基于彩色CCD的激光熔覆熔池溫度閉環(huán)控制研究
摘要：為了保持激光熔覆過程中熔池溫度的相對穩(wěn)定,采用比色測溫與比例-積分-微分(PID)控制策略相結(jié)合的方法實現(xiàn)了熔池溫度的閉環(huán)控制,搭建了一套基于雙通道彩色CCD的激光熔覆成形熔池溫度在線測控系統(tǒng)。將發(fā)射率ε納入到待定系數(shù)K中,建立了灰度比值與K的對應關系,推導出了熔池溫度的計算公式。基于Socket通信實現(xiàn)了溫度在工控機與機器人控制器之間的信號傳遞,設計了基于激光功率變化的溫度控制器算法。結(jié)果表明,此系統(tǒng)能實時準確地測量并控制熔池溫度,控制精度在3%以內(nèi);將該系統(tǒng)運用于薄壁圓筒堆積成形實驗中,能夠有效消除激光熔覆成形過程中的溫度累積效應;成形件底部與頂部外徑僅相差0.9mm,成形件各處顯微組織差異較小,組織致密均勻。該控制方案具有實時性好、成本較低、便于集成應用等優(yōu)點。
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