基于激光传感器的电弧增材制造形貌检测与控制研究

摘要

电弧增材制造技术以电弧为热源,通过逐层熔积的方式制造实体零件.当前对电弧增材制造技术的研究主要集中在工艺参数和成形件组织、力学性能上,通过工艺参数的优化改善最终零件的力学性能,在成形件尺寸精度和表面质量控制上的研究较少.本文为了提高成型过程中的尺寸精度和表面质量,设计了基于线激光的三维检测系统,可以在线实时获取焊道表层熔积形貌图形,通过高斯滤波、边缘提取,得到焊道三维信息模型,进而优化熔积轨迹,同时复合铣削工艺,以提升成型过程中的尺寸精度和表面质量.研究表明,通过实时扫描上一道焊道边缘,进行搭接率优化,可以很好的避免轨迹偏移造成的误差累计效应,提升搭接层面的均匀性和稳定性;通过扫描整个熔积层表面三维信息,对于高度异常的区域复合铣削工艺,可以保证下一层熔积时基面的平整度,解决了因表面高度不平造成的电弧不稳的问题,达到控制表层精度的目的.