[发明专利]旋转靶材表面厚度、平面度的检测方法及检测系统

说明书

技术领域

本发明涉及表面喷涂领域，特别是涉及一种旋转靶材表面厚度、 平面度的检测方法及检测系统。

背景技术

为了保护旋转靶材的表面不受腐蚀或具有某种特性时，一般采用 喷涂技术将靶材喷涂到旋转靶材的表面。每次喷涂靶材沉积厚度一般 为20-50微米，如需在旋转靶材表面喷涂沉积厚度为6mm-20mm的靶 材需要使喷枪来回往返喷涂50-500次，使得喷涂过程一般持续10-20 小时。

因喷涂过程长，在喷涂过程中原材料、工作气压、送粉量、机械 行走参数和外界因素等，都会影响喷涂沉积的表面质量和喷涂效率， 喷涂沉积厚度的细微波动经过多次累计叠加，会导致靶材厚度不一致， 例如长度为3-5m的大型工件在喷涂完成后会有多处凸起或坑洼。然而， 工件表面喷涂的质量要求非常高，若喷涂的靶材厚度超过预设值，则 需要切削打磨将超出的部分去除，若喷涂的靶材厚度不足，则需要作 补充喷涂，这样会浪费工时，造成喷涂成本上升。

为了确保被喷涂靶材沉积的厚度的均匀性和平整性，需要在喷涂 过程中实时地检测喷涂靶材的厚度。目前，检测靶材厚度的方法为停 机，采用人工在喷涂靶材上随机采样测量靶材的厚度，但是，这种检 测方式不能直接地体现整个旋转靶材上喷涂靶材厚度；并且采用人工 检测容易引入认为误差，停机检测则会影响喷涂生产的效率，增加喷 涂的成本。此外，喷涂生产过程中，高能粒子流会发出强烈的辉光， 使得喷涂靶材厚度难以直接检测。

发明内容

本发明的目的是提供一种可在喷涂过程中采用非接触是的方式 实时检测喷涂旋转靶材厚度及平面度的检测方法及检测系统，以提高 旋转靶材表面厚度及平面度检测的准确性及表面喷涂的效率。

为了实现上述目的，本发明提供了一种旋转靶材表面厚度的检测 方法，包括以下步骤：

(1)、喷涂前，获取测距模块与旋转靶材的轴线之间的距离为L， 并测量回转体的半径r；

(2)、喷涂时，回转体旋转，使测距模块跟随喷枪沿回转体的轴向 同步移动，并通过测距模块实时检测回转体的靶材涂层的外表面某一 点与测距模块之间的距离l；

(3)、根据步骤(1)及步骤(2)检测的数据，计算出回转体表面的靶 材涂层的实际厚度为：h＝L-r-l。

作为优选的，在步骤(2)中，测距模块的检测点与喷枪的喷涂点之 间的距离为所述回转体每旋转一周喷枪移动的距离的整数倍。

作为优选的，所述喷枪的两侧沿喷枪的移动方向设有多个测距模 块。

本发明还提供了一种旋转靶材表面平面度的检测方法，包括以下 步骤：

(1)、喷涂前，获取测距模块与回转体的轴线之间的距离L，并测 量回转体的半径r，设定喷枪每个周期喷涂靶材材料的沉积厚度Δh和 喷枪喷涂的周期n，计算出回转体表面喷涂涂层的理论厚度为：Hn＝ Δh*n；

(2)、喷涂时，回转体旋转，使测距模块跟随喷枪沿回转体的轴向 同步移动，并使测距模块实时检测涂层表面某一点与测距模块之间的 距离l；

(3)、根据步骤(1)及步骤(2)检测的数据，计算出回转体表面喷涂 涂层的实际厚度为：h＝L-r-l；

(4)、根据回转体表面的靶材涂层的实际厚度h和理论厚度Hn，计 算旋转靶材的表面平面度误差ΔH＝∣Hn-h∣，若h﹤Hn，则该被检测点处 有凸起；若h﹥Hn，则该被检测点处有凹坑；若h＝Hn，则该被检测点 符合理论值要求

作为优选的，在步骤(2)中，测距模块的检测点与喷枪的喷涂点之 间的距离为所述回转体每旋转一周喷枪移动的距离的整数倍。

作为优选的，所述喷枪的两侧沿喷枪的移动方向设有多个测距模 块。

本发明还提供了一种旋转靶材表面厚度、平面度的检测系统，包 括驱动模块、数据处理模块以及至少一个测距模块，其中，所述测距 模块位于所述回转体的一侧，所述测距模块与所回转体的轴线之间的 距离为定值，所述驱动模块驱动所述测距模块跟随所述喷枪同步地沿 所述回转体的轴向往复移动，所述测距模块实时检测旋转靶材外表面 某一点与测距模块之间的距离并将检测数据发送给所述数据处理模 块，所述数据处理模块根据接收的所述检测数据，实时地计算出该被 检测点处的旋转靶材的厚度或平面度。