【技术实现步骤摘要】
基于弱弧光特征提取的GTA熔丝增材制造过程稳态判定方法
本专利技术属于电弧熔丝增材制造
，具体涉及一种基于弱弧光特征提取的GTA熔丝增材制造过程稳态判定方法。
技术介绍
GTA熔丝增材制造是基于离散-堆积原理，利用钨极产生的电弧为热源融化填充丝材，根据三维模型进行路径规划，逐层堆叠成形金属构件的先进制造技术，该技术具有丝材利用率高、沉积效率高、成形件致密性高等优点，在钛合金、不锈钢、高强钢等金属件制造中均有广泛应用。在GTA熔丝增材制造中，每堆积一层，GTA枪抬高一个分层切片的高度，理想状态下堆积层高度与分层切片高度应保持一致，但随着层数的增多，散热条件越来越差，熔池受表面张力作用小，成形件在堆积过程中难以保持每层层高的稳定。若堆积层层高过小，易引起电弧的飘移，电弧能量不集中；若堆积层层高过大，钨极易与堆积层接触，发生短路，电弧熄灭，损坏钨极，这两种情况都会造成GTA熔丝增材制造过程稳定性差，最终导致成形效果差，甚至无法成形。因此，有必要提出一种GTA熔丝增材制造过程稳态判定方法。关于GTA熔丝增材制造...
【技术保护点】
1.一种基于弱弧光特征提取的GTA熔丝增材制造过程稳态判定方法，，其特征在于，过程稳态是通过电弧弧长表征的，包括以下步骤：/n步骤一：将视觉传感器固定在GTA枪上，使视觉传感器垂直于GTA轴线与堆积路径方向所构成的平面并正对钨极；/n步骤二：启动视觉传感器，采集图像，对图像进行标定，标定比例因子记为l；/n步骤三：将GTA枪调节至基板上方，开启GTA电源，采集图像，同时调节视觉传感器的光圈，直至图像中电弧区域像素灰度值处于100～210时，定义此时电弧弧光为弱弧光，固定光圈，采集当前时刻图像；/n步骤四：在采集的图像中确定钨极直径所占像素d和钨极尖端的位置P(m,n)，其中...
【技术特征摘要】
1.一种基于弱弧光特征提取的GTA熔丝增材制造过程稳态判定方法，，其特征在于，过程稳态是通过电弧弧长表征的，包括以下步骤：
步骤一：将视觉传感器固定在GTA枪上，使视觉传感器垂直于GTA轴线与堆积路径方向所构成的平面并正对钨极；
步骤二：启动视觉传感器，采集图像，对图像进行标定，标定比例因子记为l；
步骤三：将GTA枪调节至基板上方，开启GTA电源，采集图像，同时调节视觉传感器的光圈，直至图像中电弧区域像素灰度值处于100～210时，定义此时电弧弧光为弱弧光，固定光圈，采集当前时刻图像；
步骤四：在采集的图像中确定钨极直径所占像素d和钨极尖端的位置P(m,n)，其中，m为行坐标，n为列坐标，以点A(m+id,n)、点B(m+id,n-gd)、点C(m+kd,n-gd)、点D(m+kd,n)围成的矩形ABCD为图像处理区域，记为区域E；
步骤五：开发图像处理算法，对区域E处理，具体步骤如下：
(1)采用高斯滤波对区域E进行处理，其函数定义式为
其中，σ为高斯半径，x为行坐标，y为列坐标；
(2)采用大津法对区域E进行阈值分割处理，其表达式为
δ2(θ)＝w0(μ0-μ)2+w1(μ1-μ)2
大津法是按区域E的灰度特性,将区域E分成背景和弱弧光两部分；其中，w0为弱弧光像素点数占区域E的比例，μ0为弱弧光像素点的平均灰度，w1为背景像素点数占区域E的比例，μ1为背景像素点的平均灰度，μ＝w0μ0+w1μ1为区域E总平均灰度；
(3)采用Sobel算子对区域E进行边缘提取，Sobel算子有针对像素点横纵的两个梯度模板
(4)以点A(m+id,n)为起点，垂直向下遍历到灰度值为255的像素点时，停止遍历并保存该像素点H0(x0,y0)，其中x0为行坐标，y0为列坐标；以(m+id,n-1)为起点，垂直向下遍历，当遍历到灰度值为255的像素点时，停止遍历并保存该像素点H1(x1,y1)；重复以上步骤，直至以(m+id,n-u)为起点，其中第...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨东青，熊俊，施孟含，王克鸿，彭勇，王小伟，黄勇，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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