专利汇可以提供一种激光熔覆离焦量在线监测与负反馈状态识别方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种 激光熔覆 离焦量在线监测与 负反馈 状态识别方法,该方法所用的激光熔覆离焦量在线监测与负反馈状态识别系统,在原有激光熔覆及其在线监测系统的 基础 上增加了图像在线处理单元、离焦量在线监测单元和负反馈状态在线识别单元。图像在线处理单元包括灰度处理模 块 、图像滤波降噪模块和视觉特征提取模块;离焦量在线监测单元可根据图像在线处理单元的数据,在线得出离焦量值;负反馈状态在线识别单元可根据图像在线处理单元的数据,对激光熔覆层高度的负反馈自优化状态进行识别判断。该激光熔覆离焦量在线监测与负反馈状态识别方法通过图像的标定、采集、预处理、预实验和计算等实现了激光熔覆离焦量与负反馈状态的快速可靠监测。,下面是一种激光熔覆离焦量在线监测与负反馈状态识别方法专利的具体信息内容。
1.一种激光熔覆离焦量在线监测与负反馈状态识别方法,其特征在于,该方法所用的激光熔覆离焦量在线监测与负反馈状态识别系统,在原有激光熔覆及其在线监测系统的基础上增加图像在线处理单元、离焦量在线监测单元和熔覆状态在线识别单元;原有激光熔覆及其在线监测系统包含激光器、激光头、位移装置、材料进给装置、图像旁轴采集单元;
所述的图像在线处理单元包括灰度处理模块、图像滤波降噪模块和视觉特征提取模块;
所述的离焦量在线监测单元,根据图像在线处理单元的数据,在线得出离焦量值;
所述的负反馈状态在线识别单元,根据图像在线处理单元的数据,对激光熔覆层高度的负反馈自优化状态进行识别判断;
步骤如下:
(1)将图像旁轴采集单元的两个工业相机相互呈90°放置于同一水平,且视野范围覆盖熔池与粉末飞溅特征的合适位置,通过标定板进行图像旁轴采集设备的对焦,并标定图像与实际尺寸的比例,同时校正相机与待熔覆面之间的角度所带来的误差,综合得到图像像素值与实际尺寸的比例为n:1;
(2)激光头与基体的相对位移或与熔覆层的相对位移均由位移装置控制,在基体或已熔覆层上进行熔覆加工,通过图像旁轴采集单元实时采集粉末飞溅图像,采集帧率范围为5~200fps;
(3)图像在线处理单元对采集到的图像进行预处理,包括灰度处理、图像滤波降噪、飞溅范围高度特征提取和飞溅范围宽度特征提取,处理速度为5~200ms;
粉末飞溅范围高度特征提取获得在基体或熔覆层反冲作用下粉末飞溅的最大高度像素值L1;
粉末飞溅范围宽度特征提取获得在基体或熔覆层反冲作用下粉末飞溅的最远距离像素值L2;
粉末飞溅与熔池面积特征提取获得激光熔覆过程中熔池与粉末飞溅的高灰度区域面积像素值S;
(4)根据步骤(1)中的标定比例n:1以及步骤(3)图像在线处理单元对特征图像的处理,采集所需不同基体结构、熔覆层轮廓或离焦量下,激光熔覆过程中粉末飞溅的实际最大高度 和实际最远距离 以及粉末飞溅与熔池高灰度区域的实际面积 建立
实时离焦量D与l1、l2和s的关系模型D=f(l1,l2,s),l1,l2,s∈R+;
(5)根据步骤(4)中粉末飞溅与熔池相关的实际最大高度l1、实际最远距离l2和实际面积s,确定激光熔覆多层堆积加工实现负反馈自优化状态时的l1、l2和s范围,进而以此实现负反馈状态的在线识别。
2.根据权利要求1所述的激光熔覆离焦量在线监测与负反馈状态识别方法,其特征在于,所述的灰度处理是使原图像灰度直方图中的灰度分布范围至少压缩至原图像的1/2。
3.根据权利要求1或2所述的激光熔覆离焦量在线监测与负反馈状态识别方法,其特征在于,所述的图像滤波降噪是去除激光束与粉末之间因散射作用所造成的干扰,去除粉末飞溅中像素值小于3的粉末飞溅。
4.根据权利要求1或2所述的激光熔覆离焦量在线监测与负反馈状态识别方法,其特征在于,所述激光器包括半导体激光器或Nd:YAG激光器,激光器与激光头的连接方式为光纤连接。
5.根据权利要求3所述的激光熔覆离焦量在线监测与负反馈状态识别方法,其特征在于,所述激光器包括半导体激光器或Nd:YAG激光器,激光器与激光头的连接方式为光纤连接。
6.根据权利要求5所述的激光熔覆离焦量在线监测与负反馈状态识别方法,其特征在于,所述的材料进给装置为送粉装置。
7.根据权利要求1、2、5或6所述的激光熔覆离焦量在线监测与负反馈状态识别方法,其特征在于,所述的位移装置包括数控机床或机器人。
8.根据权利要求3所述的激光熔覆离焦量在线监测与负反馈状态识别方法,其特征在于,所述的位移装置包括数控机床或机器人。
9.根据权利要求1、2、5、6或8所述的激光熔覆离焦量在线监测与负反馈状态识别方法,其特征在于,所述图像旁轴采集单元包含两个工业相机、滤光片和镜头,镜头和相机可以清晰获取每一个时刻的激光熔覆粉末飞溅和熔池图像,滤光片滤除强光及干扰光。
10.根据权利要求7所述的激光熔覆离焦量在线监测与负反馈状态识别方法,其特征在于,所述图像旁轴采集单元包含两个工业相机、滤光片和镜头,镜头和相机可以清晰获取每一个时刻的激光熔覆粉末飞溅和熔池图像,滤光片滤除强光及干扰光。
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