基于彩色CCD的激光熔覆熔池温度闭环控制研究

作     者：孙华杰 石世宏 石拓 傅戈雁 陈磊 SUN Huajie;SHI Shihong;SHI Tuo;FU Geyan;CHEN Lei

作者机构：苏州大学机电工程学院苏州215021 西安交通大学机械工程学院西安710049 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(51675359) 

出 版 物：《激光技术》 (Laser Technology)

年 卷 期：2018年第42卷第6期

页      码：745-750页

摘      要：为了保持激光熔覆过程中熔池温度的相对稳定,采用比色测温与比例-积分-微分(PID)控制策略相结合的方法实现了熔池温度的闭环控制,搭建了一套基于双通道彩色CCD的激光熔覆成形熔池温度在线测控系统。将发射率ε纳入到待定系数K中,建立了灰度比值与K的对应关系,推导出了熔池温度的计算公式。基于Socket通信实现了温度在工控机与机器人控制器之间的信号传递,设计了基于激光功率变化的温度控制器算法。结果表明,此系统能实时准确地测量并控制熔池温度,控制精度在3%以内;将该系统运用于薄壁圆筒堆积成形实验中,能够有效消除激光熔覆成形过程中的温度累积效应;成形件底部与顶部外径仅相差0. 9mm,成形件各处显微组织差异较小,组织致密均匀。该控制方案具有实时性好、成本较低、便于集成应用等优点。

主 题 词：激光技术 比色测温 熔池温度 闭环控制 

学科分类：080901[080901] 0809[工学-计算机类] 08[工学] 080401[080401] 0804[工学-材料学] 0803[工学-仪器类] 

D　O　I：10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2018.06.004

馆 藏 号：203395253...