[發明專利]渦輪發動機葉片自動化修復設備及其修復方法

有效

• 申請號: 201310754033.0
• 申請日: 2013-12-31
• 公開（公告）號: CN103753098A
• 公開（公告）日: 2014-04-30
• 發明（設計）人: 齊歡
• 申請（專利權）人: 上海彩石激光科技有限公司
• 主分類號: B23P6/00
• 分類號: B23P6/00
• 代理公司: 上海思微知識產權代理事務所(普通合伙) 31237
• 代理人: 鄭瑋

1.一種渦輪發動機葉片自動化修復設備，其特征在于，包括計算機、激光器、機械臂、送粉器、激光頭、三維掃描儀、葉片缺陷自動檢測裝置、打磨裝置和安裝底座，所述渦輪發動機葉片安設于所述安裝底座上，所述激光器與所述激光頭通過光纜連接，所述送粉器將修復材料粉末送到所述激光頭的噴嘴處，所述機械臂帶動所述安裝底座在空間內做六自由度運動，所述三維掃描儀對所述渦輪發動機葉片進行三維掃描，所述葉片缺陷自動檢測裝置自動檢測及識別所述渦輪發動機葉片上的缺陷，所述打磨裝置對所述渦輪發動機葉片進行打磨，所述計算機與所述激光器、機械臂、送粉器、三維掃描儀、葉片缺陷自動檢測裝置和打磨裝置電信連接。

2.根據權利要求1所述的渦輪發動機葉片自動化修復設備，其特征在于，所述打磨裝置包括打磨機和打磨石，所述打磨機驅動所述打磨石旋轉進而對所述渦輪發動機葉片進行隨形打磨，所述打磨機與所述計算機電信連接。

3.根據權利要求1所述的渦輪發動機葉片自動化修復設備，其特征在于，所述葉片缺陷自動檢測裝置包括相機、光學鏡頭和照明光源，所述相機通過所述光學鏡頭對所述渦輪發動機葉片進行光學成像，所述照明光源為所述相機提供光學成像所需的照明光，所述相機與所述計算機電信連接。

4.根據權利要求1至3任一項所述的渦輪發動機葉片自動化修復設備，其特征在于，還包括平移臺，所述激光頭和所述打磨裝置均設置于所述平移臺中，所述平移臺帶動所述激光頭和打磨裝置在水平面內移動，所述平移臺與所述計算機電信連接。

5.根據權利要求1至3任一項所述的渦輪發動機葉片自動化修復設備，其特征在于，還包括預熱裝置，所述預熱裝置為所述渦輪發動機葉片進行預熱，所述預熱裝置與所述計算機電信連接。

6.根據權利要求4所述的渦輪發動機葉片自動化修復設備，其特征在于，所述預熱裝置包括預熱機、預熱線圈和紅外測溫儀，所述渦輪發動機葉片放置于所述預熱線圈中，所述預熱機控制所述預熱線圈的溫度為所述渦輪發動機葉片加熱，所述紅外測溫儀實時測量所述渦輪發動機葉片的溫度，所述預熱機和所述紅外測溫儀均與所述計算機電信連接。

7.一種如權利要求1所述的渦輪發動機葉片自動化修復設備的修復方法，其特征在于，包括：

步驟一：清洗所述渦輪發動機葉片的表面涂層與油污，去除其表面氧化層，并將其安置在所述安裝底座上的固定位置；

步驟二：通過所述葉片缺陷自動檢測裝置捕捉所述渦輪發動機葉片的圖像，并將圖像數據傳輸到所述計算機上，通過所述計算機處理該圖像數據得到渦輪發動機葉片上缺陷的數量、大小、位置參數；

步驟三：對所述渦輪發動機葉片上的缺陷處進行激光清洗或機械打磨，以徹底去除缺陷處的金屬氧化物和雜質；

步驟四：通過所述三維掃描儀對所述渦輪發動機葉片進行三維掃描，并將掃描結果發送給所述計算機進行三維形面處理，再通過所述計算機進行數模比對分析，進而生成進行激光熔覆所需的加工路徑，并根據該路徑對所述機械臂輸入動作指令；

步驟五：通過所述激光器發出激光，同時所述送粉器向激光頭中送去修復材料粉末，激光通過所述激光頭聚焦后與修復材料粉末一起投射到所述渦輪發動機葉片上的缺陷處，所述機械臂根據之前輸入的指令帶動所述安裝底座在空間內做六自由度運動，激光沿著設定好的路徑對安置于所述安裝底座上的所述渦輪發動機葉片的缺陷處進行激光熔覆；

步驟六：完成激光熔覆后，通過所述機械臂將所述渦輪發動機葉片移動到所述打磨裝置處，并通過所述打磨裝置對激光熔覆后的所述渦輪發動機葉片進行打磨，使其原本缺陷處的形狀、尺寸均符合圖紙要求；

步驟七：對完成激光修復的渦輪發動機葉片進行質量、裝配檢查，當其形狀、尺寸及表面質量均合格時，結束修復過程，否則返回步驟二。

8.根據權利要求7所述的渦輪發動機葉片自動化修復設備的修復方法，其特征在于，在所述步驟三中，通過所述機械臂將所述渦輪發動機葉片上的缺陷處對準所述激光頭，并通過所述激光器發出若干短脈沖激光，該短脈沖激光通過所述激光頭聚焦后投射在渦輪發動機葉片的缺陷處，對其缺陷處進行激光清洗，去除缺陷處的氧化物、雜質和周邊金屬機體。