快速制模技术由于其低成本和快速响应市场的能力变得越来越重要,而基于等离子熔射技术的快速制模,因其有不受模具尺寸和熔射材料限制的优点而格外受到关注。熔射快速制模过程中的关键问题是如何保证熔射层的成形性与质量,但熔射层由于温度与应力不均往往会导致翘曲或脱落。基体/熔射层温度分布和熔射层厚度分布不均就是导致这种情况发生的两个很重要的影响因素,因此在熔射过程中需要对其进行检测和控制。本实验室机器人熔射形成的多是陶瓷基体上的铁、镍、铬合金粉末涂层,其厚度检测不能采用磁性测厚法与涡流测厚法,它们适用于金属基体表面涂层厚度检测;一些非接触式测量方法(如激光、超声波测厚法)由于成本太高或环境限制也不适用。由于接触式传感器在用于熔射皮膜厚度检测中没有对模具尺寸与皮膜材料的限制,而且由六轴机器人携带传感器可以进行空间厚度在线检测,设备投资小、简捷等特点,因此,本文提出采用机器人携带位移传感器进行熔射层厚度检测的方法并建立了检测系统,并围绕此方法开展了实验研究,通过与实测数据的比较分析了定点、离散点和连续检测精度,结果表明:该检测方法可以用于较厚涂层的厚度检测。对于皮膜温度分布检测,采用红外测温仪结合工控机与PLC来实现数据采集。应用红外测温仪结合相应扫描方式,能够实现对等离子熔射过程中皮膜温度分布连续检测,扩大了红外测温仪检测范围,提高了温度监控系统灵活性。实验结果表明:采用周期温度均值与标准差这两个特征量,能够较好地对熔射皮膜温度波动、破坏等现象做出及时响应。因此基于红外测温仪的等离子熔射皮膜温度过程监控可以辅助熔射工艺分析与过程诊断,并为皮膜温度自适应控制提供目标参量。基于PC+PLC的皮膜检测系统的一系列实验研究结果表明,该系统基本达到预期的设计目标;引入开放式OPC协议,PC可以实时的获取所检测的数据进行处理,以便监控熔射过程以保证熔射层的成形性与质量。