用于施加涂覆的方法
【專利摘要】一種用于施加涂覆的方法，所述方法包括：獲得對象圓筒形部件，對象圓筒形部件包括在第一操作條件下利用噴涂裝置施加涂覆的對象內(nèi)涂覆表面，對象內(nèi)涂覆表面包括縱軸和截面，所述截面在中心點與縱軸相交并包括位于外周上的端點；測量對象內(nèi)涂覆表面以獲得包括距離值的對象涂覆數(shù)據(jù)，每個距離值是中心點與所述端點中的一個之間的距離；將對象涂覆數(shù)據(jù)與標準涂覆數(shù)據(jù)比較以獲得比較數(shù)據(jù)；基于比較數(shù)據(jù)調(diào)節(jié)噴涂裝置，以應(yīng)用不同于第一操作條件的第二操作條件。
【專利說明】用于施加涂覆的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種確定涂覆表面的涂覆均勻性的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]表面涂覆通常應(yīng)用于諸如用于內(nèi)燃發(fā)動機的發(fā)動機氣缸孔的物件。在一個應(yīng)用中，熱噴槍運動以涂覆固定的表面，有時熱噴槍多次運動經(jīng)過以建立期望的涂覆厚度。然而，由于噴涂厚度的均勻性的變化或缺乏，導致熱噴涂方法的使用存在部分限制。結(jié)果，可能需要熱噴槍附加地經(jīng)過，以減少厚度變化，這可導致涂覆材料過載。與涂覆材料過載相關(guān)的一個缺點是涂覆材料的相對大的消耗，這會增加產(chǎn)品成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]一種用于施加涂覆的方法包括:獲得對象圓筒形部件，對象圓筒形部件包括在第一操作條件下利用噴涂裝置施加涂覆的對象內(nèi)涂覆表面，對象內(nèi)涂覆表面包括縱軸和截面，所述截面在中心點與縱軸相交并包括位于外周上的端點；測量對象內(nèi)涂覆表面以獲得包括距離值的對象涂覆數(shù)據(jù)，每個距離值是中心點與所述端點中的一個之間的距離；將對象涂覆數(shù)據(jù)與標準涂覆數(shù)據(jù)比較以獲得比較數(shù)據(jù)；基于比較數(shù)據(jù)調(diào)節(jié)噴涂裝置，以應(yīng)用不同于第一操作條件的第二操作條件。
[0004]所述方法還可包括:從標準內(nèi)涂覆表面接收標準涂覆數(shù)據(jù)。
[0005]所述方法還可包括:減小對象涂覆表面上的一個或多個涂覆峰的峰高。可通過使對象涂覆表面的一個或多個涂覆峰與研磨料接觸來執(zhí)行減小的步驟?？赏ㄟ^使第一次涂覆的一個或多個涂覆峰與碳化硅接觸來執(zhí)行減小的步驟。
[0006]可通過測量所述截面的每個端點的X坐標值、y坐標值和z坐標值而獲得距離值。
[0007]如果對象平均距離值大于標準平均距離值，則所述輸出用于增加噴涂裝置的軸向速度。
[0008]一種用于施加涂覆的方法包括:獲得對象圓筒形部件，對象圓筒形部件包括在第一操作條件下利用噴涂裝置施加涂覆的對象內(nèi)涂覆表面，對象內(nèi)涂覆表面包括縱軸和截面，所述截面在中心點與縱軸相交并包括位于外周上的端點；測量對象內(nèi)涂覆表面以獲得包括距離值的對象涂覆數(shù)據(jù)，每個距離值是中心點與所述端點中的一個之間的距離，并通過測量所述截面的每個端點的X坐標值、y坐標值和Z坐標值而獲得；將對象涂覆數(shù)據(jù)與標準涂覆數(shù)據(jù)比較以獲得比較數(shù)據(jù)，標準涂覆數(shù)據(jù)從標準內(nèi)涂覆表面獲得；基于比較數(shù)據(jù)調(diào)節(jié)噴涂裝置，以應(yīng)用不同于第一操作條件的第二操作條件。
[0009]所述方法還包括:減小對象涂覆表面上的一個或多個涂覆峰的峰高。
[0010]通過使對象涂覆表面的一個或多個涂覆峰與研磨料接觸來執(zhí)行減小的步驟。
[0011]通過使第一次涂覆的一個或多個涂覆峰與碳化硅接觸來執(zhí)行減小的步驟。
[0012]調(diào)節(jié)的步驟包括:調(diào)節(jié)噴涂裝置的軸向速度。
[0013]通過將對象涂覆數(shù)據(jù)輸入到反饋控制單元中來執(zhí)行調(diào)節(jié)的步驟，反饋控制單元的輸出用于調(diào)節(jié)操作條件。
[0014]反饋控制單元設(shè)置在噴涂裝置上。
[0015]反饋控制單元計算對象涂覆數(shù)據(jù)的對象平均距離值，并將對象平均距離值與標準平均距離值比較。
[0016]一種用于施加涂覆的方法包括:獲得對象圓筒形部件，對象圓筒形部件包括在第一操作條件下利用噴涂裝置施加涂覆的對象內(nèi)涂覆表面，對象內(nèi)涂覆表面包括縱軸和截面，所述截面在中心點與縱軸相交并包括位于外周上的端點；通過使對象涂覆表面的一個或多個涂覆峰與研磨料接觸，而減小對象涂覆表面上的一個或多個涂覆峰的峰高；測量對象內(nèi)涂覆表面以獲得包括距離值的對象涂覆數(shù)據(jù)，每個距離值是中心點與所述端點中的一個之間的距離，并通過測量所述截面的每個端點的X坐標值、y坐標值和Z坐標值而獲得；將對象涂覆數(shù)據(jù)與標準涂覆數(shù)據(jù)比較以獲得比較數(shù)據(jù)，標準涂覆數(shù)據(jù)從標準內(nèi)涂覆表面獲得；基于比較數(shù)據(jù)調(diào)節(jié)噴涂裝置，以應(yīng)用不同于第一操作條件的第二操作條件。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1說明性地描繪了根據(jù)一個或多個實施例的控制涂覆均勻性的方法的處理流程;
[0018]圖2說明性地描繪了利用在圖1中描述的方法獲得的對象涂覆數(shù)據(jù)的線框圖；
[0019]圖3說明性地描繪了利用在圖1中描述的方法獲得的對象涂覆數(shù)據(jù)和利用傳統(tǒng)方法獲得的控制涂覆數(shù)據(jù)之間的比較；
[0020]圖4A說明性地描繪了具有氣缸孔的發(fā)動機缸體的透視圖，利用在圖1中描述的方法可控制氣缸孔的涂覆厚度；
[0021]圖4B說明性地描繪了在圖4A中描述的氣缸孔與噴槍的操作關(guān)系的截面圖；
[0022]圖4C說明性地描繪了在圖4B中描繪的一部分的放大視圖；
[0023]圖5A連同圖5B說明性地描繪了在圖4A中描述的氣缸孔與珩磨設(shè)備的操作關(guān)系的截面圖；
[0024]圖6A說明性地描繪了利用傳統(tǒng)控制方法獲得的涂覆輪廓的透視圖；
[0025]圖6B說明性地描繪了利用根據(jù)一個或多個實施例的方法獲得的涂覆輪廓的透視圖；
[0026]圖7說明性地描繪了與在圖6A和圖6B中描述的涂覆輪廓對應(yīng)的厚度偏差圖?！揪唧w實施方式】
[0027]現(xiàn)在，將詳細描述對于發(fā)明人來說已知的本發(fā)明的構(gòu)成、實施例和方法。然而，應(yīng)該理解到，公開的實施例僅僅是本發(fā)明的示例，本發(fā)明可以以各種和可選的形式實施。因此，在此公開的具體細節(jié)不被解釋為限制，相反僅僅是用于教導本領(lǐng)域的技術(shù)人員以各種方式使用本發(fā)明的代表性基礎(chǔ)。
[0028]除了明確指示之外，在本描述中指示材料的量或者反應(yīng)和/或使用的條件的所有數(shù)值的數(shù)量將被理解為由在描述本發(fā)明的最寬泛范圍時使用的詞語“大約”修飾。
[0029]對于適合于與本發(fā)明的一個或多個實施例相關(guān)聯(lián)的給定目的的材料的組或類別的描述暗示:所述組或類別中的任意兩個或更多個成分的混合物是合適的。對于化學術(shù)語中的成分的描述指的是在添加到在本描述中說明的任何組分時的成分，一旦混合則不一定排除混合物的成分之間的化學反應(yīng)?？s略詞或其他縮寫詞的第一定義在此應(yīng)用于相同縮寫詞的所有隨后的使用，必要的變通應(yīng)用于最初定義的縮寫詞的正常語法變化。除非明確相反地陳述，否則屬性的測量值由與之前或之后參照相同屬性的技術(shù)相同的技術(shù)確定。
[0030]通常，如圖4A至圖4C所描繪的，內(nèi)燃發(fā)動機(未示出)的發(fā)動機缸體402具有一個或多個氣缸孔404。氣缸孔404可由金屬材料(例如，鋼、鐵、鋁)形成且由所述金屬材料的壁限定。在這一點上，與發(fā)動機缸體402由鋼或鐵形成相比,發(fā)動機缸體402優(yōu)選地可由相對輕質(zhì)的金屬(例如，鋁)形成，以減輕重量并提高燃料經(jīng)濟性。
[0031]當使用鋁時，需要特定的步驟以確保需要的強度和耐磨性。一種方法是使用氣缸孔內(nèi)部的以及靠近氣缸孔的氣缸缸套。一種可選的方法是在鋁制氣缸孔(例如，實質(zhì)上可用作氣缸缸套的氣缸孔404)的內(nèi)表面上施加金屬涂覆。
[0032]熱噴涂可用于利用被構(gòu)造成噴涂熔融的涂覆材料的熱噴槍422而在氣缸孔404的內(nèi)表面406上施加涂覆。一般來說，通過使熱噴槍422在氣缸孔404內(nèi)沿著縱向A-A’運動(可選地使熱噴槍422旋轉(zhuǎn))，而使涂層沉積。
[0033]熱噴涂可以以任何合適的方式執(zhí)行。第5，622，753號美國專利公開了一種代表性的熱噴涂方法。如在圖4B中說明性地描繪的，兩條線410和412沿著可旋轉(zhuǎn)的且往復運動的軸408向下供應(yīng)，兩條線410和412被引導以使兩條線410和412的尖端420緊密隔開，而允許產(chǎn)生電弧，氣體經(jīng)過該電弧。電流可經(jīng)過線410和412，以在尖端420上產(chǎn)生電弧，同時被施加壓力的氣體可引導在尖端420之間，以噴涂來自涂覆材料入口 414的熔融的液滴?？傮w上在422處示出的熱噴槍包括槍頭424，槍頭424產(chǎn)生熔融的金屬液滴的噴射流416。可與一些氫混合的等離子產(chǎn)生氣體(例如，空氣、氮或氬)被引導經(jīng)過電弧，以被加熱到產(chǎn)生熱電離的導電氣體流的溫度。當噴射流416到達氣缸孔404的表面406上時，投射熔融的液滴。
[0034]當熱噴槍422沿著氣缸孔404的縱軸A_A’運動時，可發(fā)生涂覆厚度的變化，這可能隨著涂覆時間的增加和設(shè)備故障而變得更壞。涂覆厚度的變化(尤其是涂覆凸起)會是不利的，這是因為:(i)在這樣的凸起處將更多的熱引入到涂層，導致可能的“熱點”或殘余熱應(yīng)力；(ii)當熱噴槍運動離開時，由于涂層的收縮程度過大而可能導致凸起分解。如果涂覆厚度不夠均勻，則可能需要施加更厚的平均涂覆，以確保在所有點滿足最小厚度，從而增加材料消耗、涂覆循環(huán)時間和/或加工(珩磨)時間。
[0035]由于各種原因，導致可發(fā)生涂覆變化。在不被限制到任何具體理論的情況下，有人認為，沿著氣缸孔404的縱軸A-A’的氣流的改變很可能導致涂覆不規(guī)則或不均勻。在這一點上，氣流根據(jù)軸408相對于氣缸孔404的位置而改變。伴隨相對更大的氣流產(chǎn)生的是相對更多的涂覆材料飛散或損耗。在一些特定情況下，如果所有其他條件相等，則相對于氣缸孔404的下部區(qū)段404b來說，氣缸孔404的上部區(qū)段404a可經(jīng)歷更大的氣流，因此經(jīng)歷更薄的涂層。
[0036]在一個或多個實施例中，提供一種用于確定通過噴涂裝置涂覆的對象涂覆表面的涂覆均勻性的方法，對象涂覆表面包括縱軸和沿著縱軸延伸的閉環(huán)截面，涂覆表面包括第一閉環(huán)截面上的一個或多個第一厚度值和第二閉環(huán)截面上的一個或多個第二厚度值，第一截面和第二截面沿著縱向隔開，所述方法包括:測量對象涂覆表面以獲得對象涂覆數(shù)據(jù)，對象涂覆數(shù)據(jù)包括一個或多個第一厚度值以及一個或多個第二厚度值；將對象涂覆數(shù)據(jù)和標準涂覆數(shù)據(jù)比較以獲得比較數(shù)據(jù)；利用比較數(shù)據(jù)確定對象涂覆表面的涂覆均勻性。
[0037]圖1描繪了根據(jù)本發(fā)明的一個或多個實施例的方法，該方法總體上在100處示出。在步驟102處，氣缸缸體(例如，缸體402)裝載在容器中，與熱噴槍操作地接合。通過熱噴槍涂覆汽缸缸體402 (尤其是氣缸缸體的發(fā)動機氣缸孔404)。在操作時，整個發(fā)動機缸體402可被噴涂平臺容納并布置在噴涂平臺上，一次只在一個孔中進行噴涂，如步驟104所指示的。對于給定的發(fā)動機缸體402，一旦所有的孔404均被涂覆，則發(fā)動機缸體402可從涂覆間卸下，可以再次開始下一個缸體的涂覆工藝，如步驟106所指示的。在測量時間間隔期間，一個以上的氣缸孔可被涂覆，并因此從涂覆生產(chǎn)線上移走。當測量時間間隔到期時，可根據(jù)在此詳細描述的測量值或其他測量值而測量那個特定的氣缸孔的涂覆厚度分布和均勻性，如步驟108和110所指示的。然后，可在步驟112處處理涂覆輪廓分布和均勻性信息。來自步驟112的輸出信息可采用一個或多個形式，包括用于增加或降低噴涂速度的命令或信號或者其他形式。在步驟114處，在步驟112處產(chǎn)生的命令或信號被具體化或?qū)嵤?。然后，通過更新的操作參數(shù)來涂覆即將到來的氣缸孔。
[0038]在涂覆生產(chǎn)期間，可一開始就實施控制涂覆均勻性的方法和/或周期性地實施所述方法。獲得對象涂覆數(shù)據(jù)的時間間隔以及在對象涂覆數(shù)據(jù)和標準涂覆數(shù)據(jù)之間進行比較的時間間隔可以是任何合適的時間值?？赡艿?，可基于根據(jù)比較數(shù)據(jù)揭示的變化有多大而調(diào)節(jié)時間間隔。時間間隔的非限制性示例是2小時、4小時、6小時、8小時、10小時、12小時、24小時。
[0039]由于相關(guān)的成本，導致用戶僅僅可使用一個噴槍并采用成行(in-line)工藝，其中，一個接一個地容納在涂覆容器內(nèi)的將被涂覆的物件中的每個物件由噴槍涂覆。出于獲得對象涂覆數(shù)據(jù)的目的，在第一時間點涂覆的一個或多個涂覆物件可用于獲得對象涂覆數(shù)據(jù)；所產(chǎn)生的比較數(shù)據(jù)可用于調(diào)節(jié)噴槍的操作參數(shù)，從而調(diào)節(jié)將在第二時間點涂覆的一個或多個物件的涂覆。
[0040]返回參照圖1，如果包括步驟106、108、110、112和114中的一個或多個步驟的質(zhì)
量控制環(huán)可以足夠快地執(zhí)行，則甚至在批處理時也可實施涂覆均勻性控制方法。在這一點上，對于對象物件，涂覆均勻性控制方法在步驟104處開始，在可基于來自對象物件的現(xiàn)存涂覆信息而調(diào)節(jié)噴槍的操作參數(shù)時，可暫停涂覆。緊接之后，可通過其一個或多個操作參數(shù)現(xiàn)在已經(jīng)更新了的相同的噴涂裝置，在同一對象物件上繼續(xù)噴涂。
[0041]通過使用坐標測量機，使對象涂覆數(shù)據(jù)被測量為包括關(guān)于X坐標、y坐標和z坐標的數(shù)據(jù)。在非限制性示例中，可通過使用坐標測量機(CMM)獲得對象涂覆數(shù)據(jù)。CMM在商業(yè)上是可獲得的，例如，可從Zeiss公司、Brown公司和Sharp公司獲得。CMM設(shè)備包括一個或多個可運動臂，每個可運動臂配備有一個或多個位置探測器。在測量期間，位置探測器檢測噴涂的涂層上的每個目標點的位置，以每個目標點的X軸、y軸和z軸上的位置值形式設(shè)置的數(shù)據(jù)被收集、存儲以及隨后被處理以用于比較。在這一點上，為了獲得位置值，可測量噴涂的涂層的每個截面環(huán)上的多個目標點，每個截面環(huán)上的所有這些目標點的位置數(shù)據(jù)形成三維輪廓的截面環(huán)。沿著氣缸孔404的縱軸，對于任何合適的數(shù)量的截面環(huán)，可產(chǎn)生截面環(huán)的類似選擇及相應(yīng)的輪廓信息。
[0042]與傳統(tǒng)機械測量、電流或磁測量、超聲探測測量相比，CMM可能更加適合于瞬時方法，這是因為CMM相對更快且成本效益大。
[0043]可通過光學輪廓測量技術(shù)獲得對象涂覆數(shù)據(jù)，其中，可通過各種技術(shù)(例如，光學三角測量、干涉技術(shù)或其他技術(shù))執(zhí)行測量。這些技術(shù)能夠在不接觸的情況下確定部件的表面輪廓。光學輪廓測量可用于對CMM技術(shù)作補充，尤其是在CMM探測器可能不容易到達的區(qū)域。在給定的噴涂涂層上，這些區(qū)域可包括急彎和隱藏的拐角。
[0044]圖2描繪了沿著氣缸孔404的縱軸A-A’截取的普通螺旋形狀的涂覆輪廓的非限制性示例。該涂覆輪廓可選地被稱為線框圖，表示噴涂涂層的三維外輪廓。如圖2說明性地描繪的，為了進行CMM測量而選擇噴涂涂層230的多個閉環(huán)截面環(huán)232a至232j。雖然在圖2中僅僅選擇了 10個環(huán)，但是可根據(jù)項目的具體需要而選擇任何合適數(shù)量的環(huán)。為了產(chǎn)生與環(huán)232a至232 j中的每個相關(guān)的CMM測量值，可在環(huán)上的多個位置240處進行測量。測量值240的數(shù)量可以是任何合適的數(shù)量，例如，從幾百到幾千。當然，通過采用更多的測量值，環(huán)輪廓可能將更加密切地匹配實際的涂覆輪廓。然而，可能需要將精度與給定的項目所允許的成本和時間的量進行平衡。
[0045]控制涂覆均勻性的方法還可包括:降低對象涂覆表面的一個或多個涂覆峰的峰高。通常，涂覆峰是不可避免的且是不可預測的，且峰的高度沿著噴槍的運動方向改變。涂覆峰是主涂覆質(zhì)量之上和之外的延伸；因此，它們的存在可將不必要的高背景噪聲引入到之后的涂覆測量值?？赏ㄟ^使對象涂覆表面的一個或多個涂覆峰與研磨料接觸而執(zhí)行這樣的降低步驟。還可通過使第一次涂覆的一個或多個涂覆峰與碳化硅接觸而執(zhí)行這樣的降低步驟。在一個非限制性示例中，可通過使用刷珩磨機來減少涂覆峰的存在。刷珩磨機可安裝在鉆電機中，上下運動多次以消除涂覆峰。出于減少涂覆峰的目的，刷珩磨機包括研磨料。刷珩磨機可包括任何合適的材料。研磨料的非限制性示例包括碳化硅和氧化鋁。
[0046]在另一實施例中，所述方法還可包括:在測量步驟之前，從標準涂覆表面接收標準涂覆數(shù)據(jù)。可沿著對象涂覆表面的縱軸沿著螺旋路徑獲得涂覆厚度值的形式的對象涂覆數(shù)據(jù)。
[0047]如果用戶在處理可控容量，則可手動進行將對象涂覆數(shù)據(jù)與標準涂覆數(shù)據(jù)比較的步驟和/或根據(jù)比較調(diào)節(jié)噴槍的步驟，以及可在計算機的輔助下進行這兩個步驟。雖然不需要執(zhí)行這樣的比較，但是在涂覆容積足夠大使得可能不適合手動檢查的情況下，計算機自動化是有益的。
[0048]可根據(jù)比較數(shù)據(jù)調(diào)節(jié)噴涂裝置的一個或多個涂覆-沉積參數(shù)。調(diào)節(jié)的步驟可包括調(diào)節(jié)噴涂裝置的橫向速度。涂覆-沉積參數(shù)的非限制性示例包括軸向速度或行程速度、線供應(yīng)速度、氣體壓力、空氣壓力、氣體流速、空氣流速、安培數(shù)、上噴管設(shè)置點、下噴管設(shè)置點、旋轉(zhuǎn)速度、噴管羽流形狀。具體地說，軸向速度或行程速度是噴管在氣缸孔中上下運動的速度。
[0049]如果對象平均厚度大于標準平均厚度，則輸出用于增加噴涂裝置的軸向速度。
[0050]可通過將對象涂覆數(shù)據(jù)輸入到反饋控制單元中而執(zhí)行調(diào)節(jié)的步驟，反饋控制單元的輸出用于調(diào)節(jié)一個或多個涂覆-沉積參數(shù)。在這一點上，反饋控制單元可設(shè)置在噴涂裝置上。
[0051]反饋控制單元可計算對象涂覆數(shù)據(jù)的對象平均直徑，并將對象平均直徑與標準平均直徑比較。[0052]返回參照圖4B，熱噴涂涂層430可形成在氣缸孔404的內(nèi)表面406上。熱噴槍422的軸408支撐槍頭424并使槍頭424運動，以用于涂覆氣缸孔404的內(nèi)表面406。軸408在一端支撐槍頭424，在另一端包括通道(未示出)，以用于將線和氣體供應(yīng)到槍頭424。軸408可被旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器支撐，使得軸408圍繞它本身的軸或與之平行的軸旋轉(zhuǎn)。進而，旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器可支撐在使旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器上下運動的線性運動機構(gòu)或滑動機構(gòu)上。因此，在氣缸孔404內(nèi)，槍頭424在旋轉(zhuǎn)的同時上下運動。熱噴槍422可以以均勻的速度運動以涂覆內(nèi)表面406，有時熱噴槍422可多次運動經(jīng)過以建立期望厚度的涂層。
[0053]這里，噴槍的非限制性示例是旋轉(zhuǎn)且軸向往復運動的噴管，例如，在圖4B中參照的噴槍422。在這一點上，噴管沿著氣缸孔404的縱軸A-A’往復運動或上下運動。
[0054]在噴涂涂層之前，可使用用于表面預制的機械粗糙化。雖然不一定排除基底涂層(base coating)的使用,但是本方法不需要基底涂層，以加強涂覆材料與孔的粘合。由于基底涂層通常涉及昂貴的金屬材料的使用，所以不必使用基底涂層的靈活性提供了額外的成本效益。當(例如)通過機械粗糙化預制內(nèi)表面406時以及在(例如)通過機械粗糙化預制內(nèi)表面406之后，可在氣缸孔404內(nèi)的熱噴槍422的槍頭424的多次經(jīng)過中施加涂覆?？墒褂萌魏魏线m的涂覆材料。涂覆材料的非限制性示例是碳鋼材料。
[0055]在形成熱噴涂涂層430之后，利用拋光方法(例如，珩磨)進行拋光?？梢砸匀魏魏线m的方式執(zhí)行珩磨。第5，622，753號美國專利公開了珩磨方法的非限制性示例。一般來說，如圖5A和圖5B說明性地描繪的，珩磨工具512可包括支撐件520，支撐件520可沿徑向擴展且裝載有多個?行磨石514,當?行磨工具512分別沿著方向516旋轉(zhuǎn)和沿著方向518往復運動時，珩磨工具512使珩磨石514與氣缸孔404的內(nèi)表面406輕微接觸。在這一點上，每個珩磨石514的外表面的半徑與內(nèi)表面406的內(nèi)徑互補。珩磨石514可由研磨材料形成，研磨材料包括但是不限于碳化硅、氧化鋁、氮化硼和鉆石。在熱噴涂涂層之前，可對內(nèi)表面406進行預處理，以使內(nèi)表面406不被氧化，而促進機械結(jié)合。此外，在珩磨之前、在珩磨期間和/或在珩磨之后，可使用溶液對內(nèi)表面406進行洗滌，該溶液可在珩磨步驟期間用作冷卻液，或者可在已經(jīng)完成珩磨之后用作獨立的噴涂洗滌液?？墒褂脟娡肯礈?，這是因為與其他方法相比，噴涂洗滌使用相對更少的溶液或水。
[0056]將被涂覆的物件可以是適合于由噴槍涂覆的任何物體，例如，圓筒形發(fā)動機氣缸孔。物件可包括機動車輛的部件或非機動車輛的部件。物件的非限制性示例包括發(fā)動機、泵、壓縮機中的精密孔。在一些特定的情況下，物件包括機動車輛的發(fā)動機氣缸孔。
[0057]對于總體上描述的本發(fā)明的多個實施例，可通過參照一些特定的示例而獲得進一步的理解，除非另外說明，否則在此提供這些示例僅僅是出于說明的目的而并不意在限制。
[0058]示例
[0059]示例 1
[0060]圖3示出了從參照圖2的截面環(huán)232a至232 j截取的孔的直徑值作為與孔的頂部的距離的函數(shù)。圖形3B記錄了當噴槍以恒定的速度運動時孔的直徑值，圖形3A記錄了當噴槍以設(shè)置的速度運動時孔的直徑值，該設(shè)置的速度是考慮了在圖形3B中報告的觀察到的涂覆不規(guī)則性而設(shè)置的。所述考慮包括在如圖形3B所描繪的孔的直徑值相對更小的情況下，控制噴槍422相對更快地運動。圖形3A示出了孔的直徑從孔404的中間點開始沿著A-A’方向向下而明顯增加。還不清楚造成觀察到的現(xiàn)象的確切原因。 然而，如在此或其他地方提出的，由于槍頭424沿著孔404的縱向A-A’運動而導致可能的周圍氣流的改變，這極有可能導致觀察到的涂覆不規(guī)則性。
[0061]示例2
[0062]通過利用CMM獲得涂覆輪廓。圖6A和圖6B示出了以恒定噴涂速度涂覆的第一測試孔涂層的涂覆輪廓和基于比較數(shù)據(jù)以改變的速度涂覆的第二測試孔涂層的涂覆輪廓。如可從圖6A看見的，在沒有基于比較數(shù)據(jù)調(diào)節(jié)噴涂裝置的情況下涂層被沉積，使得涂覆輪廓展示出了喇叭口，從頂部到底部存在大的直徑變化。第一測試孔涂層的直徑變化被報告為是285um。如可從圖6B看見的，在基于比較數(shù)據(jù)而調(diào)節(jié)噴涂裝置的操作時，孔的直徑變化明顯減小。第二測試孔涂層的直徑變化減小到約51um。圖7描繪了在圖6A和圖6B中描述的第一測試孔和第二測試孔與30um的沉積厚度目標的偏差。
[0063]雖然已經(jīng)詳細地描述了用于執(zhí)行本發(fā)明的最佳方式，但是熟悉本發(fā)明所屬領(lǐng)域的人員將會想到用于實施由權(quán)利要求限定的本發(fā)明的各種可選設(shè)計和實施例。
【權(quán)利要求】
1.一種用于施加涂覆的方法，包括: 獲得對象圓筒形部件，對象圓筒形部件包括在第一操作條件下利用噴涂裝置施加涂覆的對象內(nèi)涂覆表面，對象內(nèi)涂覆表面包括縱軸和截面，所述截面在中心點與縱軸相交并包括位于外周上的端點； 測量對象內(nèi)涂覆表面以獲得包括距離值的對象涂覆數(shù)據(jù)，每個距離值是中心點與所述端點中的一個之間的距離； 將對象涂覆數(shù)據(jù)與標準涂覆數(shù)據(jù)比較以獲得比較數(shù)據(jù)； 基于比較數(shù)據(jù)調(diào)節(jié)噴涂裝置，以應(yīng)用不同于第一操作條件的第二操作條件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，所述方法還包括:從標準內(nèi)涂覆表面接收標準涂覆數(shù)據(jù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，所述方法還包括:減小對象涂覆表面上的一個或多個涂覆峰的峰高。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中，通過使對象涂覆表面的一個或多個涂覆峰與研磨料接觸來執(zhí)行所述減小的步驟。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中，通過使第一次涂覆的一個或多個涂覆峰與碳化硅接觸來執(zhí)行所述減小的步驟。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，通過測量所述截面的每個端點的X坐標值、y坐標值和Z坐標值而獲得所述距離值。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述調(diào)節(jié)的步驟包括:調(diào)節(jié)噴涂裝置的軸向速度。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，通過將對象涂覆數(shù)據(jù)輸入到反饋控制單元中來執(zhí)行所述調(diào)節(jié)的步驟，反饋控制單元的輸出用于調(diào)節(jié)操作條件。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中，反饋控制單元設(shè)置在噴涂裝置上。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中，反饋控制單元計算對象涂覆數(shù)據(jù)的對象平均距離值，并將對象平均距離值與標準平均距離值比較。
【文檔編號】G01B21/08GK103506258SQ201310258331
【公開日】2014年1月15日 申請日期:2013年6月26日 優(yōu)先權(quán)日:2012年6月29日
【發(fā)明者】羅德尼·G·惠特貝克, 本杰明·T·塔, 大衛(wèi)·艾倫·史蒂芬森, 基斯·雷蒙德·巴圖 申請人:福特全球技術(shù)公司