[发明专利]多联体涡轮导向叶片热障涂层柔性加工平台及喷涂方法

摘要

一种多联体涡轮导向叶片热障涂层柔性加工平台及喷涂方法，该平台包括喷涂隔音间、等离子喷涂/超音速火焰喷涂装置、两机械手、工件输送装置和喷枪，所述机械手包括底座、手臂和控制器，所述手臂安装在所述底座上并与所述控制器连接，所述喷枪通过快速拆卸夹持装置与其中一台所述机械手的手臂连接，另一台所述机械手的手臂上安装有抓取装置，两台所述机械手具有联动功能，所述等离子喷涂/超音速火焰喷涂装置与所述喷枪连接，所述等离子喷涂/超音速火焰喷涂装置、工件输送装置和所述抓取装置分别与所述控制器连接，以对喷涂送粉、喷涂急停、自动抓取和工件输送实现集成控制。本发明还公开了该平台的喷涂方法。

主权项

1.一种多联体涡轮导向叶片热障涂层柔性加工平台的喷涂方法，其特征在于，包括如下步骤：/nS100、结合柔性加工平台三维模型，输入待加工多联体涡轮导向叶片和其保护工装三维模型；/nS200、根据多联体涡轮导向叶片编程规则和喷涂轨迹优化确认原则，确定不同喷涂区域、喷枪和工件相对起始角度、喷涂角度、喷涂距离、起始/结束点、步进、喷枪不同轨迹处摆动速率、工件旋转方向和喷枪行走方向的约束规则；/nS300、根据所述约束规则设置喷涂轨迹和喷涂程序；/nS400、利用所述多联体涡轮导向叶片热障涂层柔性加工平台和所述喷涂程序在待加工多联体涡轮导向叶片上制备涂层；/n其中，所述多联体涡轮导向叶片编程规则和喷涂轨迹优化确认原则包括：/n①先喷涂所述多联体涡轮导向叶片的叶身，后喷涂所述多联体涡轮导向叶片的缘板，所述叶身喷涂顺序根据所述多联体涡轮导向叶片的特征确定；/n②根据优化结果，在非遮蔽区域，超音速火焰喷枪摆动速率为400mm～500mm/s，等离子喷枪摆动速率为300mm/s，步进分别为超音速火焰喷涂金属粘结层5mm，等离子喷涂陶瓷面层3mm，喷枪从起始点进入喷涂面和喷涂面单条轨迹移动时，喷枪摆动速率为500mm/s；叶片双联间喉道区域，叶片和喷枪随动，设定喷枪与上下缘板平行位置靠近下缘板正对旋转轴中心为起始喷涂位置，设定所述多联体涡轮导向叶片以绕工件输送装置的工装轴±15°均匀摆动，所述喷枪和所述多联体涡轮导向叶片随动喷涂，相对速度为400mm/s，从所述多联体涡轮导向叶片的下缘板起始位置至靠近所述多联体涡轮导向叶片的上缘板结束位置，步进为超音速火焰喷涂金属粘结层4mm，等离子喷涂陶瓷层2mm；/n③所述多联体涡轮导向叶片的不同区域喷涂时，使用氧-煤油超音速火焰喷涂金属粘结层时的喷涂距离设定为300～330mm，使用氧-燃气超音速火焰喷涂金属粘结层时的喷涂距离设定为180～220mm，等离子喷涂面层时喷涂的距离设定为75～95mm，设定角度为90°；/n④所述多联体涡轮导向叶片的叶身距两侧缘板5mm位置作为单条喷涂轨迹的起始和终止位置；/n⑤针对所述多联体涡轮导向叶片的不同喷涂区域设定起始/结束位置，所述起始/结束位置距离所述多联体涡轮导向叶片的工装大于3cm，同时设定所述喷枪方向平行于所述多联体涡轮导向叶片的缘板；所述喷枪从喷涂面移至所述起始/结束位置，设定喷涂面上喷枪速度为500mm/s，离开喷涂面后，设定至所述起始/结束位置速度缓降至0，以避免机械手臂惯性对系统精度影响；/n⑥所述多联体涡轮导向叶片所有带曲率面轨迹，设定所述多联体涡轮导向叶片喷涂不同区域调整至依靠所述工件输送装置的旋转轴心旋转，所述多联体涡轮导向叶片各联之间喉道区域的喷枪和叶片随动，依靠喷枪姿态和绕工装旋转轴心姿态调整随动；单个喷涂区域，根据所述多联体涡轮导向叶片的实际曲率，调整所述喷枪对所述多联体涡轮导向叶片型面的运动轨迹，所述喷枪在垂直除尘器风罩中心点位置，偏离角度不超过±45°；/n⑦根据积累的喷涂距离、角度和喷枪摆动速率、喷涂遍数对涂层厚度影响数据，设定要求厚度，以获得初始不同区域喷涂遍数初步值。/n