电弧增材过程的沉积质量判断系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及一种电弧增材过程的沉积质量判断系统及方法。根据过程监控采集到的信号，对增材沉积质量进行判断，整体系统包括工控机、工业机器人、弧焊焊机、三通路采集卡、被动视觉传感模块等。其中工控机、机器人以及弧焊焊机相连接，构成电弧增材实验系统，被动视觉传感器则负责过程中熔池图像采集，采集卡与工控机相连，负责电流电压信号的采集。送丝电弧增材在沉积过程中，在进行除基层外的堆积时，容易出现熔池向两侧流淌的情况，从而导致焊道的塌陷，最终影响沉积成形质量。针对这种现象，本发明专利技术通过采集过程中的熔池图像以及电流电压信号，对图像进行处理并提取熔池图像特征以及电流电压特征，建立深度学习分类模型，对堆焊沉积情况做分类判断，判断结果良好，有较高准确率。该方法对提高电弧增材成品率有很大帮助，对送丝电弧增材过程控制有着重要意义。对送丝电弧增材过程控制有着重要意义。对送丝电弧增材过程控制有着重要意义。

【技术实现步骤摘要】
电弧增材过程的沉积质量判断系统及方法


[0001]本专利技术涉及一种电弧增材过程的沉积质量判断系统及方法。

技术介绍

[0002]电弧增材制造(WAAM)是一种重要的金属3D打印方式，是先进制造领域的一项新兴技术。根据热源的不同，金属增材可分为激光、电子束、电弧三种；而根据原材料的选取的不同，又可以被分为送丝与送粉两种；其中，电弧增材便是以电弧作为热源，以焊丝作为原材料的金属增材方式，比起其他的增材方式来说，具有成本低，沉积速度快，适用于大型结构件的优点，目前对其的研究正如火如荼的开展；尽管针对WAAM的研究正快速增长，但在实际的生产过程中仍然存在不少问题与挑战；目前，电弧增材制造缺乏必要的过程监控手段，所以无法在线获取实时的沉积情况，只能通过焊后的轮廓扫描仪或者激光点云的手段来判断堆焊是否成功，无法采集过程信息，更无法对出现塌陷缺陷的焊道做出在线反馈调控。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是提供一种电弧增材过程的沉积质量判断系统及方法，以填补现有技术的空缺，针对WAAM缺乏过程监控手段，提供了一种WAAM堆焊在线信号本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电弧增材过程的沉积质量判断系统，其特征在于，包括：FANUC焊接机器人、机器人控制柜、焊枪、焊接保护气体、送丝机和工控机；与所述工控机连接焊前规划以及参数设定模块，工控机通过电弧增材切片与路径规划软件对焊前规划以及参数设定模块，进行轨迹的设定并通过福尼斯焊机进行参数的预设定。与所述工控机连接的信号采集卡，信号采集卡与过程信号采集模块连接；与信号采集卡相连接信息处理模块，用于处理多种原始信息，得到焊接过程中的熔池特征信息；与工控机连接焊后形貌测定以及反馈控制模块，用于单层增材完成后，通过主动视觉传感器采集激光结构光得到成型件的三维点云数据，并基于三维点云数据反馈调控下一层起弧位置；与信号采集卡以及信息处理模块相连接的沉积质量预测模块，用于根据特征信息得到增材沉积质量分类。2.如权利要求1所述的电弧增材过程的沉积质量判断系统，其特征在于，所述过程信号采集模块包括：被动视觉传感器、主动视觉传感器、激光发射器和霍尔传感器。3.如权利要求2所述的电弧增材过程的沉积质量判断系统，其特征在于，所述霍尔传感器，用于采集电弧增材过程中的电信号。4.如权利要求1所述的电弧增材过程的沉积质量判断系统，其特征在于，所述视觉传感器，用于采集电弧增材过程中的熔池图像。5.如权利要求1所述的电弧增材过程的沉积质量判断系统，其特征在于，所述多种原始信息包括：熔池图像和电流电压信号。6.如权利要求1所述的电弧增材过程的沉积质量判断系统，其特征在于，所述熔池特征信息包括：熔池的熔宽、熔长、熔池面积、灰度直方图、熔池轮廓、电流电压真实值和电流电压有效值。7.如权利要求1所述的电弧增材过程的沉积质量判断系统，其特征在于，所述信息处理模块为深度学习目标分割网络，用于从原始熔池图像中提取熔池特征信息。8.如权利要求7所...

【专利技术属性】
技术研发人员：许燕玲，闫俊达，陈善本，陈华斌，张华军，侯震，郑洵智，蒋浩强，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：