[發(fā)明專利]一種磁控等離子弧熔絲增材制造層寬自適應(yīng)控制方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110364862.2
• 申請(qǐng)日: 2021-04-06
• 公開（公告）號(hào): CN113042868B
• 公開（公告）日: 2022-06-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 洪波;王登科;張正明;黃維;文志;肖郭城
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 湘潭大學(xué)
• 主分類號(hào): B23K10/02
• 分類號(hào): B23K10/02;B33Y50/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種磁控等離子弧熔絲增材制造的層寬自適應(yīng)控制方法，其主要特征是：通過LC振蕩電路中勵(lì)磁電流I和電弧高度H、焊接電弧擺幅θ大小的關(guān)系建立數(shù)學(xué)模型，得到電流改變固定值對(duì)應(yīng)擺幅角度大小改變值，獲得寬度實(shí)時(shí)信息S₁，將獲取的寬度實(shí)時(shí)信息S₁和預(yù)設(shè)寬度信息S進(jìn)行數(shù)據(jù)處理之后，得到實(shí)時(shí)寬度誤差反饋給計(jì)算機(jī)，根據(jù)寬度實(shí)時(shí)信息和預(yù)設(shè)寬度信息進(jìn)行對(duì)比判斷，通過對(duì)LC振蕩電路的電容器進(jìn)行充放電來改變磁場的大小，進(jìn)而改變等離子弧柱的壓縮程度，通過等離子弧柱的收縮和拓寬來對(duì)單位時(shí)間內(nèi)沉積層金屬的熔覆量寬度進(jìn)行實(shí)時(shí)控制，采用一種電阻趨于0且完全閉合的LC振蕩電路來實(shí)現(xiàn)電磁振蕩，選取四個(gè)電容器C₁、C₂、C₃、C₄，其電容量的大小關(guān)系為熔覆開始前將C₁和C₃處于滿電的狀態(tài)，C₂和C₄處于預(yù)充電狀態(tài)，該電路通過控制4個(gè)電容器的充放電過程，進(jìn)而控制等離子弧柱的外加磁場，從而實(shí)現(xiàn)磁控等離子弧熔絲沉積的層寬自適應(yīng)控制，熔覆前，通過計(jì)算機(jī)獲得熔覆工件預(yù)設(shè)寬度信息S、電路中預(yù)設(shè)電流I₀大小，熔覆時(shí)，通過上述已建立的數(shù)學(xué)模型得到電路中實(shí)時(shí)電流I對(duì)應(yīng)的寬度實(shí)時(shí)信息S₁，將寬度實(shí)時(shí)信息S₁和預(yù)設(shè)寬度信息S做差處理得到ΔS，當(dāng)ΔS＞0且時(shí)，接通電路中已經(jīng)充滿電的電容器C₁進(jìn)行放電操作，當(dāng)ΔS＞0且時(shí)，接通電路中已經(jīng)充滿電的電容器C₃進(jìn)行放電操作，放電操作使得電路中的電流增大，用來加大等離子弧的外加縱向磁場，使等離子弧收縮，進(jìn)而減小單位時(shí)間內(nèi)下一層工件的熔覆量，在工件熔覆周期完成之前使得I＝I₀，當(dāng)ΔS＜0且時(shí)，接通電路中電容器C₂進(jìn)行充電操作，當(dāng)ΔS＜0且時(shí)，接通電路中電容器C₄進(jìn)行充電操作，充電操作使得電路中的電流減小，電路電流在工件熔覆周期完成之前使得電流I＝I₀，讓等離子弧柱拓寬，加大單位時(shí)間內(nèi)的熔覆量使得S₁無限接近于S，通過電路中電容器C₁、C₂、C₃、C₄的交替充電放電，從而實(shí)現(xiàn)周期T內(nèi)熔覆量層寬的實(shí)時(shí)控制。