると
いうことに注意されたい。

センサ組立体２８が焦点位置を介して、第１０
図に２４４で概略的に示された位置まで移動され
た時、取り出される電圧の読み、即ち第10番目の
読みは、第10メモリ位置に記憶された電圧の読み
にほゞ等しく然もそれよりも若干小さくなる。セ
ンサ組立体と被加工片との相対移動の次の増分ス
テツプの際に、取り出される電圧の読み、即ち第
10番目の読みは第10メモリ位置に記憶された電圧
の読みを越える。これは、第10番目の電圧の読み
が取り出される位置と、零の電圧の読みが既に取
り出された位置との間に谷の底即ち焦点が配置さ
れたことを指示する。これらの読みは谷の底の中
心より若干右側へずらされるので、第６メモリ位
置に記憶された読みが、焦点位置に形成されたも
のと仮定される。もちろんFIFOメモリの各位置
の読みを比較してどの読みが最小であるかを決定
しそして焦点位置をより正確に決定することがで
きる。

本発明のここに示す実施例に於いては、駆動装
置３６によりセンサ組立体２８に対して被加工片
２２を移動することによりセンサ組立体２８と被
加工片２２との間の相対移動が達成されるという
ことを理解されたい。然し乍ら、第１０図に関し
て上記した様にセンサ組立体を被加工片に対して
移動することができる。被加工片に被膜を被せる
方法に関連してセンサ組立体２８を説明したが、
表面を探捜するためにFIFOメモリに関連してセ
ンサ組立体を使用することもできるということを
理解されたい。例えば、被加工片から物質を除去
する様な作動に関連してセンサ組立体を使用でき
る。

プログラムの別の特徴は、各ステツプで取り出
される測定数値が１であるか又は２の倍数であつ
て128までであるということである。この場合、
FIFOメモリへ入力される値は読みの平均値であ
り、これはランダムノイズの影響を最小にする。
FIFOメモリの位置数は所望の数まで変えること
ができる。レンズ２３４の焦点を検出するこの方
法は±0.013mm（0.5ミル）未満の誤差でもつて測
定を繰り返すことができる。

ここに示す本発明の実施例では、被加工片の表
面がセンサ組立体２８から所定の距離即ち焦点距
離だけ離間された時を検出するためにエアホイル
即ち被加工片２２がセンサ組立体２８に対して移
動される。所望ならば、センサ組立体２８を被加
工片即ちエアホイル２２に対して移動できる様に
も意図されている。安全性の理由で、焦点距離よ
りも被加工片に接近した点から焦点距離に近ずく
ことが好ましく、即ち、センサ組立体２８と被加
工片即ちエアホイル２２との距離を増加していく
ことによつて焦点距離に近ずくことが好ましい
が、被加工片即ちエアホイル２２とセンサ組立体
２８との距離を減少していくことによつて焦点を
検出できることも意図されている。

又、所望ならば、他の形式のセンサ組立体を使
用できることも意図されている。例えば、コヒレ
ントな光源を用いたセンサ組立体（レーザゲー
ジ）や容量性のセンサ等も所望ならば使用でき
る。エアホイルに被膜を被せる間及び被膜を測定
する間に被加工片即ちエアホイル２２を把持組立
体８６に保持することによつて既知の形式のセン
サでも測定の精度が促進されると考えられる。

制御装置 所望の被膜厚みを得た時を決定する様に被加工
片駆動組立体４８、スプレーガン駆動組立体５
０、及びセンサ駆動組立体５８の作動を制御する
には多数の色々な形式の既知の制御装置を使用で
きることが意図される。然し乍ら、本発明のここ
に示す実施例では、制御装置はマイクロプロセツ
サ２５０（第１１図）を備えており、このマイク
ロプロセツサは種々の駆動モータ、光学センサ組
立体、表示装置の出力及び手動制御入力、並びに
スプレーガン２４に接続された周辺インターフエ
イスアダプタ２５２，２５４，２５６及び２５８
を有している。Ｘ軸駆動モータ１６４に接続され
た制御回路が第１１図に示されているが、スプレ
ーガン及びセンサの駆動モータ１１０及び２０５
や、被加工片駆動組立体４８の他の駆動モータ即
ち駆動モータ１６８，１８２，１９０及び１９６
にも同様の制御回路が接続されていることを理解
されたい。マイクロプロセツサ２５０は多数の
色々な構造をとり得るが、１つの特定例では、マ
イクロプロセツサ２５０が米国アリゾナ州ホエニ
クスのMotorola Communication＆Electronics
Inc.より入手できる型式M6800マイクロプロセツ
サである。

制御回路を簡略化するため、Ｘ軸駆動モータ１
６４を含む全ての種々の駆動モータと共に零基準
ストツパが使用される。この零基準ストツパを設
けたことにより位置エンコーダを排除することが
できる。従つて、各モータごとに基準レジスタが
設けられ、これはデジタル比較器及びアツプ／ダ
ウンカウンタと組合わされる。

測定を行なうために、光学センサ２８はマイク
ロプロセツサの制御装置によつてサンプリングさ
れるアナログ−デジタルコンバータに接続され
る。先入れ先出しメモリユニツトを構成するメモ
リ位置もマイクロプロセツサに設けられている。

本発明の特徴によれば、エアホイルに被せられ
た被膜の厚みの印字記録を作るためにプリンタ２
６２（第１１図）が制御装置３２に設けられてい
る。従つて、センサ組立体２８は、エアホイル２
２上の複数の点に於いて、エアホイルに被せられ
た被膜の厚みを検出するのに用いられる。そして
プリンタ２６２は、エアホイル２２上の複数の点
の各々に於ける接着被膜８０及び熱障壁被膜８２
の厚みを記録するのに用いられる。接着被膜と熱
障壁被膜との間に中間被膜が用いられる場合に
は、プリンタ２６２は、エアホイル上の複数個の
点の各々に於ける中間被膜の厚みも記録する。

本発明の別の特徴によれば、制御組立体３２は
エアホイル２２に種々の被膜を被せる間に生じる
ことのある変動を補償する様に働く。このため
に、装置２０の作動中にセンサ組立体２８を用い
て、被膜厚みに生じることのある偏差が検出され
る。制御組立体３２は被膜厚みのこの偏差を補償
する様にスプレーガン２４の作動を調整する。装
置２０の通常の作動中には、この様にして欠陥が
零となる。

エアホイルを作る方法 以上の説明に於いては、均一厚みの接着被膜８
０及び熱障壁被膜８２をエアホイルに被せること
に関して装置２０を説明された。然し乍ら、装置
２０は、非均一な被膜を被せるのに使用して、こ
の非均一な被膜が付着される被加工片の形状とは
あまり似ていない様な形状をした３次元物体の構
造体を作ることも意図されている。第１２図乃至
１６図には、この様な非均一な被膜を被せてエア
ホイルを作る例が示されている。然し乍ら、所望
の形状を有した物体を作る様に物質を堆積するた
めにはその被膜を受けることのできる基体に非均
一な被膜が被せられるということを強調すべきで
ある。

第１２図乃至１６図に示された方法によつてエ
アホイルを作る場合には、芯２７０が用意され
る。芯２７０はエアホイルの形状に若干類似した
形状を有しているが、芯２７０はいかなる所望の
形状をしていてもよいことが意図される。ここに
示す場合には、芯２７０の形状は、エアホイル内
の所望形状の内部通路をなす様に選択されてい
る。

エアホイルの基本形状を形成するため芯２７０
は複数個の非均一な層で被覆され、これが第１３
図に２７４で示されている。この層２７４は、物
質が比較的薄い領域よりも物質が比較的厚い領域
に亘つてより多くの走査即ちパスを行なうことに
よつてスプレーガン２４で被せられるということ
に注意されたい。非均一被膜２７４を被せる前に
芯２７０の表面上の多数の色々な点の位置に相当
する基準位置がマイクロプロセツサに記憶され
る。

種々の基準点の上に横たわる非均一被膜２７４
の外面域がレンズ２３４（第８図）の焦点にある
時に芯の位置ずれを検出することにより、非均一
被膜２７４の厚みを多数の色々な点で測定するこ
とができる。前記で述べた様にスプレーガン２４
の作動を制御することにより、芯２７０の上に非
均一被膜を正確に堆積することができる。非均一
被膜の厚みは所望厚みの±0.038mm（1.5ミル）未
満しか変わらない。

非均一被膜２７４によつてエアホイルの本体が
確立されてしまうと、この非均一被膜２７４の上
に熱障壁被膜２７８が被せられる。この熱障壁被
膜２７８は被膜２７４の物質とは異なつた物質で
あり、そして第２図の接着被膜８０に類似した接
着被膜と共に設けられてもよい。

熱障壁被膜２７８が非均一な被膜２７４に被せ
られると、芯即ち基体２７０が除去されて、エア
ホイル２８４の内部通路２８２が作られる（第１
５図）。この中空のエアホイル２８４の密度を高
め、そして非均一被膜２７４に存在することのあ
る孔を除去するために、エアホイル２８４は高温
で均質な圧縮を受ける。

芯２７０は、非均一被膜２７４に悪影響を及ぼ
さず且つ溶解や溶融によつて容易に除去される様
な物質で作ることができる。或る特定形式のエア
ホイルでは、芯２７０をアルミニウムで作るのが
便利である。

概 要 以上の説明を考慮すれば、本発明は均一な厚み
又は非均一な厚みの被膜を被加工片に被せるため
の新規で且つ改良された方法及び装置を提供する
ということが明らかである。非均一な被膜を被加
工片に被せた時は、それにより出来上る製品は、
この被膜を被せた被加工片の形状とは異なつた形
状を有することになる。被膜が被せられる被加工
片は多数の色々な構造を持つことができ、そして
被加工片の被膜を受けることができる限り多数の
色々な物質で形成されてもよい。

本発明の或る特定の適用に於いては、均一厚み
の被膜６４がエアホイル２２に正確に被せられ
る。本発明の別の特定の適用に於いては、エアホ
イル２８４が被加工片即ち芯２７０に形成され、
そしてこの芯は後でエアホイルから除去される。
本発明はエアホイル以外の多数の色々な形式の物
体に関連して適用できる様に意図されていること
を理解されたい。

本発明により構成された装置はスプレーガン２
４を備えており、このスプレーガンはエアホイル
２２の様な被加工片に物質の流れを向ける様に用
いられる。被加工片２２に被せられた被膜６４の
厚みを、この被膜に係合することなく測定するた
めに、センサ組立体２８が設けられている。この
センサ組立体２８及びスプレーガン２４には制御
組立体３２が接続される。この制御組立体３２は
被加工片２２に実際に被せられた物質被膜の厚み
を所望の厚みと比較する様に働き、そして所望厚
みの被膜を被加工片に被せる様にスプレーガン２
４の作動を調整する様働く。

被加工片に被せられた被膜の厚みを測定するた
めプラズマスプレーガン２４に関連して多数の
色々な形式のセンサ組立体２８を使用できること
が意図されているが、光学センサ組立体を用いる
のが有利である。光学センサ組立体２８は被加工
片又は被膜の表面域がレンズ２３４の焦点にある
時を決定するのに用いられる。これはセンサ組立
体２８と被加工片との間の距離を変えて、被加工
片の表面域から反射される光の変化を感知するこ
とによつて達成される。

被加工片とセンサ組立体との間の距離を１方向
に変える間に、被加工片２２からホトセンサ２２
６へと反射される光は、センサ組立体と被加工片
の表面域との距離が焦点距離に接近するにつれて
減少する（第９図）。これが生じる時には光源２
１０へと反射されて戻される光が増加する。被加
工片の表面域とセンサ組立体２８との間で焦点距
離に達すると、最小量の光線がホトセンサ２２６
（第２図）へ反射されそして最大量の光線が光源
２１０へと反射される。センサ組立体２８と被加
工片２２との相対移動を続けると、ホトセンサ２
２６へ反射される光の量が増加し、そして光源２
１０へ反射される光の量が減少することになる。
それ故、ホトセンサ２２６へ反射される光の量の
減少が止みそして増加し始める時を検出すること
によつて、被加工片の表面域とセンサ組立体とが
焦点距離だけ離間された時を検出することができ
る。

本発明の方法及び装置を利用することにより、
所望厚みの0.038mm（1.5ミル）以内の厚みを有し
た被膜６４を被せる様にプラズマスプレーガン２
４の作動を制御することができる。被加工片上の
多数の色々な点で被膜の厚みを検出し、そしてこ
の感知された実際の厚みと所望の被膜厚みとの差
の関数としてプラズマスプレーガン２４の作動を
制御することによつて、被膜６４を被加工片２２
に正確に被せることが促進される。

更に、長手方向に延びたストリツプで形成され
た層として被膜を被せることにより、所望厚みの
被膜６４を被加工片２２に被せることが促進され
る。全体的な厚み均一性を更に正確に制御するた
め或る層のストリツプの中心軸は次の隣接層のス
トリツプの中心軸からずらされる。

エアホイル２２の様な複雑な形状をした被加工
片に被膜を被せる時は、６次元の自由性を有する
相対移動を行なう駆動装置３６を用いることによ
つて、被膜の正確な被着が著しく促進される。従
つて本発明により構成された装置は３つの別々の
軸に沿つてエアホイルとスプレーガンとの相対移
動を行なうことができ、そして更に、３つの軸、
即ちＸ，Ｙ及びＺ軸のまわりでエアホイルとスプ
レーガンとの回転運動を行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明により構成されそして被加工片
（ここではエアホイルである）の少なくとも１部
分に被膜を被せるのに用いられる装置の略図、第
２図は第１図の装置で被せられた被膜の１部を破
断して示したエアホイルの拡大図、第３図は第１
図の装置の斜視図、第４図は第３図の装置の１部
分の拡大図であり、エアホイルと、エアホイルに
物質の被膜を被せるプラズマスプレーガンと、エ
アホイルに被せられた被膜の厚みを検出するのに
用いられるセンサ組立体との間の関係を示す図、
第５図は第４図のプラズマスプレーガンとエアホ
イルとの間で相対的な移動を行なう仕方を示した
略図、第６図は第５図に略図的に示した様にエア
ホイルとプラズマスプレーガンとの相対的な移動
を行なう駆動装置の構造を示した拡大斜視図、第
７図はプラズマスプレーガンが、加熱された物質
をエアホイルに被せる時に、エアホイルの内部通
路に冷却流体を流す仕方を示した略図、第８図は
第４図のセンサ組立体の構造を示した略図、第９
図は光が反射される表面域とセンサ組立体との間
の距離の変化と共に第８図のセンサ組立体のホト
センサからの出力がいかに変わるかを示したグラ
フ、第１０図は第９図の曲線の１部分を拡大した
グラフであり、光が反射される表面域とセンサ組
立体とがレンズの焦点距離に等しい距離だけ離間
された時を検出するために取り出される読みと曲
線との関係を示したグラフ、第１１図は第４図の
プラズマスプレーガン及びセンサ組立体並びに第
６図の駆動装置の作動を制御するのに用いられる
制御装置の回路図、第１２図はエアホイルを作る
際の基体として用いられる芯即ち被加工片を示し
た斜視図、第１３図はエアホイルの少なくとも１
部を形成する様に第１図及び３図の装置によつて
物質の複数個の層を芯に被せた後の芯の断面図、
第１４図は第１３図に一般的に類似した図であ
り、第１３図の層の上に被せられた保護被膜と芯
との関係を示した断面図、第１５図は第１４図に
一般的に類似した図であり、芯を除去した状態で
エアホイルを示した図、そして第１６図は第１５
図に一般的に類似した図であり、エアホイルに圧
力が加えられてその密度を増加する仕方を略図的
に示した断面図である。 ２０……本発明による装置、２２……被加工片
（エアホイル）、２４……スプレーガン、２８……
センサ組立体、３２……制御装置、３６……駆動
装置、４８……被加工片駆動組立体、５０……ス
プレーガン駆動組立体、５８……センサ駆動組立
体、６４……被膜、８０……接着被膜、８２……
熱障壁被膜、８６……把持組立体。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 被加工片に向けて物質の流れを向けるスプレ
   ー手段、 相互に直交する３軸のそれぞれに沿つて被加工
   片とスプレー手段との間の相対的運動を生ぜしめ
   る第１手段、 相互に直交する３軸のそれぞれの周りで被加工
   片とスプレー手段との間の回転運動を生ぜしめる
   第２の手段、 スプレー手段が被加工片に塗布した物質の被膜
   の厚みを検出するセンサ手段、及び 前記のセンサ手段とスプレー手段とに接続され
   ていて検出した被膜厚みを所望の厚みと比較し、
   そして被膜厚みと所望の厚みとの差の関数として
   スプレー手段の動作を制御する制御手段 を備えていることを特徴とする被加工片の少な
   くとも一部分へ物質を被膜する装置。 ２ 前記の制御手段は被加工片の複数の所定位置
   の各々の被膜の厚みを検出するように前記のセン
   サ手段の動作を制御する手段を含む特許請求の範
   囲第１項に記載の装置。 ３ 被加工片に向けて物質の流れを向けるスプレ
   ー手段、 相互に直交する３軸のそれぞれに沿つて被加工
   片とスプレー手段との間の相対的運動を生ぜしめ
   る第１手段、 相互に直交する３軸のそれぞれの周りで被加工
   片とスプレー手段との間の回転運動を生ぜしめる
   第２の手段、 スプレー手段が被加工片に塗布した物質の被膜
   の厚みを検出するセンサ手段、 このセンサ手段と被加工片との間の相対的運動
   を生ぜしめその間の距離を変化する駆動手段、及
   び、 前記のセンサ手段とスプレー手段とに接続され
   ていて検出した被膜厚みを所望の厚みと比較し、
   そして被膜厚みと所望の厚みとの差の関数として
   スプレー手段の動作を制御する制御手段 を備え、前記のセンサ手段は光源、この光源へ
   被加工片の表面区域から反射されてくる光の量が
   前記のセンサ手段と前記の被加工片の表面区域と
   の間の所定距離へ向かつて一方向への距離の変化
   につれて増大し、そして所定距離から離れる前記
   の一方向への距離の変化につれて減少するように
   被加工片の表面区域へ前記の光源からの光を向け
   るレンズ手段を含み、前記の制御手段は前記の光
   源へ被加工片の表面区域から反射されてくる光の
   量の増加から減少への遷移点を検出する手段を含
   み、それにより前記のセンサ手段が前記の所定距
   離だけ表面区域から離れたときを決定するように
   したことを特徴とする被加工片の少なくとも一部
   分へ物質を被膜する装置。 ４ 被加工片に向けて物質の流れを向けるスプレ
   ー手段、 相互に直交する３軸のそれぞれに沿つて被加工
   片とスプレー手段との間の相対的運動を生ぜしめ
   る第１手段、 相互に直交する３軸のそれぞれの周りで被加工
   片とスプレー手段との間の回転運動を生ぜしめる
   第２の手段、 スプレー手段が被加工片に塗布した物質の被膜
   の厚みを検出するセンサ手段、 被加工片への物質の被膜中第１のパスに沿つて
   被加工片に対し前記のスプレ手段を動かし、そし
   て被膜厚みの検出中第一のパスに沿つて平行な第
   ２のパスに沿つて被加工片に対し前記のスプレ手
   段を動かための駆動手段、及び 前記のセンサ手段とスプレー手段とに接続され
   ていて検出した被膜厚みを所望の厚みと比較し、
   そして被膜厚みと所望の厚みとの差の関数として
   スプレー手段の動作を制御する制御手段 を備えていることを特徴とする被加工片の少な
   くとも一部分へ物質を被膜する装置。