导读:本文包含了激光熔样系统论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:熔池监测系统,彩色CCD比色测温,图像处理,熔池尺寸
激光熔样系统论文文献综述
冯志杰[1]（2019）在《盾构关重件激光熔覆精准再制造熔池监测系统研究》一文中研究指出盾构机是近十年来我国逐步形成的具有自主知识产权的“大国重器”,在国家重大地下隧道工程施工、煤炭开采以及新近开展的“川藏线建设”中发挥了不可取代的作用。其关重件(刀盘、主驱动)的可靠运行是盾构行业健康、快速、可持续发展的重要保障。激光熔覆再制造是基于激光沉积技术原理,实现零部件损伤部位尺寸恢复和零部件性能提升的重要手段。目前,利用激光熔覆技术对精度要求较高的产品进行成形时,通常采用实验优化工艺参数以及路径规划的方式来完成。但是在激光熔覆沉积成形过程中,由于热堆积作用引起的热输入量难以控制,从而导致实际成形精度难以满足预期的成形精度,这种不可控性在多层曲面再制造成形过程中尤为明显。因此,在激光熔覆沉积过程中,对激光熔覆熔池的温度以及形状进行监测是实现精准再制造的关键,也是引领激光熔覆再制造技术“跨代式”发展的保障。本文针对上述问题,围绕盾构关重件激光熔覆精准再制造成形问题,构建了基于彩色CCD相机的熔池实时监测系统平台,利用圆形光斑的光纤激光器,以Fe-Cr-B球形合金粉末进行熔覆实验,通过获得的熔池温度、尺寸数据,建立了激光熔覆工艺参数与熔池温度、形状之间的相关性。主要研究内容如下:(1)研究了高温辐射体的图像处理算法。对监测过程中存在的镜头畸变和图像畸变进行了校正,在此基础上,对熔池图像的实际尺寸进行了标定。采用中值滤波加维纳滤波相结合的图像预处理方法降低了熔覆过程中的噪声和干扰。进一步通过温度阈值分割方法提高了图像分割的速度,采最后,基于先闭操作后开操作的形态学处理方法减小了分割后图像存在游离点和空穴的干扰。(2)研究了彩色CCD测温技术。通过分析彩色CCD比色测温原理,在黑体炉标定实验分析的基础上,提出了基于激光熔覆熔池表征的分温度段比色测温方法。获得了校正响应带宽系数的温度计算模型和多项式拟合的温度计算模型,确定了不同温度段的温度计算模型,实现了全温度段测温绝对误差低于3.5℃。(3)开发了盾构关重件激光熔覆熔池监测系统。利用彩色CCD相机及相应的光学系统、实验设备搭建熔池监测系统的硬件平台,利用LabVIEW编程软件和Opencv视觉库构建系统的软件平台。通过应用高温辐射体的图像处理算法和彩色CCD测温技术,实现了激光熔覆熔池形状、温度信号的获取。(4)研究了激光熔覆工艺参数对熔池形状和温度的影响。建立了激光熔覆熔池温度、形状表征方法。结果表明:在盾构关重件激光精密再制造系统开发中,优先考虑选用熔池宽度作为输入量进行控制更为合适。(本文来源于《中国矿业大学》期刊2019-05-28）
赵凯,赵维刚,李鹏,杨萍[2]（2019）在《应用S7-1500的激光熔覆成形装备控制系统设计》一文中研究指出航天航空等领域存在对大型复杂金属结构件短周期、高性能直接制造与柔性化修复的迫切需求,而激光熔覆成形技术是满足这一需求的有效途径。基于S7-1500控制器,进行了大型构件柔性化激光熔覆成形装备控制系统的设计。该系统利用PROFINET通信方式实现对大功率激光器、机器人等关键部件工艺参数的监测与调节;选用TIA博途编程软件实现硬件组态和人机交互界面等软件设计;同时采用多种传感器和闭环调节方式对工作环境进行控制,从而保证零件的成形质量。基于以上研究,设计出了能够满足大型复杂金属构件激光熔覆成形装备要求的中央控制系统。(本文来源于《机械设计与制造》期刊2019年03期）
张雨新,于洁,王震生,冷更新[3]（2019）在《基于PLC的激光熔覆机自动控制系统设计》一文中研究指出对柱形工件外表面凹槽进行激光熔覆加工,为了提高生产效率、节省工时,将人从简单重复的体力劳动中解放出来,设计了一套全自动激光熔覆机,以S7-1200PLC为主控单元,选用伺服进给系统实现对激光器的精度定位,选用伺服旋转机构实现工件熔覆轨迹的精确控制,选择气压传动系统实现工件搬运、夹紧、转位等控制,实现了从待加工工件到工件加工完成全过程的自动控制。该系统设计方案合理、设备成本低、稳定性好、控制精度高、效率高,具有推广价值。(本文来源于《机械与电子》期刊2019年02期）
董萌萌,李涛,郭燕春,吴祖鹏,唐梓珏[4]（2018）在《激光熔覆系统能耗建模分析方法研究》一文中研究指出针对增材制造过程耗能机理复杂和能耗难以预测的问题,开展激光熔覆系统能耗建模分析方法的研究.根据激光熔覆系统的工作原理及能耗特性,将其分为激光发生器系统、冷却系统、机械臂控制柜、送粉系统以及辅助系统等5部分,通过理论分析和实验规律研究得到各部分能耗模型及系统整机能耗模型.最后通过316L不锈钢试件的激光熔覆实验对能耗模型和比能耗进行分析,结果表明,能耗和比能耗的预测结果与实验测量结果误差分别为1.37%和2.17%,从而验证了模型的准确性和有效性.该模型可用于激光熔覆系统能耗预测、工艺路线改善,实现绿色发展等,所提方法也可为其他增材制造技术相关能耗研究提供参考.(本文来源于《大连理工大学学报》期刊2018年03期）
董萌萌[5]（2018）在《激光熔覆系统能耗模型与节能节材方法研究》一文中研究指出制造业的飞速发展带给人类巨大财富和生活便利,但同时也消耗了大量资源,并导致严重的生态环境问题,如何平衡经济利益与环境资源的关系成为当今国内外学者关注的热点话题。因此制造过程的环境特性分析成为实现可持续制造的重中之重,增材制造技术的出现为制造业开辟了新的发展方向,但低生产率、高能耗的生产特点对其发展有诸多限制。针对目前增材制造过程环境特性机理尚不明确,理论体系尚不健全,缺乏完善的能耗、物耗预测模型等现状,本文在国家自然科学基金项目“不确定环境下再制造系统能效提升与生态友好机制研究”(编号51775086)的资助下,对激光熔覆这一典型增材技术的环境特性展开详细的研究,具体工作概况如下:搭建了激光熔覆系统电能耗监测平台,将整个激光熔覆系统分为激光发生器、冷却系统、机械臂控制柜、送粉系统以及辅助系统等五个子系统,通过实验检测和数据拟合,分别对各子系统进行能耗建模,从而得到激光熔覆系统整机参数化能耗模型,并通过熔覆20层316L不锈钢粉工艺验证了所建模型的正确性,得到的相关数据补充了美国麻省理工大学Gutowski教授已建立的比能图谱;通过实验设计(DOE)方法研究激光功率、扫描速度、送粉速率以及主轴提升量四个工艺参数与粉末利用率这一重要物耗指标的关系,借助MINITAB分析软件进行粉末利用率关于工艺参数的数学分析,从而得到激光熔覆工艺的粉末利用率参数模型,并对模型的合适性进行了全面科学的分析,并对工艺参数的影响规律进行了详尽的探讨,随后运用九组正交实验验证了参数模型预测粉末利用率的有效性;最后,在激光熔覆系统整机参数化能耗模型、粉末利用率参数模型以及工艺参数对物耗的影响规律分析的基础上,进行激光熔覆过程节能节材方法的研究。基于能耗模型和粉末利用率参数模型建立激光熔覆过程的比能耗模型,并给出了已知工艺参数下相应熔覆过程能耗的矩阵计算形式以及定义了生产率的计算公式,进而以四个工艺参数为优化对象,通过响应曲面法对粉末利用率、比能耗以及生产率叁个节能衡量标准进行了多目标优化,实验验证参数的优化并未破坏熔覆试件的表面质量,并确定了可以实现较好目标的工艺参数的取值范围,对于工艺方案的制定与选择具有参考价值。本文的研究深化了研究人员对激光熔覆技术环境特性的认识,为节能减排以及其他增材制造技术的相关环境特性的研究提供了方法参考以及数据支持。(本文来源于《大连理工大学》期刊2018-05-01）
莫云骏[6]（2017）在《基于QT的激光切割排样系统研究实现》一文中研究指出排样系统广泛使用于计算机辅助智能制造,过往排样系统实现研究中,存在主要研究不足为:研究者大多将CAD软件与排样系统分离使用,或通过第叁方类库读取CAD文件作排样算法结果简单演示,CAD模块到排样功能无法做到一体化操作。但在实际应用过程中二者是功能对接的,排样系统依赖CAD模块的读取编辑等功能显示排样效果,最终进入CAM加工切割环节。目前国内外成熟的排样软件统一支持CAD/CAM系统一体化。论文基于开源框架进行二次开发,研究实现拥有完整CAD模块功能的排样系统,解决传统排样系统研究中系统功能简陋单一,无法满足完整排样系统流程的问题。论文通过对DXF格式数据及图元数据结构分析,深入分析了零件从CAD文件存取,排样系统中的数据转化处理难题,梳理预处理环节的原因及必要,对排样零件预处理的两个环节进行了讨论和研究,提出了零件提取特征信息的解决思路,提出在排样系统中通过包络矩形实现碰撞检测的实现方案。其次,论文基于开源框架具体情况,分析出了框架的实现技术及设计模式等技术对接标准,对排样算法进行探索筛选结合系统实现,实现了对接完整CAD模块功能的排样系统,并设计后续开发扩展CAM功能。(本文来源于《广西大学》期刊2017-12-01）
宁楠[7]（2017）在《激光熔覆实验平台控制系统设计》一文中研究指出激光熔覆技术具有成形组织细小、成形零件性能优良等优点,在复杂零件制造、航空航天、霍件修复、武器和医疗器械制造等领域具有广阔的应用前景,提高激光熔覆伺服系统的控制精度,保证激光熔覆产品的成形质量,使激光熔覆技术在材料成形和机械制造等领域得到更好的应用成为研究热点。本文以激光熔覆实验平台为依托,通过伺服控制系统的优化实现对激光熔覆工艺过程的精确控制展开研究,主要工作如下:(1)分析PID控制、模糊控制以及模糊PID控制方法的特点,根据激光熔覆实验平台的技术特点提出伺服控制要求,在MATLAB的Simulink环境下对比模糊PID控制和PID控制的运动控制效果,完成交流伺服电机控制系统仿真和系统性能分析。(2)进行控制系统总体方案设计、交流伺服电机选型、驱动器选型、运动控制卡选型和PC机选型,完成驱动板和控控制板的硬件设计,拱建激光熔覆实验平台搭建并进行通讯连接。(3)进行交流伺服控制系统软件总体结构设计,运用VC++6.0软件完成控制系统软件设计,主要为上位机控制界面设计,下位机运动控制程序编写.(4)进行控制系统软硬件运行调试和激光熔覆实验,实验表明,模糊PID控制算法的运动控制精度高于PID和模糊控制。(本文来源于《西安科技大学》期刊2017-06-01）
刘博[8]（2017）在《激光熔丝增材制造熔滴过渡状态的电磁振动检测方法及原型系统研究》一文中研究指出激光熔丝增材制造技术由于具有材料利用率高、焊接性能良好等优点,在航空航天、大型船舶、汽车、电气、生物医学等领域有着很大应用前景。然而,在应用时,也存在着成形过程不易精确控制,成形件质量不易保证等问题。研究表明,熔滴过渡状态与成形件质量有着直接关系,但是传统的检测方法均有很大局限性,比如:CCD图像检测难以消除烟、飞溅影响,声信号频率范围广、无标识性、杂波较多,工作量很大,热信号检测熔池形貌难以清晰,计算的形貌尺寸难以准确,电信号难以调节等。故本文针对问题,以熔滴过渡状态为对象,形成了一种基于电磁振动原理检测方法及原理,并依据该原理及方法设计电磁振动原型检测系统,同时进行了实验研究。所取得结果如下:(1)首先,提出了一种适用于增材制造熔滴过渡状态的电磁振动检测方法,并对电磁振动原理在增材制造中应用进行详细研究。(2)其次,基于电磁振动原理,提出了原型检测系统总体框架,确定了原型系统关键组成部件:电磁振动传感激励模块、振动加速度传感模块、电荷-电压转换模块、信号采集发射集成式模块,确定了原型系统模型结构,为模块设计提供了依据。(3)基于原型检测系统总体框架,通过考虑环境温度影响与性能研究,确定功能部件材质及尺寸,完成电磁振动传感激励模块多组设计;通过对电荷电压信号转换模块电路研究分析,基于模块稳定性考虑,采用LP2904型号运算放大器等主要元器件,完成转换模块的设计;为保证其在高温下工作及微弱信号充分接收,选用了PCB357B03型号振动加速度传感模块;通过对集成式模块中的发射和采集电路研究分析,确定发射及采集中主要元器件,完成集成式模块的设计。(4)通过对电磁振动原型检测系统进行实验检测,确定了多组电磁振动传感激励模块中性能最优模块,同时验证了碳钢焊丝上电磁振动激励和基板上接收的可行性,为后续电磁振动原型检测系统的实际应用提供了可能。(5)最后,开展激光熔丝增材制造过渡状态检测实验研究,结果表明该原型系统可以初步用来检测并判别熔滴过渡状态,为后续的原型系统功能优化提供了条件。(本文来源于《华中科技大学》期刊2017-05-01）
赵衍[9]（2017）在《低真空激光熔覆沉积系统设计及强制水冷对TC4合金熔覆组织影响的研究》一文中研究指出钛合金高的比强度、优异的耐腐蚀性、良好的耐热性使其广泛应用于航空、航天、船舶等领域。但是,钛合金高温下会与氧气剧烈反应,需要为激光熔覆沉积成形过程提供惰性气体保护。本文设计了一套适用于TC4合金粉末激光熔覆成形的真空系统,基于此系统采用数值模拟与实验相结合的方法研究了基板强制水冷对成形件组织的影响。首先,设计了一种低真空成形环境并完成系统搭建,开发了一款LCD成形软件,实现叁维平台的自动化控制,为TC4合金粉末的激光熔覆沉积成形提供一套成形平台。然后,分别采用正交实验法、单因素变量成形实验法对TC4合金粉末进行了激光单道、多道成形工艺实验研究,得到优化的工艺参数为:激光功率600 W,扫描速度5 mm/s,送粉速率4.3 g/min,搭接率为30%。利用最优的工艺参数,进行实体零件成形,并对其内部氧含量及拉伸性能进行了检测,检测结果为:真空室内成形件的内部氧含量比惰性气体保护下的成形件下降了48%;随着成形件氧含量的增加,抗拉强度和屈服强度得到提高,而延伸率降低了59.3%;不同气氛保护下的成形件抗拉强度相差不大,但均高出基体(910 MPa)35%左右,屈服强度均高出基体(850MPa)38%左右。说明实验用真空系统对成形件内部氧含量控制有效。最后,使用ANSYS有限元软件模拟了基板不同对流换热系数下TC4合金激光熔覆沉积过程中温度场变化。得出:从熔池底部到熔池顶部,温度梯度不断降低;对基板设置高的对流换热系数会增大熔池凝固时的温度梯度,熔池底部尤为显着,温度梯度方向有向平行于沉积方向转变的趋势,成形件内部的冷却速率也会增大。利用优化的工艺参数在真空系统中进行成形实验,研究基板强制水冷对成形件组织的影响。得出:TC4激光熔覆沉积试样组织为贯穿整个试样呈外延生长的粗大柱状晶。但对基板施加强制水冷后,成形件中沿垂直基板方向的β柱状晶能获得更大竞争优势而持续生长,因受到层间单道熔覆的影响,组织由魏氏组织变为网篮状组织。实验结果与模拟结果较为接近,为后续微观组织“控性”研究打下了良好的基础。(本文来源于《石家庄铁道大学》期刊2017-05-01）
刘国顺[10]（2015）在《激光熔覆中进给系统分析与实验研究》一文中研究指出随着激光快速成型的不断发展,其加工精度高,加工效率高,加工耗能低的技术特点也再不断地被提高。从激光立体成型的基本原理可以看出,激光立体成型的基础便是激光熔覆技术。在精密加工过程中,尤其是军工航天产品,研究进给系统的动态特性能够确保加工产品的表面质量。本文结合激光熔覆过程中的受热情况,对进给系统做了热特性分析,通过现实过程中的约束情况,做了自由模态和约束模态仿真分析,最后通过实验研究了进给系统的定位精度。(1)通过文献资料了解了激光熔覆加工过程中的外部环境的温度变化,根据传热学知识确定了进给系统的热边界条件,考虑了运动过程中摩擦热的移动过程,在ANSYS中使用的移动热源模拟实际过程中的摩擦热,结合外界温度环境的温升过程,激光热源和空气对流的影响,对导轨做了间接热—结构耦合分析,得出了在不同时刻下的温度场分布和热变形。(2)通过ANSYS对进给系统做了模态分析,在结合面间建立接触对,使直线导轨和滚珠、滑块和滚珠、滚珠丝杠和滚珠以及外螺母和滚珠之间建立了接触对,在不考虑任何约束和考虑实际中约束的情况下,分别做了自由模态和约束模态分析。(3)搭建了试验工作台,组件了基于PMAC的单轴控制系统,并且通过光栅尺对进给系统的定位精度做了测量,测量出每个定位点的定位误差,然后对伺服电机进行了 PID+前馈调节,保证了电机的动静态特性,对比了增益调节前后的定位误差。(本文来源于《东北大学》期刊2015-06-01）
激光熔样系统论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
航天航空等领域存在对大型复杂金属结构件短周期、高性能直接制造与柔性化修复的迫切需求,而激光熔覆成形技术是满足这一需求的有效途径。基于S7-1500控制器,进行了大型构件柔性化激光熔覆成形装备控制系统的设计。该系统利用PROFINET通信方式实现对大功率激光器、机器人等关键部件工艺参数的监测与调节;选用TIA博途编程软件实现硬件组态和人机交互界面等软件设计;同时采用多种传感器和闭环调节方式对工作环境进行控制,从而保证零件的成形质量。基于以上研究,设计出了能够满足大型复杂金属构件激光熔覆成形装备要求的中央控制系统。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
激光熔样系统论文参考文献
[1].冯志杰.盾构关重件激光熔覆精准再制造熔池监测系统研究[D].中国矿业大学.2019
[2].赵凯,赵维刚,李鹏,杨萍.应用S7-1500的激光熔覆成形装备控制系统设计[J].机械设计与制造.2019
[3].张雨新,于洁,王震生,冷更新.基于PLC的激光熔覆机自动控制系统设计[J].机械与电子.2019
[4].董萌萌,李涛,郭燕春,吴祖鹏,唐梓珏.激光熔覆系统能耗建模分析方法研究[J].大连理工大学学报.2018
[5].董萌萌.激光熔覆系统能耗模型与节能节材方法研究[D].大连理工大学.2018
[6].莫云骏.基于QT的激光切割排样系统研究实现[D].广西大学.2017
[7].宁楠.激光熔覆实验平台控制系统设计[D].西安科技大学.2017
[8].刘博.激光熔丝增材制造熔滴过渡状态的电磁振动检测方法及原型系统研究[D].华中科技大学.2017
[9].赵衍.低真空激光熔覆沉积系统设计及强制水冷对TC4合金熔覆组织影响的研究[D].石家庄铁道大学.2017
[10].刘国顺.激光熔覆中进给系统分析与实验研究[D].东北大学.2015