申请/专利权人：郑州轻工业大学

申请日：2022-03-02

公开（公告）日：2024-03-19

公开（公告）号：CN115537707B

主分类号：C23C4/134

分类号：C23C4/134;G06V10/32;G06V10/764;G06V10/82;G06N3/0464;G06N20/20

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.03.19#授权;2023.01.20#实质审查的生效;2022.12.30#公开

摘要：一种外场智能辅助的绿色再制造加工方法，具体包括以下步骤：（一）、设计一种磁场调控超音速等离子体热喷涂装置，包括底板、超音速等离子体火焰枪、一级磁场调控机构、二级磁场调控机构、驱动机构、在线监控仪和控制电柜；（二）、启动磁场调控超音速等离子体热喷涂装置；（三）、调整等离子体通过一级磁场调控机构的羽形；（四）、调整等离子体通过二级磁场调控机构的羽形；（五）、获取等离子体中飞行粒子参数；（六）、评估磁场调控超音速等离子体热喷涂羽形的质量；（七）、再重复步骤（三）—（六）进行下一周期的磁场调控。本发明能够对等离子体热喷涂羽形实时调控，使超音速等离子体热喷涂工作处于理想的状态。

主权项：1.一种外场智能辅助的绿色再制造加工方法，其特征在于：具体包括以下步骤：（一）、设计一种磁场调控超音速等离子体热喷涂装置，一种磁场调控超音速等离子体热喷涂装置包括底板、超音速等离子体火焰枪、一级磁场调控机构、二级磁场调控机构、驱动机构、在线监控仪和控制电柜，超音速等离子体火焰枪通过支撑架沿前后方向水平固定安装在底板的中部前侧上方并向后发射等离子体，一级磁场调控机构套在超音速等离子体火焰枪的外部并转动安装在底板上方中部前侧，二级磁场调控机构固定安装在底板上方中部后侧，一级磁场调控机构的后端与二级磁场调控机构的前端前后对接，驱动机构设置在底板的左前侧并驱动一级磁场调控机构转动，在线监控仪设置在底板的右后侧且位于二级磁场调控机构的右侧后方，在线监控仪朝左对着二级磁场调控机构的后侧拍摄，控制电柜设置在底板的右前侧且内部设置有供电模块和控制模块，供电模块分别与超音速等离子体火焰枪、一级磁场调控机构、二级磁场调控机构、驱动机构和在线监控仪电连接，控制模块分别与一级磁场调控机构、二级磁场调控机构、驱动机构和在线监控仪信号连接；（二）、启动超音速等离子体火焰枪、一级磁场调控机构、二级磁场调控机构、驱动机构和在线监控仪，超音速等离子体火焰枪产生并向后发射等离子体，等离子体向后依次通过一级磁场调控机构和二级磁场调控机构喷出；（三）、通过控制模块在线调整一级磁场调控机构的磁场方向和强度，实现等离子体在一级磁场调控机构内部均匀地压缩或扩散，调整等离子体通过一级磁场调控机构的羽形；（四）、通过控制模块在线调整二级磁场调控机构的磁场方向和强度，控制等离子体在二级磁场调控机构内部的偏转方向，调整等离子体通过二级磁场调控机构的羽形；（五）、在线获取从二级磁场调控机构中喷出的等离子体中飞行粒子的位置、大小、温度和速度并反馈给控制模块；（六）、控制模块对等离子体中飞行粒子的位置、大小、温度和速度信息进行智能融合计算，评估磁场调控超音速等离子体热喷涂羽形的质量；（七）、控制模块智能融合计算完成后，记录磁场调控超音速等离子体热喷涂羽形的质量数据，然后再重复步骤（三）—（六）进行下一周期的磁场调控；超音速等离子体火焰枪包括等离子体发生器和导热壳体，等离子体发生器和导热壳体均沿前后方向水平设置在底板的中部前侧上方，支撑架包括两根支撑管柱，导热壳体同中心固定套装在等离子体发生器的外圆周上，两根支撑管柱左右对称设在导热壳体的前侧，左侧的支撑管柱的下端固定连接在底板上表面左前侧，左侧的支撑管柱的上端固定连接在导热壳体的前端面左侧部，等离子体发生器的前侧部设置有阳极和阴极，等离子体发生器的后侧部设有与等离子体发生器内部连通的粉气输入通道，导热壳体的前端部左侧壳壁内设有前后连通的导线通道，左侧的支撑管柱的上端与导线通道的前端连接，导线通道的后端位于导热壳体的前端部内圆周右侧，左侧的支撑管柱内设置有穿过导线通道的导电线路，供电模块分别与阳极和阴极通过导电线路电连接，导热壳体的右侧壳壁内设有前后连通的粉气导向通道，右侧的支撑管柱的上端与粉气导向通道的前端连接，粉气导向通道的后端位于导热壳体的后侧部内圆周并与粉气输入通道的外端连接，右侧的支撑管柱内设置有穿过粉气导向通道并与粉气输入通道的外端连通的粉气注入管；一级磁场调控机构包括一级磁场调控壳体和四个一级磁场调控线圈，一级磁场调控壳体为前后通透的圆筒结构，一级磁场调控壳体通过两个第一支撑轴承同中心转动套装在导热壳体的外部且位于底板的上方，一级磁场调控壳体的后端部外圆周套装有第二支撑轴承并与第二支撑轴承的内圈过盈配合，第二支撑轴承的外圈底部固定连接在底板上，导热壳体设置在一级磁场调控壳体内前侧部，四个一级磁场调控线圈同中心前后间隔固定设置在一级磁场调控壳体内后侧部，一级磁场调控壳体的圆周侧壁内设有第一换热夹层，一级磁场调控壳体的前侧外圆周侧壁上设有与第一换热夹层连通的第一注水口，第一注水口内设有第一注水塞，一级磁场调控壳体的中部侧壁上嵌设有位于导热壳体与最前侧一级磁场调控线圈之间的第一温度传感器，一级磁场调控壳体的前端外圆周一体成型有大带轮，一级磁场调控壳体的中部后侧外圆周缠绕有一圈导电线圈，导电线圈分别与四个一级磁场调控线圈电连接，底板的上表面中部前侧设有与导电线圈下侧部滑动连接的触点导电滚珠，供电模块与触点导电滚珠电连接，控制模块与第一温度传感器信号连接；二级磁场调控机构包括二级磁场调控壳体和四个二级磁场调控线圈，二级磁场调控壳体为前后通透的圆筒结构，二级磁场调控壳体通过固定套装在其外圆周上的两个支撑底座固定安装在底板上中部后侧，二级磁场调控壳体与一级磁场调控壳体的圆周尺寸相同，一级磁场调控壳体的后端与二级磁场调控壳体的前端前后对接且有间隙，四个二级磁场调控线圈同中心前后间隔固定设置在二级磁场调控壳体内，二级磁场调控壳体的圆周侧壁内设有第二换热夹层，二级磁场调控壳体的中部外圆周侧壁上设有与第二换热夹层连通的第二注水口，第二注水口内设有第二注水塞，二级磁场调控壳体的前端部侧壁上嵌设有位于最后侧一级磁场调控线圈与最前侧二级磁场调控线圈之间的第二温度传感器，二级磁场调控壳体的后端部侧壁上嵌设有位于最后侧二级磁场调控线圈后侧的第三温度传感器，供电模块分别与四个二级磁场调控线圈电连接，控制模块分别与第二温度传感器和第三温度传感器信号连接；每个一级磁场调控线圈均包括第一圈形壳体和四个第一电磁铁，第一圈形壳体的外径与一级磁场调控壳体的内径相同，第一圈形壳体的内径大于等离子体发生器的后端口内径，第一圈形壳体同中心固定连接在一级磁场调控壳体内，四个第一电磁铁均为圆心角为80°的扇形块结构并圆周阵列固定设置在第一圈形壳体内，第一电磁铁由第一扇形铁芯和缠绕在第一扇形铁芯外部的第一线圈绕组构成，第一线圈绕组的两端均伸出第一圈形壳体并通过导电线圈、触点导电滚珠与供电模块电连接，四个一级磁场调控线圈内的所有第一电磁铁在前后方向上的投影中心在同一圆周上的相邻两点之间圆心角为22.5°；每个二级磁场调控线圈均包括第二圈形壳体和两个第二电磁铁，第二圈形壳体与第一圈形壳体大小相同，第二圈形壳体同中心固定连接在二级磁场调控壳体内，两个第二电磁铁均为圆心角为80°的扇形块结构并径向对称固定设置在第二圈形壳体内，第二电磁铁由第二扇形铁芯和缠绕在第二扇形铁芯外部的第二线圈绕组构成，第二线圈绕组的两端均伸出第二圈形壳体并与供电模块电连接，从前之后数第一个二级磁场调控线圈内的两个第二电磁铁上下对称布置，第二个二级磁场调控线圈内的两个第二电磁铁左上右下对称布置，第三个二级磁场调控线圈内的两个第二电磁铁左右对称布置，第四个二级磁场调控线圈内的两个第二电磁铁左下右上对称布置；驱动机构包括驱动减速电机，驱动减速电机固定安装在底板的上表面左前侧且位于一级磁场调控壳体的左侧前方，驱动减速电机的动力轴沿前后方向水平设置并位于驱动减速电机的后侧，驱动减速电机的动力轴后端延伸至一级磁场调控壳体的前端部左侧，驱动减速电机的动力轴后端固定安装有小带轮，小带轮与大带轮之间套装有传动皮带，供电模块与驱动减速电机电连接，控制模块与驱动减速电机信号连接；底板的上表面右后侧固定安装有三脚架，在线监控仪设置在三脚架的顶部。

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百度查询： 郑州轻工业大学 一种外场智能辅助的绿色再制造加工方法

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