一种等离子喷涂方法和系统

专利主权项内容

1.一种等离子喷涂方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤，步骤1，采用治具或胶带将石英未喷涂区域进行非喷涂区域保护；步骤2，选择白刚玉或氧化铝作为喷砂材料，通过机械手臂自动喷涂；其中，所述步骤2，在喷砂过程中，使用显微电镜对石英表面状态进行拍摄，并通过图像识别系统分析表面的粗糙度和裂纹情况；根据图像识别系统的结果，确定未来时间段的喷砂参数；记录喷砂过程中采用的所有确定的目数砂子和对应的喷砂时间；在喷砂过程中，每隔时间段T1使用显微电镜监测石英表面的状态；通过图像识别系统分析石英表面粗糙度和裂纹情况；根据图像识别系统的反馈信息，确定下一时间段T2喷砂的目数参数序列；所述T2>T1，即预测的喷砂的目数参数所覆盖的时间长度大于采集石英表面状态的显微电镜图像的周期；其中，将当前显微电镜下的石英的表面粗糙度和裂纹情况输入训练好的卷积神经网络CNN网络，得到一个关于表面质量的量化指标；根据所述表面质量的量化指标确定对应的阈值区间，包括，对所述表面质量的量化指标设定多个阈值，将所述表面质量的量化指标的输出范围划分为多个阈值区间，不同阈值区间和不同砂目数具有对应关系；其中，对所述表面质量的量化指标设定一系列的阈值，包括：石英喷砂中常见的砂子目数包括24目、36目、46目、60目、80目、120目、180目、220目；以及，按照砂目数和阈值区间的对应关系表，确定不同砂子目数对应的阈值；根据训练好的卷积神经网络CNN输出的当前表面质量的量化指标结果，从设定的多个阈值中找到和当前表面质量的量化指标结果差值最小且小于所述量化指标结果的阈值，选择所述和当前表面质量的量化指标结果差值最小且小于所述量化指标结果的阈值所对应的喷砂目数作为序列的起始目数；其中，根据卷积神经网络CNN输出的当前石英表面质量的量化指标结果，从设定的多个阈值中找到和当前石英表面质量的量化指标结果差值最小且大于所述量化指标结果的阈值；基于卷积神经网络CNN输出的当前石英表面质量的量化指标结果cnn_output和从设定的多个阈值中找到所述和当前石英表面质量的量化指标结果差值最小且大于所述量化指标结果的阈值upper_threshold，确定是否需要在下一阶段T2时段切换到下一区间的喷砂目数，以及在确定需要在下一阶段T2时段切换到下一区间的喷砂目数时确定切换到下一区间喷砂目数的时机，所述下一区间的喷砂目数具体为和当前喷砂目数差值最小且小于当前喷砂目数的喷砂目数；其中，对于每个阈值区间，都需要预先设定一个基准切换判断阈值KT，这个时间表示当cnn_output恰好等于upper_threshold时，提前T2时间段所对应的cnn_output值作为该阈值区间的基准切换判断阈值；其中，根据当前表面质量使用下一喷砂目数砂子的时刻为T3；在T3时刻提前T2时间段，即在(T3-T2)所在时刻的图像识别系统分析石英表面的粗糙度和裂纹情况所对应cnn_output值作为该阈值区间的基准切换判断阈值；判断CNN输出值cnn_output是否大于该区间的基准切换判断阈值KT，如果是则需要在下一阶段T2时段切换到下一喷砂目数，否则不需要在下一阶段T2时段切换到下一喷砂目数；判断CNN输出值cnn_output大于该区间的基准切换判断阈值KT后，需要确定在下一阶段T2时段进行切换的具体时刻，包括：计算距离：计算cnn_output和upper_threshold之间的距离，记作distance，即distance＝upper_threshold-cnn_output；计算切换时间：对下一阶段T2的时间段进行拆分成N个子段，然后根据distance来确定实际的切换发生在哪个子段内，包括：将distance映射到基准切换时间的前后，如果distance等于0，即cnn_output恰好等于upper_threshold，那么切换时间为第一个子段开始时，即第1个子段为切换时间；如果distance等于(upper_threshold-cnn_output)，那么切换时间为最后一个子段结束时，即在第N+1个子段进行切换；如果distance的值介于KT和upper_threshold之间，基于以下公式确定切换的子段switch_point：switch_point＝N*distance/(upper_threshold-cnn_output)+1；表明当distance从0增加到(upper_threshold-cnn_output)时，切换时间对应的子段位置为从第1个子段起始到第N个子段结束；然后，根据确定的所有T2时段内的子段确定的喷砂目数以后，生成下一T2时间段的N个子段所采用的序列；以及，在喷砂过程中，记录喷砂过程中实际采用的所有确定的目数砂子和对应的喷砂时间，使用数据库或日志系统来进行记录和管理；步骤3，将喷砂后的石英进行干冰清洗和纯水超声波震荡清洗；步骤4，在喷涂处理的步骤中，利用图像识别系统确定粉末的直径范围，根据喷涂所用的氧化钇粉末的材料特性确定第一阶段的喷涂厚度，之后基于喷枪的运动速度和喷涂间距确定第一阶段的喷涂时间，再根据第二阶段的喷涂厚度和喷枪的运动速度和喷涂间距确定第二阶段的喷涂时间；其中，使用图像识别系统来确定每批氧化钇粉末的直径分布，所述图像识别系统提供粉末直径的平均值和标准差的统计参数，基于粉末直径的平均值和标准差的统计参数确定第一阶段的喷涂厚度；使用两种不同的喷涂参数；以及，在通过第一阶段喷涂之后切换到第二组参数；步骤5，喷涂完成后，去除遮挡保护，进行表面处理和清洗；步骤6，烘箱保温。