[发明专利]涡轮发动机叶片自动化修复设备及其修复方法

权利要求书

1.一种涡轮发动机叶片自动化修复设备，其特征在于，包括计算机、激光器、机械臂、送粉器、激光头、三维扫描仪、叶片缺陷自动检测装置、打磨装置和安装底座，所述涡轮发动机叶片安设于所述安装底座上，所述激光器与所述激光头通过光缆连接，所述送粉器将修复材料粉末送到所述激光头的喷嘴处，所述机械臂带动所述安装底座在空间内做六自由度运动，所述三维扫描仪对所述涡轮发动机叶片进行三维扫描，所述叶片缺陷自动检测装置自动检测及识别所述涡轮发动机叶片上的缺陷，所述打磨装置对所述涡轮发动机叶片进行打磨，所述计算机与所述激光器、机械臂、送粉器、三维扫描仪、叶片缺陷自动检测装置和打磨装置电信连接。

2.根据权利要求1所述的涡轮发动机叶片自动化修复设备，其特征在于，所述打磨装置包括打磨机和打磨石，所述打磨机驱动所述打磨石旋转进而对所述涡轮发动机叶片进行随形打磨，所述打磨机与所述计算机电信连接。

3.根据权利要求1所述的涡轮发动机叶片自动化修复设备，其特征在于，所述叶片缺陷自动检测装置包括相机、光学镜头和照明光源，所述相机通过所述光学镜头对所述涡轮发动机叶片进行光学成像，所述照明光源为所述相机提供光学成像所需的照明光，所述相机与所述计算机电信连接。

4.根据权利要求1至3任一项所述的涡轮发动机叶片自动化修复设备，其特征在于，还包括平移台，所述激光头和所述打磨装置均设置于所述平移台中，所述平移台带动所述激光头和打磨装置在水平面内移动，所述平移台与所述计算机电信连接。

5.根据权利要求1至3任一项所述的涡轮发动机叶片自动化修复设备，其特征在于，还包括预热装置，所述预热装置为所述涡轮发动机叶片进行预热，所述预热装置与所述计算机电信连接。

6.根据权利要求4所述的涡轮发动机叶片自动化修复设备，其特征在于，所述预热装置包括预热机、预热线圈和红外测温仪，所述涡轮发动机叶片放置于所述预热线圈中，所述预热机控制所述预热线圈的温度为所述涡轮发动机叶片加热，所述红外测温仪实时测量所述涡轮发动机叶片的温度，所述预热机和所述红外测温仪均与所述计算机电信连接。

7.一种如权利要求1所述的涡轮发动机叶片自动化修复设备的修复方法，其特征在于，包括：

步骤一：清洗所述涡轮发动机叶片的表面涂层与油污，去除其表面氧化层，并将其安置在所述安装底座上的固定位置；

步骤二：通过所述叶片缺陷自动检测装置捕捉所述涡轮发动机叶片的图像，并将图像数据传输到所述计算机上，通过所述计算机处理该图像数据得到涡轮发动机叶片上缺陷的数量、大小、位置参数；

步骤三：对所述涡轮发动机叶片上的缺陷处进行激光清洗或机械打磨，以彻底去除缺陷处的金属氧化物和杂质；

步骤四：通过所述三维扫描仪对所述涡轮发动机叶片进行三维扫描，并将扫描结果发送给所述计算机进行三维形面处理，再通过所述计算机进行数模比对分析，进而生成进行激光熔覆所需的加工路径，并根据该路径对所述机械臂输入动作指令；

步骤五：通过所述激光器发出激光，同时所述送粉器向激光头中送去修复材料粉末，激光通过所述激光头聚焦后与修复材料粉末一起投射到所述涡轮发动机叶片上的缺陷处，所述机械臂根据之前输入的指令带动所述安装底座在空间内做六自由度运动，激光沿着设定好的路径对安置于所述安装底座上的所述涡轮发动机叶片的缺陷处进行激光熔覆；

步骤六：完成激光熔覆后，通过所述机械臂将所述涡轮发动机叶片移动到所述打磨装置处，并通过所述打磨装置对激光熔覆后的所述涡轮发动机叶片进行打磨，使其原本缺陷处的形状、尺寸均符合图纸要求；

步骤七：对完成激光修复的涡轮发动机叶片进行质量、装配检查，当其形状、尺寸及表面质量均合格时，结束修复过程，否则返回步骤二。

8.根据权利要求7所述的涡轮发动机叶片自动化修复设备的修复方法，其特征在于，在所述步骤三中，通过所述机械臂将所述涡轮发动机叶片上的缺陷处对准所述激光头，并通过所述激光器发出若干短脉冲激光，该短脉冲激光通过所述激光头聚焦后投射在涡轮发动机叶片的缺陷处，对其缺陷处进行激光清洗，去除缺陷处的氧化物、杂质和周边金属机体。