激光熔化沉积粉末流离焦量在线监测与负反馈状态识别方法技术

一种激光熔化沉积粉末流离焦量在线监测与负反馈状态识别方法，属于激光增材制造技术领域。首先，采用标定板对图像同轴采集装置进行对焦，进行增材打印，通过图像同轴采集单元采集熔池图像，通过图像处理单元对熔池视觉图像预处理。其次，判断熔池视觉图像是否处于景深范围，若在其范围内则将该熔池视觉图像继续进行下一步的流程，相反，则直接判定此时的离焦量不能保障完成加工或不处于负反馈状态。最后，将采集到的熔池视觉图像输入到图像识别的神经网络中，对采集的熔池视觉图像集进行分类打标签，在神经网络中输出表示不同离焦量或反馈状态的标签值，进而得到离焦量或反馈状态。本发明专利技术能够对离焦量及反馈状态进行检测，保障良好的加工过程，且适用范围广。

【技术实现步骤摘要】
激光熔化沉积粉末流离焦量在线监测与负反馈状态识别方法
本专利技术属于激光增材制造
，涉及一种激光熔化沉积粉末流离焦量在线监测与负反馈状态识别方法。
技术介绍
激光熔化沉积是进行金属3D打印的重要技术手段之一，旨在通过激光束一层一层的扫描，采用逐层累积的方法将数字模型转换成金属材料三维实体模型。它的形成过程是通过将具有高能量的激光束打到基材上，聚焦而形成的熔池，并且用一个同轴或旁轴送粉装置将金属粉末送入熔池当中并与熔池中的熔液融合。此时，熔池会随着激光束的移动而移动，前面的溶液凝固成沉积层，而激光束所行走的轨迹便是沉积层形成的轨迹。许多与此同类的技术具有不同名称，包括激光熔覆、激光定向能量沉积、激光熔覆沉积、激光熔融沉积等。激光熔化沉积时粉末流的离焦量在加工过程中起着重要的作用，随着打印的层数的增加，其离焦量会产生一定的波动，若离焦量超过了一定的合适范围，则有可能导致多层薄壁堆积加工脱离负反馈状态，并引起加工的失败。
技术实现思路
为了解决
技术介绍
当中工件加工的问题，本专利技术提供了一种同轴检测离焦量及负反馈状态本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种激光熔化沉积粉末流离焦量在监测与负反馈状态识别方法，该方法基于激光熔化沉积离焦量在线监测与负反馈状态识别系统实现，所述激光熔化沉积离焦量在线监测与负反馈状态识别系统在现有的激光熔化沉积及其在线监测系统的基础上增加图像在线处理单元、粉末流离焦量在线监测单元和负反馈状态在线识别单元；所述现有激光熔化沉积及其在线监测系统包括激光器、激光头、位移装置、材料进给装置、图像同轴采集单元；其特征在于，所述图像在线处理单元包括ROI区域提取模块、图像的滤波降噪处理模块和熔池轮廓特征提取模块；所述粉末流离焦量在线监测单元根据图像在线处理单元的数据，在线得出离焦量值；所述负反馈状态在线识别单元根据图像在线...

【技术特征摘要】
1.一种激光熔化沉积粉末流离焦量在监测与负反馈状态识别方法，该方法基于激光熔化沉积离焦量在线监测与负反馈状态识别系统实现，所述激光熔化沉积离焦量在线监测与负反馈状态识别系统在现有的激光熔化沉积及其在线监测系统的基础上增加图像在线处理单元、粉末流离焦量在线监测单元和负反馈状态在线识别单元；所述现有激光熔化沉积及其在线监测系统包括激光器、激光头、位移装置、材料进给装置、图像同轴采集单元；其特征在于，所述图像在线处理单元包括ROI区域提取模块、图像的滤波降噪处理模块和熔池轮廓特征提取模块；所述粉末流离焦量在线监测单元根据图像在线处理单元的数据，在线得出离焦量值；所述负反馈状态在线识别单元根据图像在线处理单元的数据，对沉积层高度的负反馈自优化状态进行识别判断；具体步骤如下：
(1)调节激光头与基板之间的距离，至粉末流聚焦处，即离焦量为0mm位置，使用标定板对图像同轴采集装置进行对焦；
(2)由位移装置控制激光头与基板之间的距离或激光头与已加工部分的相对距离，分别取离焦量为-7、-6、-5、-4、-3、-2、-1、0、1、2、3、4、5、6和7mm，在基板上进行增材打印，通过图像同轴采集单元进行熔池图像的采集，采集帧率范围为50～500fps；
(3)图像处理单元对所采集的熔池视觉图像进行预处理，包括ROI区域提取、滤波降噪处理以及熔池轮廓特征提取；所述ROI区域提取为只截取图像识别所需的熔池区域，避...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘伟嵬，孙慧，唐梓珏，马琳杰，杨征宇，王奉涛，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：辽宁;21