高速攝像機(jī)應(yīng)用---焊接與增材制造

激光焊接在焊接質(zhì)量和效率等各方面都具有明顯優(yōu)勢(shì)。由于激光束的光斑直徑較小，使得激光束準(zhǔn)確對(duì)中焊縫成為實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量焊接的前提。因此，準(zhǔn)確跟蹤焊縫是激光焊接的關(guān)鍵所在。機(jī)器視覺檢測(cè)是焊縫跟蹤的主要方法之一， 通過高速攝像機(jī)拍攝動(dòng)態(tài)熔池圖像序列，獲取熔池特征參數(shù)，分析焊縫路徑偏差與熔池特征參數(shù)之間的內(nèi)在規(guī)律，建立焊縫路徑與激光束偏差實(shí)時(shí)測(cè)量的視覺模型。然后輸出調(diào)整量給機(jī)器人控制器,控制機(jī)械手指引焊槍運(yùn)行,實(shí)現(xiàn)自動(dòng)跟蹤。

增材制造（Additive Manufacturing，AM）俗稱3D打印，融合了計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、材料加工與成型技術(shù)、以數(shù)字模型文件為基礎(chǔ)，通過軟件與數(shù)控系統(tǒng)將專用的金屬材料、非金屬材料以及醫(yī)用生物材料，按照擠壓、燒結(jié)、熔融、光固化、噴射等方式逐層堆積，制造出實(shí)體物品的制造技術(shù)。相對(duì)于傳統(tǒng)的、對(duì)原材料去除－切削、組裝的加工模式不同，是一種“自下而上”通過材料累加的制造方法，從無到有。這使得過去受到傳統(tǒng)制造方式的約束，而無法實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜結(jié)構(gòu)件制造變?yōu)榭赡堋?/span>

激光金屬增材制造通過金屬材料快速熔化、凝固并逐層堆積的方式實(shí)現(xiàn)金屬零件的近凈成形。成形過程中 溫度梯度大，在零件內(nèi)產(chǎn)生熱應(yīng)力和熱變形，導(dǎo)致冶金缺陷以及顯微組織性能退化，因此溫度場(chǎng)檢測(cè)、分 析 與 控 制 一直是金屬增材制造的關(guān)鍵問題。為此，綜述了國內(nèi)外增材制造溫度場(chǎng)的有限元仿真分析，基于紅外熱像儀和高 溫計(jì)等儀器的成形表面、熔池溫度在線檢測(cè)分析，成形溫度閉環(huán)控制與基板預(yù)熱控制等方面的研究進(jìn)展，比較了現(xiàn)有的增材制造溫度場(chǎng)檢測(cè)、分析與控制技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)，并分析了未來的發(fā)展趨勢(shì)