一种等离子喷枪分度定位装置

技术领域

本发明涉及热喷涂涂层技术领域，特别是关于一种等离子喷枪分度定位装置。

背景技术

燃气轮机是将化学能转变为机械能的动力装置，应用于能源发电领域，可以为舰船、坦克等装备提供动力，关系到国家能源和国防建设，其制造技术是衡量国家工业发展水平的重要标志。随着我国工业的迅速发展，轻型燃机无法满足未来的用电需求，必须发展高功率重型燃机。燃气轮机的温度水平已达到1400℃以上，而热端部件高温合金基体使用极限为1300℃，在热端部件表面喷涂热障涂层(TBC)，是提高热端部件的承温能力的最有效方式，针对燃机热端部件涡轮叶片的复杂型面进行合理有效自动化的喷涂，利用机械手使等离子喷枪可以根据工件的形状规划出路径，实现喷枪与工件联动的自动化喷涂。但是，目前工业生产上固定等离子喷枪的装置只能实现水平方向的转动，无法灵活的执行预设的路径程序，对异型面涡轮叶片来说无法实现整个叶身及缘板的喷涂，严重的影响到涂层的性能和质量的稳定性，无法实现对涡轮叶片复杂型面的外表面热障涂层的制备。

发明内容

为了解决上述问题，实现燃气轮机复杂型面的热端部件涡轮叶片外表面热障涂层的制备，本发明的目的在于提供一种等离子喷枪分度定位装置，可使等离子喷枪在执行复杂路径时高度稳定、多角度喷涂，实现复杂型面的热端部件涡轮叶片外表面热障涂层的制备，并能有效、稳定地控制复杂型面的热端部件涡轮叶片外表面用热障涂层的性能和质量，提高生产效率。

为了达到上述的目的，本发明的技术方案是：

一种等离子喷枪分度定位装置，该装置包括依次连接设置的固定底座、调节连接器、分度定位器、中间连接器、锁紧装置，具体结构如下：

固定底座的上端与商用喷涂机械手第六轴连接，实现等离子喷枪与商用喷涂机械手联动，固定底座的下部与调节连接器的上部连接，调节连接器的下部沿圆周均匀开设十二个均分等径通孔，分度定位器沿圆周设有十二个均分等径定位孔，中间连接器沿圆周设有十二个均分等径内螺纹孔，调节连接器、分度定位器和中间连接器依次相对设置且其上的孔一一对应，螺钉从调节连接器后面穿过调节连接器的通孔、分度定位器的定位孔与中间连接器的内螺纹孔连接定位，使调节连接器、分度定位器和中间连接器通过螺钉锁紧；中间连接器固定于锁紧装置和分度定位器中间，分度定位器通过中间连接器定位锁紧装置角度。

所述的等离子喷枪分度定位装置，分度定位器中心沿轴向设有螺纹杆，中间连接器中心沿轴向设有通孔，分度定位器安装在调节连接器前端，所述螺纹杆穿设于所述通孔，中间连接器通过分度定位器中心螺纹杆安装在分度定位器前端，分度定位器通过螺纹杆与锁紧装置一端的内螺纹孔进行连接，锁紧装置另一端通过等离子喷枪固定柱与等离子喷枪的枪体连接。

所述的等离子喷枪分度定位装置，等离子喷枪的枪体为长方体结构，等离子喷枪固定柱位于等离子喷枪的一侧，其唯一固定连接处为直径30*25mm等离子喷枪固定柱。

所述的等离子喷枪分度定位装置，锁紧装置的另一端套设于等离子喷枪固定柱，锁紧装置侧端带有两个紧固螺钉定位孔，两个紧固螺钉分别穿过紧固螺钉定位孔与等离子喷枪固定柱侧面相对应，使等离子喷枪固定柱与锁紧装置紧固连接。

所述的等离子喷枪分度定位装置，固定底座为圆盘、圆柱上下一体连接结构，所述圆盘与商用喷涂机械手第六轴的输出端通过螺钉连接，所述圆柱侧面相对铣出一组两个平面且自上而下均匀开设四个通孔；调节连接器为板状结构，其上部与固定底座的一个平面相对应且开设自上而下均匀开设四个高度定位孔，所述调节连接器的两个以上高度定位孔和固定底座的两个以上孔相对应并通过螺钉连接。

所述的等离子喷枪分度定位装置，等离子喷枪通过等离子喷枪分度定位装置与商用喷涂机械手上的商用喷涂机械手第六轴连接，实现等离子喷枪与商用喷涂机械手同轴联动，利用商用喷涂机械手第六轴水平转动角度范围0°～360°，配合等离子喷枪分度定位装置实现喷枪纵向角度0°～180°喷涂。

所述的等离子喷枪分度定位装置，通过分度定位器实现纵向不同角度喷涂，分度定位器沿圆周设有十二个均分定位孔，纵向方向分成每30°分度定位，实现等离子喷枪纵向每30°变换角度喷涂；同时，分度定位器一端中心带有螺纹杆，用来连接锁紧装置，分度定位器另一端与调节连接器连接，利用调节连接器进行分度定位。

本发明的设计思想是：

本发明采用模块化的设计思想，针对进口等离子喷枪独特的枪体连接结构和尺寸设计独立的支撑结构与配件，采用螺钉固定的方式将各部件组装成完整固定锁紧装置，与进口等离子喷枪高度配合，各部件灵活可调易于更换，并可根据不同喷涂角度要求对各部分连接进行调整，扩展该装置使用范围。本发明通过固定底座、调节连接器、中间连接器、分度定位器、锁紧装置等系列配件的有效配合，可将进口等离子喷枪与商用喷涂机械手稳固连接，扩展喷枪前端纵向自由度。

本发明的优点及有益效果是：

本发明装置包括依次连接设置的固定底座、调节连接器、中间连接器、分度定位器、锁紧装置，等离子喷枪通过等离子喷枪分度定位装置与商用喷涂机械手第六轴连接，实现等离子喷枪与商用喷涂机械手第六轴联动，喷涂机械手水平转动角度范围为0°～360°，利用分度定位器使喷枪实现纵向0～180°喷涂。本发明集圆柱面、弧面及不规则曲面于一体，用于整个零件表面不规则曲面的地面重型燃机热端部件表面用热障涂层的制备。

附图说明

图1为本发明等离子喷枪整体安装结构示意图；图中，11商用喷涂机械手；12商用喷涂机械手第六轴；13等离子喷枪分度定位装置；14等离子喷枪。

图2-图3为本发明等离子内孔喷枪分度定位装置结构示意图；其中，图2为分解图，图3为装配主视图。图中，14等离子喷枪；21固定底座；22调节连接器；23分度定位器；24中间连接器；25锁紧装置；26等离子喷枪固定柱；27高度定位孔；28通孔；29定位孔；30螺纹杆；31内螺纹孔；32圆盘；33圆柱。

具体实施方式

以下将结合附图对本发明的等离子喷枪分度定位装置作进一步的详细描述。

参见图1，本发明较佳地实施了的等离子喷枪分度定位装置的应用，等离子喷枪整体安装结构包括商用喷涂机械手11、商用喷涂机械手第六轴12、等离子喷枪分度定位装置13、等离子喷枪14，具体描述如下：

等离子喷枪14通过等离子喷枪分度定位装置13与商用喷涂机械手11上的商用喷涂机械手第六轴12连接，实现等离子喷枪14与商用喷涂机械手11同轴联动，利用商用喷涂机械手第六轴12水平转动角度范围0°～360°；配合等离子喷枪分度定位装置13实现喷枪纵向角度0°～180°喷涂，可以有效、稳定的控制喷涂程序的行走路径，解决了复杂型面的不同角度的喷涂，提高了喷涂效率和涂层性能质量稳定性。

参见图1、图2、图3，较佳的，本发明的等离子喷枪分度定位装置13，包括依次连接设置的固定底座21、调节连接器22、分度定位器23、中间连接器24、锁紧装置25、等离子喷枪固定柱26，具体描述如下：

固定底座21与商用喷涂机械手第六轴12连接，实现等离子喷枪与商用喷涂机械手联动，固定底座21为圆盘32、圆柱33上下一体连接结构，所述圆盘32与商用喷涂机械手第六轴12的输出端通过螺钉连接，所述圆柱33侧面相对铣出一组两个平面且自上而下均匀开设四个通孔；调节连接器22为板状结构，其上部与固定底座21的一个平面相对应且开设自上而下均匀开设四个高度定位孔27，所述调节连接器22的两个以上高度定位孔27和固定底座21的两个以上通孔相对应并通过螺钉连接；

调节连接器22的下部沿圆周均匀开设十二个均分等径通孔28，分度定位器23沿圆周设有十二个均分等径定位孔29，中间连接器24沿圆周设有十二个均分等径内螺纹孔31，调节连接器22、分度定位器23和中间连接器24依次相对设置且其上的十二个均分孔一一对应，螺钉从调节连接器22后面穿过调节连接器22的通孔28、分度定位器23的定位孔29与中间连接器24的内螺纹孔31进行连接定位，使调节连接器22、分度定位器23和中间连接器24通过螺钉紧锁在一起；中间连接器24固定于锁紧装置25和分度定位器23中间，分度定位器23通过中间连接器24定位锁紧装置角度。

分度定位器23中心沿轴向设有螺纹杆，中间连接器24中心沿轴向设有通孔，分度定位器23安装在调节连接器22前端，所述螺纹杆穿设于所述通孔，中间连接器24通过分度定位器23中心螺纹杆安装在分度定位器23前端，分度定位器23通过螺纹杆与锁紧装置25一端的内螺纹孔进行连接，锁紧装置25另一端通过等离子喷枪固定柱26与等离子喷枪14的枪体连接，等离子喷枪14的枪体为长方体结构，其唯一固定连接处为直径30*25mm等离子喷枪固定柱26，等离子喷枪固定柱26位于等离子喷枪14的一侧，所述锁紧装置25的另一端套设于等离子喷枪固定柱26，锁紧装置25侧端带有两个紧固螺钉定位孔，两个紧固螺钉分别穿过紧固螺钉定位孔与等离子喷枪固定柱26侧面相对应，使等离子喷枪固定柱26与锁紧装置25紧固连接。

本实施例中，通过分度定位器23实现纵向不同角度喷涂，分度定位器23沿圆周设有十二个均分定位孔，纵向方向分成每30°分度定位，可以实现等离子喷枪14纵向每30°变换角度喷涂；同时，分度定位器23一端中心带有螺纹杆30，用来连接锁紧装置25，分度定位器23另一端与调节连接器22连接，利用调节连接器22进行分度定位。分度定位器23通过螺钉将中间连接器24和调节连接器22连接，根据实际喷涂需要的调节分度定位器23的角度，对异形曲面涡轮叶片外表面可以实现无死角喷涂。从而，配合分度定位器23实现等离子喷枪不同角度喷涂，有效的解决了商用喷涂机械手11第六轴角度的局限性，实现复杂异型面的自动化喷涂。

本实施例中，还可以通过调节连接器22调节喷涂高度，利用调节连接器22上四个高度定位孔27可以实现喷枪相对于喷涂零件纵向高度变换，扩大了机械手的行程范围。从而，水平方向使商用喷涂机械手转动角度范围为0°～360°、纵向等离子喷枪转动角度范围为0°～180°。

实施例结果表明，本发明等离子喷枪分度定位装置可以实现等离子喷枪水平的角度范围至0°～360°、纵向0°～180°范围内稳定、快速、灵活运行，实现复杂曲面、弧面及不规则曲面于一体，且整个燃气轮机涡轮叶片部件外表面用热障涂层的制备，解决了我国燃机发动机涡轮叶片自动喷涂的关键技术，并能有效、稳定地控制热障涂层的性能和质量，提高生产效率，满足燃机复杂型面的热端部件涡轮叶片外表面热障涂层制备的要求。