[發明專利]一種用于送粉式增材制造設備的控制系統及控制方法

在審

• 申請號: 201611159623.9
• 申請日: 2016-12-15
• 公開（公告）號: CN106735210A
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發明（設計）人: 范欽春;邢飛;劉紀源
• 申請（專利權）人: 南京中科煜宸激光技術有限公司
• 主分類號: B22F3/105
• 分類號: B22F3/105;B33Y10/00;B33Y30/00;B33Y50/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種用于送粉式增材制造設備的控制系統，所述增材制造設備包括送粉機構、激光器以及送粉噴嘴，其特征在于：所述控制系統包括控制器、圖像采集裝置以及圖像處理器，所述圖像采集裝置用于獲取經噴嘴出料在所述激光器作用下形成的熔池圖像；所述圖像處理器對所述圖像采集裝置采集的熔池圖像進行處理并得到熔池寬度；所述控制器根據所述處理器得到的熔池寬度與設定的熔池寬度進行比較，當圖像處理器得到的熔池寬度大于設定的熔池寬度，則減小所述激光器的功率；當圖像處理器得到的熔池寬度小于設定的熔池寬度，則增大所述激光器的功率，當激光器的功率調整到極限功率仍不能滿足設定熔池寬度，則增加所述送粉機構的送粉量。

2.根據權利要求1所述的用于送粉式增材制造設備的控制系統，其特征在于：所述控制器包括比較模塊、存儲模塊以及控制模塊，所述存儲模塊存儲所述同樣大小的激光光斑下不同搭接率對應的熔池寬度的數據和同樣大小的激光光斑下不同激光功率以及送粉量對應的熔池尺寸的數據；所述比較模塊用于比較所述圖像處理模塊獲取的熔池寬度和存儲模塊存儲的熔池寬度；所述控制器根據比較模塊的比較結果和存儲模塊存儲的同樣大小的激光光斑下不同激光功率以及送粉量對應的熔池尺寸的數據，控制所述激光器的輸出功率和送粉機構的送粉量。

3.根據權利要求2所述的用于送粉式增材制造設備的控制系統，其特征在于：同樣大小的激光光斑下不同搭接率與熔池寬度的對應關系為：λ= D/W,λ為搭接率、D為相同工藝參數下兩個掃描道之間重疊部分的尺寸、W為同一工藝參數下單道熔池寬度。

4.根據權利要求3所述的用于送粉式增材制造設備的控制系統，其特征在于：所述圖像處理器包括慮噪處理模塊以及圖像識別模塊，所述慮噪處理模塊對所述圖像采集裝置獲取的熔池圖像進行慮噪處理；所述圖像識別模塊根據慮噪處理的圖像進行識別得到熔池寬度。

5.根據權利要求1、2、3或4所述的用于送粉式增材制造設備的控制系統，其特征在于：所述圖像采集裝置為攝像模塊。

6.根據權利要求5所述的用于送粉式增材制造設備的控制系統，其特征在于：所述攝像模塊帶有濾鏡保護，且攝像模塊安裝在送粉噴嘴上并進行實時監控。

7.根據權利要求1、2、3或4所述的用于送粉式增材制造設備的控制系統，其特征在于：所述控制器為工業控制計算機。

8.一種用于送粉式增材制造設備的控制方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一、實時獲取激光作用在工件上的熔池圖像；

步驟二、對步驟一獲取的熔池圖像進行處理得到實時熔池寬度；

步驟三、將步驟二得到的熔池寬度與設定的熔池寬度進行比較，根據比較結果首先調整激光器的輸出功率，如果還沒滿足設定熔池寬度，則調整打印頭的送粉量。

9.根據權利要求8所述的用于送粉式增材制造設備的控制方法，其特征在于：所述步驟三的具體方法為：將步驟二獲取的當前熔池寬度與設定搭接率對應的熔寬寬度求差，當差值為負數時，根據熔池寬度與激光功率及送粉量相關的數據獲取當前送粉量下的極限功率；若當前激光功率小于極限功率，則增大當前激光功率直到當前熔池尺寸達到設定的搭接率對應的熔池寬度；若激光功率達到極限功率，則增加送粉量來增大當前的熔池尺寸；當差值為正時，減小當前激光功率，直到當前熔池寬度達到設定的搭接率對應的熔池寬度。