[發(fā)明專利]一種基于多信息融合定量化的增材制造評定方法及系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110346547.7
• 申請日: 2021-03-31
• 公開（公告）號: CN113034014A
• 公開（公告）日: 2021-06-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 薛家祥;武威;喻小燕
• 申請（專利權(quán)）人: 華南理工大學(xué)
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06;G06Q50/04;G06K9/62;G06T7/00;G06T7/60;G06T7/62;G06T7/13;G06T7/11;G06T7/136;G06T5/00;G06T5/30
• 代理公司: 廣州市華學(xué)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44245
• 代理人: 林梅繁

1.一種基于多信息融合定量化的增材制造評定方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、將電弧增材制造工藝評定的指標(biāo)分為一級和二級兩級量化指標(biāo)，設(shè)每級指標(biāo)權(quán)重總和為1；

S2、根據(jù)指標(biāo)的變量形式，將變量主要分為過程量和非過程量兩大類；其中，過程量是指電弧增材制造過程中獲得的數(shù)據(jù)，非過程量是指沉積樣通過后續(xù)處理分析和測試獲取的數(shù)據(jù)結(jié)果；

S3、采用線性歸一化和模糊化的方法處理評定指標(biāo)；

S4、進行電參量概率密度特征提取，對增材制造過程采集的沉積電壓和沉積電流波形采用統(tǒng)計方法獲取概率密度曲線，并提取特征值進行歸一化處理；

S5、利用基于圖像的特征提取方法，通過圖像標(biāo)定、圖像預(yù)處理、圖像二值化、特征提取和圖像分析操作，對沉積樣橫截面形貌、金相組織大小、斷口形貌和韌窩大小的特征進行提取；

S6、進行沉積率特征提取，利用送絲速度WFS和總增材制造時間DT獲取沉積率R_沉積率特征；

S7、進行成型表面粗糙度評定，采用截面法截取樣品多個位置的多個橫截面，通過最小外接矩形法獲得各截面的最大高度和寬度值，利用差值法由各高度差值得到制件頂部XOY平面沿X方向的粗糙度S_a，由寬度差值的一半得到制件側(cè)面XOZ平面沿X方向的粗糙度S_b；

S8、進行沉積樣顯微組織及斷口特征提取；

S9、進行電弧增材制造多信息融合綜合評定，通過輸入電弧增材制造的條件和所需設(shè)置的工藝參數(shù)，根據(jù)實際評定需求選擇指標(biāo)并設(shè)置相應(yīng)權(quán)重，進行各指標(biāo)評定和綜合量化評定，最終將輸入?yún)?shù)與評定結(jié)果存儲于數(shù)據(jù)庫中。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多信息融合定量化的增材制造評定方法，其特征在于，步驟S1中一級指標(biāo)主要包括“過程穩(wěn)定性”、“成型質(zhì)量”、“成型效率”和“性能”四個指標(biāo)，每個一級指標(biāo)對應(yīng)多個二級指標(biāo)；其中，“過程穩(wěn)定型”包括二級指標(biāo)“電參量概率密度集中度”；“成型質(zhì)量”包括“成型缺陷”和“表面粗糙度”兩個二級指標(biāo)；“成型效率”包括“沉積效率”、“有效沉積率”和“單位功率有效沉積率”三個二級指標(biāo)；“性能”包括“拉伸強度”、“拉伸伸長率”、“硬度”、“彎曲程度”和“沖擊韌性”五個二級指標(biāo)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多信息融合定量化的增材制造評定方法，其特征在于，步驟S4中概率密度曲線的獲取過程如下：

S41、對任意隨機變量X的分布函數(shù)F_X(x)，其概率密度函數(shù)f_X(x)滿足：

其中，a為極大值點，b為極小值點，F(xiàn)_X(a)為a點累積概率函數(shù)，F(xiàn)_X(b)為b點累積概率值，P[a＜X≤b]為區(qū)域[a，b]的概率密度值；

若f(x)在點x處連續(xù)，則存在如下的關(guān)系式：

P{x＜X≤x+Δx}≈f(x)△x (7)

其中，F(xiàn)(x+Δx)為x+Δx的累積概率函數(shù)，F(xiàn)(x)為x的累積概率函數(shù)；

S42、引入概率密度曲線有效寬度R_WX＝max[X(i)]-min[X(i)]，其中，max[X(i)]為電流、電壓極大值點，min[X(i)]為電流、電壓極小值點；

引入有效集中高度R_EP，即坐標(biāo)軸上方曲線的平均概率密度值，如式(8)所示：

其中，P(j)為概率密度曲線值；

S43、基于概率密度的增材制造穩(wěn)定性量化指標(biāo)用集中度K表示，其由歸一化后的有效集中寬度與有效集中高度的平均值確定，如式(9)所示，

K＝(歸一化R_EP+歸一化R_WX)/2 (9)。