基于视觉传感的铝合金电弧增材沉积层形貌动态响应

发布时间：2021-06-20 20:13

　　为了探究铝合金钨极惰性气体（TIG）焊电弧熔丝增材制造过程中工艺参数与沉积层形貌之间的映射关系及动态响应特性,采用减光片、滤光片和工业电荷耦合器（CCD）相机搭建堆积过程沉积层形貌图像实时采集系统,基于Halcon平台实现对沉积层特征尺寸（层宽和层高）的提取.以成形速度、成形电流和送丝速度3个工艺参数分别作为系统输入量,进行沉积层特征尺寸阶跃响应辨识及动态特性分析.研究表明,沉积层特征尺寸对电弧电流的响应速度最快,成形速度次之,送丝速度最慢;沉积层特征尺寸对成形速度阶跃的增益系数最大,送丝速度次之,成形电流最小;沉积层特征尺寸变化对工艺参数响应存在一定时滞性.综合考虑沉积层特征尺寸的响应速度和增益系数,在动态控制中应选择成形速度作为沉积层特征尺寸的主要工艺变量. 

【文章来源】：浙江大学学报(工学版). 2020,54(08)北大核心EICSCD

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【部分图文】：

脉冲方波交流波形图

TIG电弧增材制造工艺系统主要由电弧热源、送丝系统、运动控制系统和图像采集系统4个部分组成，如图2所示.实验所用焊接热源为奥地利Fronius公司MW3000型焊机，送丝系统包括送丝机和送丝位置调节机构，通过送丝位置调节机构可以分别调节送丝的高度、角度及左右位置.采用固高GTS-400运动控制卡加伺服驱动器实现伺服电机组的高精度运动控制.成形基板通过云母隔热板固定于三维运动平台上，三维运动平台在运动控制器的控制下按构件分层沉积路径以一定的速度作相应运动，通过连续的金属熔滴过渡、沉积、快速凝固实现逐层堆积成形.1.2 铝合金电弧增材图像采集系统

采用Delphi7.0进行铝合金TIG熔丝成形工艺控制软件开发，图像采集处理过程基于Halcon软件平台，由于所选型的德国Basler相机无对应的SDK(software development kit）文件包供调用，须通过中间介质文件.同时为了有效解决Windows操作系统中文件消息响应机制的问题，最终采取流文件的方式以TXT文件作为中间介质在Delph与Halcon这2个软件平台之间完成数据交互.图4 沉积层形貌及测量所得特征尺寸

【参考文献】：
期刊论文
[1]铝合金TIG焊变极性参数对阴极清理及钨极烧损的影响[J]. 柏久阳,林三宝,杨春利,陈彦宾,田志杰,高彦军,李延民.  焊接. 2015(05)



本文编号：3239854