[发明专利]用于工件的金属涂覆的设备和方法

说明书

本发明涉及使用涂覆装置来对工件进行金属涂覆的设备和方法，上述涂覆装置包括可移动的涂覆喷枪，通过该移动喷枪能产生金属等离子射流，以形成金属颗粒的涂层。根据本发明提出，带有涂覆喷枪的涂覆装置和用于测量涂层厚度的测量装置一起集成在该设备中，且带有涂覆喷枪的涂覆装置和测量装置被壳体所包围。

技术领域

本发明涉及使用涂覆装置来对工件进行金属涂覆的设备，该涂覆装置包括可移动的涂覆喷枪，通过该涂覆喷枪能产生金属等离子射流，以形成金属颗粒的涂层。

本发明还涉及使用可移动的涂覆喷枪来对工件进行金属涂覆的方法，通过该涂覆喷枪能产生金属等离子射流，通过该金属等离子射流能在工件上形成金属颗粒的涂层。

背景技术

特别地，在发动机制造中，需要在气缸孔的工作表面上施加特殊的金属涂层，以确保在气缸的工作表面与气缸活塞之间具有足够的摩擦和润滑环境。这特别适用于发动机的壳体和气缸活塞由相同的金属(例如，铝)制成的情况。

从DE 199 34 991 A1或WO 2004/005575 A2的说明书中得知，可通过涂覆喷枪将金属涂层施加到孔壁上，通过该涂覆喷枪可产生金属等离子射流。通过这种方式，可在孔壁上形成非常薄的且非常稳定的金属涂层。

在该方法中，可将涂覆喷枪引入到发动机机体的气缸孔内，由此，所产生的金属等离子射流能对准孔壁。由于金属等离子射流会有一定的分散，因此并非所有的金属颗粒都能到达孔壁。错失目标的那些金属颗粒可被称为过喷，并可能会导致在发动机机体上或在涂覆装置上的不合需要的有缺陷的涂层。

DE 199 34 991 A1公开了一种用于工件的金属涂覆的装置，其中沿着带式输送机线性地设置有多个处理单元。作为最后的处理单元而设置有用于涂覆工件的单元。之后，可将工件从装置上直接移除。

Oerlikon metco的资料手册(第五期——2014年10月)讲到了“空气等离子喷涂方案”的话题，其公开了一种根据空气等离子喷涂方法的用于涂覆气缸壳体的系统。为此，在机械臂上附接有等离子喷枪。这里设置有用于处理气缸壳体的处理单元，该处理单元被外壳所包围。为了能实时监控等离子喷涂，可在涂覆过程中监控一系列的参数。

发明内容

本发明的目的在于描述一种用于工件的金属涂覆的设备和方法，该设备和方法允许涂层的施加特别高效且精确。

根据本发明，该目的一方面可通过如下所述的设备来解决，另一方面可通过如下所述的方法来解决。在下文中还描述了本发明的优选的实施方案。

根据本发明的设备的特征在于，带有涂覆喷枪的涂覆装置和用于测量涂层厚度的测量装置一起集成在该设备中，带有涂覆喷枪的涂覆装置和测量装置由壳体所包围。

本发明的基本思想在于，使涂覆过程和测量所施加的涂层的过程紧密地结合在一起，从而能得到关于所完成的涂层的直接的、全面的并由此更加精确的信息。这可通过以下设置实现，即：涂覆装置和测量装置设置在同一设备中，特别地设置在同一机器底座上，且它们由共同的壳体所包围。测量装置的测量数据(尤其是关于所施加的涂层的涂层厚度和轮廓的测量数据)使得有关涂覆过程的结果非常准确。这可被及时地用于控制涂覆装置对随后的工件的涂覆，以避免可能发生的有缺陷的涂覆。

由此，与之前已知的设备相比，本发明采取了不同的方式，在之前已知的设备中，由于金属过喷所引起的不合需要的累积的风险，所以测量装置与涂覆装置明显地间隔开，并且该测量装置与涂覆装置分隔开设置。本发明发现，通过裁减涂覆工件从涂覆装置移动到测量装置所需要的过程步骤，会增大定位和测量的不精确。