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基于多传感器融合的选择性激光熔融过程监控系统

发布时间: 2022-08-03

基本信息

合作方式: 技术转让
成果类型: 发明专利
行业领域:
高端装备制造产业,智能制造装备产业
成果介绍
本发明公开了一种基于多传感器融合的选择性激光熔融过程监控系统,属于增材制造领域,通过第一振动模块和第二振动模块分别完成对刮刀和成形基板的监测,红外热成像模块用于获取加工时的温度场,同轴高速相机模块实现对熔池状态的监测,旁轴工业相机模块获取粉末层以及零件加工表面的状态信息,监控模块根据振动信号、图像信号及温度信号进行熔融过程监控。通过本发明在选择性激光熔融过程中,实时获取熔池、粉末床、零件成形表面、刮刀及温度场的状态信息,通过多传感器融合的监测方式,能够精确的监测粉层表面状态以及成形过程中的气孔、球化、翘曲、飞溅等缺陷,实时监控选择性激光熔融过程对提高零件加工质量的稳定性和可靠性具有重要意义。
成果亮点
1、本发明采用第一振动模块、第二振动模块、红外热成像模块、同轴高速相机模块及旁轴工业相机模块分别获取振动信号、温度信号及图像信号的多传感器融合的方式,能够精确地监测零件成形过程中表面状态以及成形中的气孔、飞溅等,保证了监测数据的可靠性和稳定性; 2、本发明提出使用三向振动传感器采集铺粉装置-刮刀和成形平台的振动信号,对于研究选择性激光熔融技术中铺粉状态和成形平台移动状态对零件成形过程的影响提供了参考方向; 3、本发明提出的同轴高速相机安装方式可以很好地跟踪激光光斑的扫描轨迹,实现对熔池移动的跟拍,以及飞溅、羽流等微观缺陷都可被准确辨别; 4、本发明采用红外热成像相机对加工过程中温度场进行监测,温度场分布影响着粉末的熔化状态和熔池的凝固过程,因此获取到温度信息对于加工过程的监控起到了重要作用; 5、本发明提出的自适应控制模快能够实现与机床通信,获取机床加工参数,然后根据监测信号实时优化工艺参数,提高零件加工质量。
团队介绍
周奇;李京昌;曹龙超;胡杰翔;林泉;盛闽华;彭玉童 1990年12月出生,副教授,博士生导师。英国帝国理工访问学者,美国佐治亚理工联合培养博士,首批国防创新“引领基金”获得者, 入选中国科学技术协会-中国机械工程学会“第六届青年人才托举工程”、湖北省教育厅人才计划、华中科技大学“优秀青年教师培养计划”、“华中卓越学者”(晨星岗),获华中科技大学“学术新人奖”,美国航空航天学会(AIAA)高级会员,中国机械工程学会(CMES)高级会员,美国机械工程师学会(ASME)会员。迄今以第一/通讯作者在《AIAA Journal》、《Journal of Mechanical Design》等国际知名期刊发表SCI论文40余篇,含ESI高被引论文3篇,领域前沿论文3篇;出版中英文专著各1部、英文汇编1部;申请国家专利11项,软件著作权3项;担任《中国舰船研究》首届青年编委、《中国舰船研究》“数据驱动的舰船优化设计”专辑特约副主编,担任第七届国际系统建模与优化设计会议(ICSMO)分会场主席,第九届控制-机电一体化与自动化国际会议(ICCMA)分会场主席。
成果资料