[00804641]机器人等离子喷涂数字化制造与成形系统

等离子喷涂以其可喷涂材料广泛、高效、低成本、短流程一体化成形等特点，已从表面工程应用拓展到纳米结构涂层、梯度功能材料、固体氧化物燃料电池（SOFC）、装备再制造等高新技术领域。针对等离子喷涂成形工艺特点，建立了基于OPC与Ethernet的喷涂成形与机器人运行一体化控制平台，开发了高能等离子束流模式识别与可视化诊断系统，实现了一种涂层温度与厚度在线检测和智能自适应控制方法，并在快速模具以及SOFC核心功能模块的制备过程中成功应用。以上研究成果构成了一套完整的、实用化的、具有自主知识产权的多轴等离子喷涂数字化成形制造体系。该机器人等离子喷涂数字化制造与成形系统能够根据不同教学或者加工需求，匹配多种集成开发环境（PLC、MCU、ARM等＋上位PC机）；匹配不同的运动执行系统（机器人、机床或简易运动执行机构）。该系统主要包括：1）大功率等离子喷涂电源及辅助冷却、气液输送系统；2）与各种等离子喷涂、等离子弧焊电源，以及与加工工艺相配套的机器人或数控机床运动控制系统（含运动轨迹规划、成形过程监控与诊断、成形工艺优化等）；3）与喷涂、焊接以及激光加工等相匹配的可定制多材质组分可控柔性送粉系统；4）与液料热喷涂工艺相配套的含粉体：该研究项目成果能够应用于上述各种高新技术领域，具有广泛的应用和推广价值，而仅装备再制造产业，其全球产值估计超过1000亿美元/年。装备再制造作为工业领域节能减排的重要工程之一，已作为专项列入国家法律章程。而机器人等离子喷涂以其柔性成形的特点与其自身隐含的高附加值的优势，已成为再制造领域的重要成形工艺之一。应用广泛，市场前景非常好。