旋转靶材表面厚度、平面度的检测方法及检测系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及表面喷涂领域，特别是涉及一种旋转靶材表面厚度、平面度的检测方法及检测系统。
【背景技术】
[0002]为了保护旋转靶材的表面不受腐蚀或具有某种特性时，一般采用喷涂技术将靶材喷涂到旋转靶材的表面。每次喷涂靶材沉积厚度一般为20-50微米，如需在旋转靶材表面喷涂沉积厚度为6mm-20mm的革E材需要使喷枪来回往返喷涂50-500次，使得喷涂过程一般持续10-20小时。
[0003]因喷涂过程长，在喷涂过程中原材料、工作气压、送粉量、机械行走参数和外界因素等，都会影响喷涂沉积的表面质量和喷涂效率，喷涂沉积厚度的细微波动经过多次累计叠加，会导致靶材厚度不一致，例如长度为3-5m的大型工件在喷涂完成后会有多处凸起或坑洼。然而，工件表面喷涂的质量要求非常高，若喷涂的靶材厚度超过预设值，则需要切削打磨将超出的部分去除，若喷涂的靶材厚度不足，则需要作补充喷涂，这样会浪费工时，造成喷涂成本上升。
[0004]为了确保被喷涂靶材沉积的厚度的均匀性和平整性，需要在喷涂过程中实时地检测喷涂靶材的厚度。目前，检测靶材厚度的方法为停机，采用人工在喷涂靶材上随机采样测量靶材的厚度，但是，这种检测方式不能直接地体现整个旋转靶材上喷涂靶材厚度;并且采用人工检测容易引入认为误差，停机检测则会影响喷涂生产的效率，增加喷涂的成本。此夕卜，喷涂生产过程中，高能粒子流会发出强烈的辉光，使得喷涂靶材厚度难以直接检测。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是提供一种可在喷涂过程中采用非接触是的方式实时检测喷涂旋转靶材厚度及平面度的检测方法及检测系统，以提高旋转靶材表面厚度及平面度检测的准确性及表面喷涂的效率。
[0006]为了实现上述目的，本发明提供了一种旋转靶材表面厚度的检测方法，包括以下步骤:
[0007](1)、喷涂前，获取测距模块与旋转靶材的轴线之间的距离为L，并测量回转体的半径r;
[0008](2)、喷涂时，回转体旋转，使测距模块跟随喷枪沿回转体的轴向同步移动，并通过测距模块实时检测回转体的靶材涂层的外表面某一点与测距模块之间的距离I;
[0009](3)、根据步骤(I)及步骤(2)检测的数据，计算出回转体表面的靶材涂层的实际厚度为:h = L~r~l。
[0010]作为优选的，在步骤(2)中，测距模块的检测点与喷枪的喷涂点之间的距离为所述回转体每旋转一周喷枪移动的距离的整数倍。
[0011]作为优选的，所述喷枪的两侧沿喷枪的移动方向设有多个测距模块。
[0012]本发明还提供了一种旋转靶材表面平面度的检测方法，包括以下步骤:
[0013](1)、喷涂前，获取测距模块与回转体的轴线之间的距离L，并测量回转体的半径r，设定喷枪每个周期喷涂靶材材料的沉积厚度A h和喷枪喷涂的周期n，计算出回转体表面喷涂涂层的理论厚度为:Hn= Ah*n;
[0014](2)、喷涂时，回转体旋转，使测距模块跟随喷枪沿回转体的轴向同步移动，并使测距模块实时检测涂层表面某一点与测距模块之间的距离I;
[0015](3)、根据步骤(I)及步骤(2)检测的数据，计算出回转体表面喷涂涂层的实际厚度为:h = L-r_l ；
[0016](4)、根据回转体表面的靶材涂层的实际厚度h和理论厚度Hn，计算旋转靶材的表面平面度误差△ H= I Hn-h I，若h<Hn，则该被检测点处有凸起;若h>Hn，则该被检测点处有凹坑;若h = Hn，则该被检测点符合理论值要求
[0017]作为优选的，在步骤(2)中，测距模块的检测点与喷枪的喷涂点之间的距离为所述回转体每旋转一周喷枪移动的距离的整数倍。
[0018]作为优选的，所述喷枪的两侧沿喷枪的移动方向设有多个测距模块。
[0019]本发明还提供了一种旋转靶材表面厚度、平面度的检测系统，包括驱动模块、数据处理模块以及至少一个测距模块，其中，所述测距模块位于所述回转体的一侧，所述测距模块与所回转体的轴线之间的距离为定值，所述驱动模块驱动所述测距模块跟随所述喷枪同步地沿所述回转体的轴向往复移动，所述测距模块实时检测旋转靶材外表面某一点与测距模块之间的距离并将检测数据发送给所述数据处理模块，所述数据处理模块根据接收的所述检测数据，实时地计算出该被检测点处的旋转靶材的厚度或平面度。
[0020]作为优选的，所述测距模块的检测点与喷枪的喷涂点之间的距离为所述回转体每旋转一周喷枪移动的距离的整数倍。
[0021 ]作为优选的，所述喷枪的两侧沿喷枪的移动方向设有多个测距模块。
[0022]作为优选的所述测距模块为光学测距模块，所述光学测距模块的检测点前设有滤光片。
[0023]本发明所提供的一种旋转靶材表面厚度、平面度的检测方法及其检测系统，可以在旋转靶材进行喷涂生产的过程中实时地检测旋转靶材的厚度或平面度，从而可以避免采取停机来人工检测表面涂层厚度或平面度的方式，因此不会影响表面喷涂的速度;采用光学检测模块来实时检测旋转靶材的表面可以避人工检测所引入的人为误差，提高了检测的精度和准确度;采用光学检测模检测的方式是一种非接触式的检测方式，不会损害被检测的涂层表面，不影响涂层表面质量。
[0024]此外，本发明的检测系统可以将旋转靶材二维表面的厚度或平面度的分布情况转换成一维线性的沿喷枪的喷涂点行走路径的分布数据曲线，从而可以根据该线性曲线的分布数据来实时地控制旋转靶材表面喷涂质量。
【附图说明】
[0025]图1是本发明一实施例的检测系统的工作原理示意图；
[0026]图2是本发明另一实施例的检测系统的工作原理示意图；
[0027]图3是本发明另一实施例的检测系统的工作原理示意图；
[0028]图4是本发明实施例的检测系统生成的旋转靶材厚度一维线性曲线图。
[0029]其中:1、测距模块;2、驱动模块;3、数据处理模块;4、滤光片；10、回转体;20、喷枪；30、旋转靶材;40、挡板。
【具体实施方式】
[0030]下面结合附图和实施例，对本发明的【具体实施方式】作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
[0031]图1示意性地显示了本发明一实施例的检测系统的工作原理，其中，在喷涂前，将测距模块I安装在回转体10的一侧，挡板40安装在回转体10的另一侧，并且测距模块I与回转体10的轴线A的距离为固定值L，测距模块I通过驱动模块2驱动，使得测距模块I可以沿着旋转靶材I的轴向往复运动(B方向)，最好是将测距模块I与喷枪20同轨道设置，使测距模块I位于喷枪20的一侧，这样喷枪20沿回转体1的轴向往复运动(B方向)时，驱动模块2可以驱动测距模块I跟随喷枪20同步地运动，从而可使得测距模块I能够在旋转靶材30的整个回转面上采点检测，以便能够全面地检测出旋转靶材30的表面厚度分布情况，当然，测距模块I与喷枪20可以共用同一驱动模块作为动力输出，这样可以减小运动误差，提高测距模块I的检测精度。
[0032]如图1所示，在喷涂时，回转体10绕其自身的轴线A做回转运动，喷枪20自回转体1的一端沿回转体1的轴向匀速地向回转体1的另一端运动，在运动的过程中，喷枪20将旋转靶材的材料喷涂在回转体1的表面上，使涂料在回转体1的表面上沉积形成旋转靶材30，喷枪20行走完成一个周期(即喷枪20自回转体10的一端移动至回转体10的另一端后返回原点为一个周期)，回转体10表面即被沉积了某一个厚度的旋转靶材30。
[0033]在喷枪20移动喷涂的过程中，驱动模块2驱动测距模块I跟随喷枪20同步地移动，测距模块I将实时地检测旋转靶材30的外表面的某一点与测距模块I之间的距离I，这样可以避免喷涂过程中需要停机来人工检测旋转靶材30的厚度的方式，因此不会影响旋转靶材30喷涂生产的速度，提高了旋转靶材30喷涂生产的效率，可以根据需要设定测距模块I检测的时间间隔，检测的时间间隔