[发明专利]一种用于送粉式增材制造设备的控制系统及控制方法

权利要求书

1.一种用于送粉式增材制造设备的控制系统，所述增材制造设备包括送粉机构、激光器以及送粉喷嘴，其特征在于：所述控制系统包括控制器、图像采集装置以及图像处理器，所述图像采集装置用于获取经喷嘴出料在所述激光器作用下形成的熔池图像；所述图像处理器对所述图像采集装置采集的熔池图像进行处理并得到熔池宽度；所述控制器根据所述处理器得到的熔池宽度与设定的熔池宽度进行比较，当图像处理器得到的熔池宽度大于设定的熔池宽度，则减小所述激光器的功率；当图像处理器得到的熔池宽度小于设定的熔池宽度，则增大所述激光器的功率，当激光器的功率调整到极限功率仍不能满足设定熔池宽度，则增加所述送粉机构的送粉量。

2.根据权利要求1所述的用于送粉式增材制造设备的控制系统，其特征在于：所述控制器包括比较模块、存储模块以及控制模块，所述存储模块存储所述同样大小的激光光斑下不同搭接率对应的熔池宽度的数据和同样大小的激光光斑下不同激光功率以及送粉量对应的熔池尺寸的数据；所述比较模块用于比较所述图像处理模块获取的熔池宽度和存储模块存储的熔池宽度；所述控制器根据比较模块的比较结果和存储模块存储的同样大小的激光光斑下不同激光功率以及送粉量对应的熔池尺寸的数据，控制所述激光器的输出功率和送粉机构的送粉量。

3.根据权利要求2所述的用于送粉式增材制造设备的控制系统，其特征在于：同样大小的激光光斑下不同搭接率与熔池宽度的对应关系为：λ= D/W,λ为搭接率、D为相同工艺参数下两个扫描道之间重叠部分的尺寸、W为同一工艺参数下单道熔池宽度。

4.根据权利要求3所述的用于送粉式增材制造设备的控制系统，其特征在于：所述图像处理器包括虑噪处理模块以及图像识别模块，所述虑噪处理模块对所述图像采集装置获取的熔池图像进行虑噪处理；所述图像识别模块根据虑噪处理的图像进行识别得到熔池宽度。

5.根据权利要求1、2、3或4所述的用于送粉式增材制造设备的控制系统，其特征在于：所述图像采集装置为摄像模块。

6.根据权利要求5所述的用于送粉式增材制造设备的控制系统，其特征在于：所述摄像模块带有滤镜保护，且摄像模块安装在送粉喷嘴上并进行实时监控。

7.根据权利要求1、2、3或4所述的用于送粉式增材制造设备的控制系统，其特征在于：所述控制器为工业控制计算机。

8.一种用于送粉式增材制造设备的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、实时获取激光作用在工件上的熔池图像；

步骤二、对步骤一获取的熔池图像进行处理得到实时熔池宽度；

步骤三、将步骤二得到的熔池宽度与设定的熔池宽度进行比较，根据比较结果首先调整激光器的输出功率，如果还没满足设定熔池宽度，则调整打印头的送粉量。

9.根据权利要求8所述的用于送粉式增材制造设备的控制方法，其特征在于：所述步骤三的具体方法为：将步骤二获取的当前熔池宽度与设定搭接率对应的熔宽宽度求差，当差值为负数时，根据熔池宽度与激光功率及送粉量相关的数据获取当前送粉量下的极限功率；若当前激光功率小于极限功率，则增大当前激光功率直到当前熔池尺寸达到设定的搭接率对应的熔池宽度；若激光功率达到极限功率，则增加送粉量来增大当前的熔池尺寸；当差值为正时，减小当前激光功率，直到当前熔池宽度达到设定的搭接率对应的熔池宽度。