[发明专利]优化涂敷的机器人运动的喷雾羽流位置反馈

说明书

本发明的热喷涂系统可包括：热喷涂枪，配置成产生材料喷射；至少一个照相装置，配置成捕获由热喷涂枪所喷射的材料喷射的图像；诊断装置，在通信上耦合到至少一个照相装置；以及控制器，在通信上耦合到诊断装置。照相装置可配置成向诊断装置传送材料喷射的图像，诊断装置可配置成基于图像来确定材料喷射的特性。诊断装置可向控制器传送特性，控制器可基于特性来控制热喷涂枪的位置。

技术领域

本公开涉及涂敷，以及具体来说，涉及用于使用施加技术的组合将涂层施加到产品的方法和系统。

背景技术

又可称作燃气轮机（combustion turbine）的气轮机（gas turbine）是使气体加速的内燃机（internal combustion engine），将气体用力推入增加热量的燃烧室中以提高气体的体积。然后将膨胀气体导向涡轮机（turbine），以便抽取膨胀气体所生成的能量。气轮机具有许多实际应用，包括用作喷气发动机以及用于工业发电系统。

气轮机中的气体的加速和导向常常使用旋转叶片来完成。能量的抽取通常通过把来自燃烧室的膨胀气体强加到气轮机叶片，气轮机叶片通过膨胀气体经由涡轮机叶片离开气轮机的力自旋。由于排出气体的高温，气轮机叶片必须构造成耐受极端的运转条件。虽然气轮机叶片通常由金属来构成，但是更先进的材料现在用于这类叶片，例如陶瓷和陶瓷基复合材料。陶瓷基复合材料还用于构成可能经受极端环境条件的其它组件和产品。

在构成可经受极端环境条件的物品中使用这类先进材料或简单的金属时，可施加涂层以提供对物品的增加保护，并且增加这类物品的耐热性和耐用性。这类涂层常常使用热喷涂技术来施加。在热喷涂中，将液体形式的材料(通常通过在施加之前熔化粉末或固体来制成)喷涂到物品的表面上。热喷涂过程常常由设计成提供涂层的一致且可控施加的系统自动执行。

随时间推移，这类系统的组件可退化，失去对齐，或者在其它方面无法满足其被配置的要求。当若干系统安装在各种地点时，相似的热喷涂设备因每个单独地点的安装方法和/或条件的变化而可能按照可变方式来施加材料，以及因此材料的施加可能不是一致的，并且在一些地点尽管被预期设计也可能超出规格。此外，虽然用于对齐系统的一个或多个组件可处于正确的对齐和位置，但是所产生的喷雾可能没有在预期的位置施加材料。例如，热喷涂枪可正确地对齐，使得喷枪的中心线与特定点对齐，但是由于诸如喷枪的内部组件之类的其它设备变化，所产生的喷雾可能没有与喷枪的中心线对齐，并且因此尽管喷枪的外观上对齐，材料也可能没有施加到正确区域。

当涂层使用无法满足其所指定或期望要求的组件或过程来施加时，可能要求已涂敷物品的手动再加工，或者可能将物品投入使用而没有检测到它未被热喷涂系统正常涂敷。这个问题在涂敷三维物品时特别严重，因为喷雾羽流（spray plume）的正确定位对于向这种物品的所有区域提供正确涂层是特别重要的。具有复杂几何结构和变化表面特征(例如内径、圆角、边缘等)的诸如气轮机翼型件之类的物品要求高度控制热喷涂定位，以使得满足物品的各区域的特定涂层要求。对于涡轮机组件以及一般任何热喷涂物品，不正确施加的涂层可引起所涂敷物品的更高成本、更长生产时间和更短使用期限。

发明内容

热喷涂系统可包括：热喷涂枪，配置成产生材料喷射；至少一个照相装置，配置成捕获由热喷涂枪所喷射的材料喷射的图像；诊断装置，在通信上耦合到至少一个照相装置；以及控制器，在通信上耦合到诊断装置。照相装置可配置成向诊断装置传送材料喷射的图像，诊断装置可配置成基于图像来确定材料喷射的特性。诊断装置可向控制器传送特性，控制器可基于特性来控制热喷涂枪的位置。

公开一种用于通过以下来操作热喷涂系统的方法：采用热喷涂来产生对表面的材料喷射；捕获材料喷射的图像；基于图像来确定材料喷射的特性；以及基于特性来调整热喷涂枪的位置。