CN110142407A - 一种增材制造的控制方法、装置、系统及存储介质 - Google Patents
一种增材制造的控制方法、装置、系统及存储介质 Download PDFInfo
- Publication number
- CN110142407A CN110142407A CN201910483113.4A CN201910483113A CN110142407A CN 110142407 A CN110142407 A CN 110142407A CN 201910483113 A CN201910483113 A CN 201910483113A CN 110142407 A CN110142407 A CN 110142407A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- switching node
- parameter
- machined parameters
- target
- processed
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 72
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 54
- 238000003860 storage Methods 0.000 title claims abstract description 10
- 239000000654 additive Substances 0.000 title abstract 4
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 title abstract 4
- 230000005672 electromagnetic field Effects 0.000 claims abstract description 46
- 230000005284 excitation Effects 0.000 claims abstract description 42
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims abstract description 20
- 238000003754 machining Methods 0.000 claims abstract description 16
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 15
- 230000008859 change Effects 0.000 claims abstract description 12
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 8
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 77
- 238000005253 cladding Methods 0.000 claims description 19
- 238000013507 mapping Methods 0.000 claims description 17
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 14
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 claims description 10
- 238000005086 pumping Methods 0.000 claims description 9
- 230000006870 function Effects 0.000 claims description 7
- 241000208340 Araliaceae Species 0.000 claims description 6
- 235000005035 Panax pseudoginseng ssp. pseudoginseng Nutrition 0.000 claims description 6
- 235000003140 Panax quinquefolius Nutrition 0.000 claims description 6
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 6
- 235000008434 ginseng Nutrition 0.000 claims description 6
- 230000009471 action Effects 0.000 claims description 3
- 230000005611 electricity Effects 0.000 claims description 3
- 230000007704 transition Effects 0.000 claims description 3
- 238000004590 computer program Methods 0.000 claims description 2
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 abstract description 16
- 239000002131 composite material Substances 0.000 abstract 4
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 6
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 4
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 4
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 2
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 2
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 2
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 2
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- NJPPVKZQTLUDBO-UHFFFAOYSA-N novaluron Chemical compound C1=C(Cl)C(OC(F)(F)C(OC(F)(F)F)F)=CC=C1NC(=O)NC(=O)C1=C(F)C=CC=C1F NJPPVKZQTLUDBO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 241000446313 Lamella Species 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 1
- 230000005674 electromagnetic induction Effects 0.000 description 1
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 1
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
- 239000013589 supplement Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F10/00—Additive manufacturing of workpieces or articles from metallic powder
- B22F10/20—Direct sintering or melting
- B22F10/25—Direct deposition of metal particles, e.g. direct metal deposition [DMD] or laser engineered net shaping [LENS]
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F10/00—Additive manufacturing of workpieces or articles from metallic powder
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F10/00—Additive manufacturing of workpieces or articles from metallic powder
- B22F10/30—Process control
- B22F10/36—Process control of energy beam parameters
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F12/00—Apparatus or devices specially adapted for additive manufacturing; Auxiliary means for additive manufacturing; Combinations of additive manufacturing apparatus or devices with other processing apparatus or devices
- B22F12/22—Driving means
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F12/00—Apparatus or devices specially adapted for additive manufacturing; Auxiliary means for additive manufacturing; Combinations of additive manufacturing apparatus or devices with other processing apparatus or devices
- B22F12/30—Platforms or substrates
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
- B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
- B33Y50/00—Data acquisition or data processing for additive manufacturing
- B33Y50/02—Data acquisition or data processing for additive manufacturing for controlling or regulating additive manufacturing processes
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F12/00—Apparatus or devices specially adapted for additive manufacturing; Auxiliary means for additive manufacturing; Combinations of additive manufacturing apparatus or devices with other processing apparatus or devices
- B22F12/50—Means for feeding of material, e.g. heads
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/25—Process efficiency
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Laser Beam Processing (AREA)
Abstract
本发明公开了一种增材制造的控制方法、装置、系统及存储介质。该增材制造的控制方法包括：获取待加工目标的加工参数转换节点；根据各个所述加工参数转换节点的性能需求，确定各个所述加工参数转换节点的复合激励参数，其中，所述复合激励参数包括激光激励参数、电磁场激励参数和振动平台激励参数；确定相邻的所述加工参数转换节点的复合激励参数的变化策略；根据各个所述加工参数转换节点的复合激励参数及所述变化策略生成控制指令，以使所述激光控制器、电磁场控制器以及振动平台控制器按照所述控制指令控制所述待加工目标的加工过程。本发明实施例的技术方案实现了增材制造微观组织的精准调控，调控自由度大。
Description
技术领域
本发明实施例涉及机械加工技术，尤其涉及一种增材制造的控制方法、装置、系统及存储介质。
背景技术
激光送粉熔覆技术作为一种增材制造技术，已经被广泛应用于金属零部件的制造领域。激光送粉熔覆技术与工业机械臂结合，利用高功率激光熔化并沉积同轴输送的金属粉末材料，逐道搭接熔覆形成片层，逐层堆叠形成三维构件。随着航空航天、核电、海洋和医疗等领域对高性能梯度功能构件的需求日益增加，采用激光送粉熔覆技术制造梯度组织材料具有很大的发展空间和应用价值。
实际激光送粉增材制造过程中，受构件形状变化、熔覆区域热累积和热循环等因素影响，熔池凝固组织与工艺参数的依赖具有不确定性，导致激光增材制造构件的微观组织及其力学性能难以实现微尺度精准调控和宏观上定制化分布。目前，通过在激光增材制造过程中加入振动、恒稳磁场、电场、耦合电-磁场等多种辅助控制方法，可在一定程度上调控激光熔池的凝固组织，但现有的辅助手段仍然难以满足激光熔池凝固组织微尺度上的精准化调控。
因此采用现有的激光增材制造工艺及辅助控制方法，在熔池凝固组织的局部精准调控和宏观上的定制化分布上依然面临着巨大的挑战。
发明内容
本发明提供一种增材制造的控制方法、装置、系统及存储介质，以实现增材制造系统的精准控制。
第一方面，本发明实施例提供了一种增材制造的控制方法，该增材制造的控制方法，包括：
获取待加工目标的加工参数转换节点；
根据各个所述加工参数转换节点的性能需求，确定各个所述加工参数转换节点的复合激励参数，其中，所述复合激励参数包括激光激励参数、电磁场激励参数和振动平台激励参数；
确定相邻的所述加工参数转换节点的复合激励参数的变化策略；
根据各个所述加工参数转换节点的复合激励参数及所述变化策略生成控制指令，以使所述激光控制器、电磁场控制器以及振动平台控制器按照所述控制指令控制所述待加工目标的加工过程。
第二方面，本发明实施例还提供了一种增材制造的控制装置，该增材制造的控制装置包括：
参数转换节点获取模块，用于获取待加工目标的加工参数转换节点；
复合激励参数确定模块，用于根据各个所述加工参数转换节点的性能需求，确定各个所述加工参数转换节点的复合激励参数，其中，所述复合激励参数包括激光激励参数、电磁场激励参数和振动平台激励参数；
变化策略确定模块，用于确定相邻的所述加工参数转换节点的复合激励参数的变化策略；
控制指令生成模块，用于根据所述各个所述加工参数转换节点的复合激励参数及各个所述加工参数转换节点的变化策略生成控制指令，以使增材制造系统中的激光控制器、电磁场控制器、振动平台控制器按照所述控制指令控制所述待加工目标的加工过程。
第三方面，本发明实施例还提供了一种增材制造系统，该增材制造系统包括：
激光器及激光控制器、振动平台及振动平台控制器、工作台、电磁场产生装置及电磁场控制器、机械臂、熔覆头、送粉器和增材制造控制模块，其中，所述激光器用于在所述激光控制器的控制下为所述熔覆头提供热源，所述振动平台用于在所述振动平台控制器的控制下带动所述工作台振动，所述电磁场产生装置用于在所述电磁场控制器的控制下为待加工目标提供电磁场，所述机械臂用于按照所述待加工目标的加工路径带动所述熔覆头移动，所述熔覆头将所述送粉器输送的粉末材料喷洒在所述工作台上，以在所述电磁场产生装置、所述激光器及所述振动平台的作用下形成功能构件，所述增材制造控制模块用于实现本发明任意实施例所提供的增材制造的控制方法。
第四方面，本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现本发明任意实施例所提供的增材制造的控制方法。
本发明实施例的技术方案，通过确定待加工目标的复合激励参数，再根据复合激励参数和加工路径确定动态调控策略，根据动态调控策略进行加工控制，实现了增材制造过程中的精准控制以及定制化控制，调控自由度大。
附图说明
图1是本发明实施例一中的一种增材制造的控制方法的流程图；
图2是本发明实施例二中的一种增材制造的控制方法的流程图；
图3是本发明实施例三中的一种增材制造的控制装置的结构示意图；
图4是本发明实施例四中的一种增材制造系统的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
采用激光送粉熔覆技术的增材制造系统，通常包括：计算机、激光器及激光控制器、振动平台及振动平台控制器、电磁场产生装置及其可编程交流电源、工作台、机械臂、基座、熔覆头和送粉器。其中，振动平台一般固定于地面上或与地面水平的面上，振动平台包括振动电机，可通过振动平台控制器控制振动电机的相关参数以控制振动平台的振动幅度和频率，振动平台为工作台提供振动；工作台固定放置于振动平台之上；待加工件放置于工作台上；熔覆头将所述送粉器输送的粉末材料喷洒在工作台上的待加工件上；电磁场产生装置固定放置于工作台上，一般电磁场由电磁感应线圈组成，通过可编程交流电源控制电磁线圈的交流电源的相关参数以控制电磁场的峰值强度、频率和模式，电磁场有两种工作模式旋转和恒定，分别为待加工件提供旋转磁场和恒定磁场；激光器为增材制造系统的熔覆头提供热源，可通过激光控制器控制激光的功率、频率、波形和占空比等参数；熔覆头固定于机械臂上，用于进行材料的加工；机械臂固定于基座上；基座一般固定于地面或与地面水平的面上；计算机用于生成各种控制指令至上述激光控制器、振动平台控制器和可编程交流电源以产生控制信号控制激光器、振动平台的电机、电磁场和机械手臂的相关参数，从而根据相关参数进行材料的加工。
实施例一
图1为本发明实施例一提供的一种增材制造的控制方法的流程图，本实施例可适用于增材制造技术的控制的情况，该方法可以由增材制造的控制装置来执行，具体包括如下步骤：
步骤110、获取待加工目标的加工参数转换节点。
其中，加工参数转换节点指的是待加工目标的加工参数发生变化的节点。加工参数转换节点的个数会随着待加工目标和其加工工艺的不同而不同，可以是一个、两个、三个甚至更多，主要取决于加工工艺的复杂程度。
可选的，可通过对待加工目标的加工工艺、加工路径来确定待加工目标的加工参数转换节点；也可以根据历史加工记录来获取；也可以根据人为输入来获取，本发明实施例对此不进行限定。
可选的，所述获取待加工目标的加工参数转换节点，包括：
根据所述待加工目标的加工路径及加工工艺确定所述待加工目标的加工参数转换节点。
步骤120、根据各个所述加工参数转换节点的性能需求，确定各个所述加工参数转换节点的复合激励参数。
其中，性能需求可以是硬度、耐腐蚀性、强度和韧性等，复合激励参数包括激光激励参数、电磁场激励参数和振动平台激励参数。激光激励参数包括但不限于激光功率、激光波形、脉冲频率、占空比、激光扫描速度、焦距等；电磁场激励参数包括但不限于磁场强度、磁场模式；振动平台参数包括但不限于振动幅度、振动频率和振动模式。
可选的，所述根据各个所述加工参数转换节点的性能需求，确定各个所述加工参数转换节点的复合激励参数，包括：
根据各个所述加工参数转换节点的性能需求，确定各个所述加工参数转换节点的微观组织结构；
根据各个所述加工参数转换节点的微观组织结构，确定各个所述加工参数转换节点的复合激励参数。
可选的，各个所述加工参数转换节点的复合激励参数提供超过所述待加工目标的熔池的波动频率的激励。需要了解的是，通过采用超过待加工目标的熔池自身的波动频率的激励，可以使待加工目标的微观组织按照预设模式进行生长和凝固，从而获得符合需求的加工件。
需要了解的是，不同的微观组织结构下的加工件所具备的性能也将不同。而当各个所述加工参数转换节点的性能需求不同时，其对应的微观组织结构不同，而要将待加工目标的微观结构加工成为需要的微观组织结构，所需要的激励参数也是不同的。
其中，微观组织结构包括微观组织的形态、凝固缩孔和析出相等。
示例性的，若某个节点要求硬度强，那么其对应的微观组织结构的形态应为类似定向晶的形状；而若要求可塑性强，相应的形态为类似等轴晶或包状晶的形状。
示例性的，若微观组织结构为比较规则形状的，如定向晶，那么振动平台的振幅相应较小甚至为0；而若微观组织结构为不规则形状的，如等轴晶或包状晶等，则振动平台的振幅相应较大。
步骤130、确定相邻的所述加工参数转换节点的复合激励参数的变化策略。
其中，变化策略包括复合激励参数中的各个激励参数的转变方式和速度。变化策略指的是从当前的加工参数转换节点的复合激励参数变化成为下一个加工参数转换节点的复合激励参数的策略。变化策略还可以包括各个激励参数的变化顺序。可选的，变化顺序可以由用户进行设定，也可以根据激励参数的重要程度和/或激励参数的变化幅度进行设定。
可选的，所述变化策略可以由用户输入确定，也可以由增材制造系统的设备特性进行变化策略的确定。可以在增材制造之前或者过程中进行变化策略的确定。
示例性的，当节点A处的复合激励参数为：激光功率为1W、振动幅度为50微米、磁场强度为1T、旋转磁场；节点B处的复合激励参数为：激光功率为3KW、振动幅度0微米、磁场强度为1.5T、旋转磁场。那么对应的变化策略可以是：
变化顺序：先调整振动幅度，再是激光功率、最后为磁场强度；
振动幅度的调整方式为：控制振动平台的电机的电源的开关状态和电流强度；
激光功率的调整方式为：激光的激励信号为脉宽调制信号，改变输出电压的脉冲宽度的占空比为原来的3倍；
磁场强度的调整方式为：控制磁场的线圈上通过的电流为原来的1.5倍。
步骤140、根据各个所述加工参数转换节点的复合激励参数及所述变化策略生成控制指令，以使所述激光控制器、电磁场控制器以及振动平台控制器按照所述控制指令控制所述待加工目标的加工过程。
在对待加工目标进行加工时，根据各个所述加工参数转换节点的复合激励参数及所述变化策略分别向激光控制器、电磁场控制器和振动平台控制器发送控制指令，以使激光控制器基于接收到的控制指令中的激光激励参数控制激光器发射激光、电磁场控制器基于接收到的控制指令中的电磁场激励参数控制电磁场产生装置产生电磁场，以及振动平台控制器基于接收到的控制指令中的振动平台激励参数控制所述振动平台进行振动。
本发明实施例的技术方案，通过确定待加工目标的复合激励参数，再根据复合激励参数和加工路径确定动态调控策略，根据动态调控策略进行加工控制，实现了增材制造过程中的精准控制以及定制化控制，调控自由度大。
实施例二
图2为本发明实施例二中的一种增材制造的控制方法的流程图，本实施例的技术方案在上述技术方案的基础上的补充，可选的，如图2所示，本发明实施例所提供的优惠信息的推送方法，包括：
步骤210、获取待加工目标的加工参数转换节点。
步骤220、获取预选建立的所述待加工目标各个加工参数转换节点的性能需求、微观组织结构及复合激励参数的映射关系。
可选的，上述映射关系可通过对待加工目标材质的分析，包括其材质的宏观特性和微观特性，通过耦合分析复合激励参数各个激励参数对待加工目标的影响来制定映射关系。
可选的，可通过预先建立待加工目标的各个加工参数转换节点的性能需求与微观组织结构的映射关系，再建立待加工目标的各个加工参数转换节点的微观组织结构与复合激励参数的映射关系，从而获得待加工目标各个加工参数转换节点的性能需求、微观组织结构及复合激励参数三者的映射关系。
可选的，上述映射关系可以预先设置的，也可以是根据增材制造系统的特点实时制定的，还可以通过待加工目标最终加工后的性能与需求的差异进行映射关系的修改。
步骤230、根据所述各个所述加工参数转换节点的性能需求，确定各个所述加工参数转换节点的微观组织结构。
步骤240、根据待加工目标各个所述加工参数转换节点的微观组织结构和所述映射关系，确定所述待加工目标的各个所述加工参数转换节点的复合激励参数。
可选的，也可以预先建立待加工目标各个加工参数转换节点的微观组织结构和复合激励参数两者的映射关系；再根据待加工目标各个加工参数转换节点的性能需求确定待加工目标各个加工参数转换节点的微观组织结构；根据待加工目标各个加工参数转换节点的微观组织结构及映射关系，确定待加工目标各个加工参数转换节点的复合激励参数。
步骤250、确定相邻的所述加工参数转换节点的复合激励参数的变化策略。
步骤260、根据各个所述加工参数转换节点的复合激励参数及所述变化策略生成控制指令，以使所述激光控制器、电磁场控制器以及振动平台控制器按照所述控制指令控制所述待加工目标的加工过程。
本实施例的技术方案，通过预先建立性能需求、微观组织结构和复合激励参数三者的映射关系，为后续增材制造过程中参数的确定提供了便利，加快了参数确定的过程，减少了增材制造的时间成本。
实施例三
图3为本发明实施例三中的一种增材制造的控制装置的结构示意图，如图3所示，增材制造的控制装置包括：参数转换节点获取模块310、复合激励参数确定模块320、变化策略确定模块330和控制指令生成模块340。
参数转换节点获取模块310，用于获取待加工目标的加工参数转换节点；复合激励参数确定模块320，用于根据各个所述加工参数转换节点的性能需求，确定各个所述加工参数转换节点的复合激励参数，其中，所述复合激励参数包括激光激励参数、电磁场激励参数和振动平台激励参数；变化策略确定模块330，用于确定相邻的所述加工参数转换节点的复合激励参数的变化策略；控制指令生成模块340，用于根据所述各个所述加工参数转换节点的复合激励参数及各个所述加工参数转换节点的变化策略生成控制指令，以使增材制造系统中的激光控制器、电磁场控制器、振动平台控制器按照所述控制指令控制所述待加工目标的加工过程。
本发明实施例的技术方案，通过确定待加工目标的复合激励参数，再根据复合激励参数和加工路径确定动态调控策略，根据动态调控策略进行加工控制，实现了增材制造过程中的精准控制以及定制化控制，调控自由度大。
其中，变化策略包括复合激励参数中的各个激励参数的转变方式和速度。
可选的，各个所述加工参数转换节点的复合激励参数提供超过所述待加工目标的熔池的波动频率的激励。
可选的，参数转换节点获取模块310，具体用于：
根据所述待加工目标的加工路径及加工工艺确定所述待加工目标的加工参数转换节点。
可选的，复合激励参数确定模块320，包括：
微观组织结构确定单元，用于根据所述各个所述加工参数转换节点的性能需求，确定各个所述加工参数转换节点的微观组织结构；
复合激励参数确定单元，用于根据各个所述加工参数转换节点的微观组织结构，确定各个所述加工参数转换节点的复合激励参数。
可选的，复合激励参数确定单元，具体用于：
获取预选建立的所述待加工目标各个加工参数转换节点的性能需求、微观组织结构及复合激励参数的映射关系；
根据待加工目标各个所述加工参数转换节点的性能需求、微观组织结构和所述映射关系，确定所述待加工目标的各个所述加工参数转换节点的复合激励参数。
本发明实施例所提供的增材制造的控制装置可执行本发明任意实施例所提供的增材制造的控制方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。
实施例四
图4为本发明实施例4提供的一种增材制造系统的结构示意图，如图4所示，该增材制造系统包括：增材制造控制模块410、振动平台420、电机421及电机控制器422、工作台430、线圈440、可编程交流电源441、激光器450、熔覆头460、送粉器461以及机械手臂470。其中，电机421用于为振动平台提供振动能量；线圈440为电磁场产生装置，放置于工作台430之上，用以产生电磁场；可编程交流电源441用以为线圈440提供可调节的电流，从而改变线圈440所产生磁场的强度和模式；激光器450用以为待加工目标提供热源；增材制造控制模块410用以执行上述增材制造的控制方法。
可选的，振动平台420通过柔性垫圈与工作台430连接，柔性垫圈的个数可以是4个，使得振动平台420可通过柔性垫圈将自身振动传递至工作台430；熔覆头460通过螺钉固定在机械臂470上；线圈440通过螺钉固定于工作台430上，并沿工作台430均匀放置，线圈的个数可以为3组。
本发明实施例的技术方案，通过确定待加工目标的复合激励参数，再根据复合激励参数和加工路径确定动态调控策略，根据动态调控策略进行加工控制，实现了增材制造过程中的精准控制以及定制化控制，调控自由度大。
实施例五
本发明实施例五还提供一种包含计算机可执行指令的存储介质，所述计算机可执行指令在由计算机处理器执行时用于执行一种增材制造的控制方法，该方法包括：
获取待加工目标的加工参数转换节点；
根据各个所述加工参数转换节点的性能需求，确定各个所述加工参数转换节点的复合激励参数，其中，所述复合激励参数包括激光激励参数、电磁场激励参数和振动平台激励参数；
确定相邻的所述加工参数转换节点的复合激励参数的变化策略；
根据各个所述加工参数转换节点的复合激励参数及所述变化策略生成控制指令，以使所述激光控制器、电磁场控制器以及振动平台控制器按照所述控制指令控制所述待加工目标的加工过程。
当然,本发明实施例所提供的一种包含计算机可执行指令的存储介质,其计算机可执行指令不限于如上所述的方法操作,还可以执行本发明任意实施例所提供的增材制造的控制方法中的相关操作。
通过以上关于实施方式的描述，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，本发明可借助软件及必需的通用硬件来实现，当然也可以通过硬件实现，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如计算机的软盘、只读存储器(Read-Only Memory,ROM)、随机存取存储器(RandomAccess Memory,RAM)、闪存(FLASH)、硬盘或光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。
值得注意的是，上述搜索装置的实施例中，所包括的各个单元和模块只是按照功能逻辑进行划分的，但并不局限于上述的划分，只要能够实现相应的功能即可；另外，各功能单元的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本发明的保护范围。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。
Claims (10)
1.一种增材制造的控制方法，其特征在于，应用于增材制造系统中，所述增材制造系统包括：激光器及激光控制器、振动平台及振动平台控制器、电磁场产生装置及电磁场控制器、工作台、送粉器、熔覆头及机械臂，所述激光器用于在所述激光控制器的控制下为所述熔覆头提供热源，所述振动平台用于在所述振动平台控制器的控制下带动所述工作台振动，所述电磁场产生装置用于在所述电磁场控制器的控制下为待加工目标提供电磁场，所述机械臂用于按照所述待加工目标的加工路径带动所述熔覆头移动，所述熔覆头将所述送粉器输送的粉末材料喷洒在所述工作台上，以在所述电磁场产生装置、所述激光器及所述振动平台的作用下形成功能构件；所述方法包括：
获取待加工目标的加工参数转换节点；
根据各个所述加工参数转换节点的性能需求，确定各个所述加工参数转换节点的复合激励参数，其中，所述复合激励参数包括激光激励参数、电磁场激励参数和振动平台激励参数；
确定相邻的所述加工参数转换节点的复合激励参数的变化策略；
根据各个所述加工参数转换节点的复合激励参数及所述变化策略生成控制指令，以使所述激光控制器、电磁场控制器以及振动平台控制器按照所述控制指令控制所述待加工目标的加工过程。
2.根据权利要求1所述的增材制造的控制方法，其特征在于，所述获取待加工目标的加工参数转换节点，包括：
根据所述待加工目标的加工路径及加工工艺确定所述待加工目标的加工参数转换节点。
3.根据权利要求1所述的增材制造的控制方法，其特征在于，所述根据各个所述加工参数转换节点的性能需求，确定各个所述加工参数转换节点的复合激励参数，包括：
根据各个所述加工参数转换节点的性能需求，确定各个所述加工参数转换节点的微观组织结构；
根据各个所述加工参数转换节点的微观组织结构，确定各个所述加工参数转换节点的复合激励参数。
4.根据权利要求1所述的增材制造的控制方法，其特征在于，所述变化策略包括所述复合激励参数中的各个激励参数的转变方式和速度。
5.根据权利要求1所述的增材制造的控制方法，其特征在于，各个所述加工参数转换节点的复合激励参数提供超过所述待加工目标的熔池的波动频率的激励。
6.根据权利要求3所述的增材制造的控制方法，其特征在于，所述根据各个所述加工参数转换节点的微观组织结构，确定各个所述加工参数转换节点的复合激励参数，包括：
获取预选建立的所述待加工目标各个加工参数转换节点的性能需求、微观组织结构及复合激励参数的映射关系；
根据待加工目标各个所述加工参数转换节点的微观组织结构和所述映射关系，确定所述待加工目标的各个所述加工参数转换节点的复合激励参数。
7.一种增材制造的控制装置，其特征在于，包括：
参数转换节点获取模块，用于获取待加工目标的加工参数转换节点；
复合激励参数确定模块，用于根据各个所述加工参数转换节点的性能需求，确定各个所述加工参数转换节点的复合激励参数，其中，所述复合激励参数包括激光激励参数、电磁场激励参数和振动平台激励参数；
变化策略确定模块，用于确定相邻的所述加工参数转换节点的复合激励参数的变化策略；
控制指令生成模块，用于根据所述各个所述加工参数转换节点的复合激励参数及各个所述加工参数转换节点的变化策略生成控制指令，以使增材制造系统中的激光控制器、电磁场控制器、振动平台控制器按照所述控制指令控制所述待加工目标的加工过程。
8.根据权利要求7所述的增材制造的控制装置，其特征在于，所述复合激励参数确定模块，包括：
映射关系建立单元，用于建立所述待加工目标各个加工参数转换节点的性能需求、微观组织结构及复合激励参数的映射关系；
复合激励参数确定单元，用于根据待加工目标各个所述加工参数转换节点的性能需求和所述映射关系，定所述待加工目标的各个所述加工参数转换节点的复合激励参数。
9.一种增材制造系统，其特征在于，包括：激光器及激光控制器、振动平台及振动平台控制器、工作台、电磁场产生装置及电磁场控制器、机械臂、熔覆头、送粉器和增材制造控制模块，其中，所述激光器用于在所述激光控制器的控制下为所述熔覆头提供热源，所述振动平台用于在所述振动平台控制器的控制下带动所述工作台振动，所述电磁场产生装置用于在所述电磁场控制器的控制下为待加工目标提供电磁场，所述机械臂用于按照所述待加工目标的加工路径带动所述熔覆头移动，所述熔覆头将所述送粉器输送的粉末材料喷洒在所述工作台上，以在所述电磁场产生装置、所述激光器及所述振动平台的作用下形成功能构件，所述增材制造控制模块用于实现如权利要求1-6任一项所述的增材制造的控制方法。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1-6中任一项所述的增材制造的控制方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910483113.4A CN110142407B (zh) | 2019-06-04 | 2019-06-04 | 一种增材制造的控制方法、装置、系统及存储介质 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910483113.4A CN110142407B (zh) | 2019-06-04 | 2019-06-04 | 一种增材制造的控制方法、装置、系统及存储介质 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN110142407A true CN110142407A (zh) | 2019-08-20 |
| CN110142407B CN110142407B (zh) | 2021-10-01 |
Family
ID=67590584
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201910483113.4A Active CN110142407B (zh) | 2019-06-04 | 2019-06-04 | 一种增材制造的控制方法、装置、系统及存储介质 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN110142407B (zh) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111168070A (zh) * | 2020-03-06 | 2020-05-19 | 桂林电子科技大学 | 磁场激励激光增材装置 |
| CN112692310A (zh) * | 2020-12-30 | 2021-04-23 | 南方科技大学 | 一种用于激光增材制造的辅助装备 |
| CN114083290A (zh) * | 2021-11-12 | 2022-02-25 | 河南工业大学 | 一种辅以随动冲压技术的激光增材制造构件微观结构控制装置 |
| CN114364473A (zh) * | 2019-08-27 | 2022-04-15 | Eos有限公司电镀光纤系统 | 用于增材制造部件的方法、装置、控制方法和存储介质 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN205821443U (zh) * | 2016-06-09 | 2016-12-21 | 广东世创金属科技股份有限公司 | 通过真空等离子体在工件表面快速沉积的增材制造系统 |
| CN106637200A (zh) * | 2016-12-27 | 2017-05-10 | 江苏大学 | 一种热、声、磁复合能场辅助激光熔覆金属基陶瓷涂层的方法 |
| CN106777477A (zh) * | 2016-11-17 | 2017-05-31 | 西北工业大学 | 一种梯度材料模型向增材制造数据格式转变的方法 |
| JP2017159617A (ja) * | 2016-03-11 | 2017-09-14 | 富士ゼロックス株式会社 | 積層造形装置 |
| CN109158598A (zh) * | 2018-09-11 | 2019-01-08 | 华中科技大学 | 一种激光选区熔化成形设备及方法 |
| CN109746443A (zh) * | 2018-12-29 | 2019-05-14 | 华中科技大学 | 一种增材制造过程中并行控制零件变形和精度的方法 |
-
2019
- 2019-06-04 CN CN201910483113.4A patent/CN110142407B/zh active Active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017159617A (ja) * | 2016-03-11 | 2017-09-14 | 富士ゼロックス株式会社 | 積層造形装置 |
| CN205821443U (zh) * | 2016-06-09 | 2016-12-21 | 广东世创金属科技股份有限公司 | 通过真空等离子体在工件表面快速沉积的增材制造系统 |
| CN106777477A (zh) * | 2016-11-17 | 2017-05-31 | 西北工业大学 | 一种梯度材料模型向增材制造数据格式转变的方法 |
| CN106637200A (zh) * | 2016-12-27 | 2017-05-10 | 江苏大学 | 一种热、声、磁复合能场辅助激光熔覆金属基陶瓷涂层的方法 |
| CN109158598A (zh) * | 2018-09-11 | 2019-01-08 | 华中科技大学 | 一种激光选区熔化成形设备及方法 |
| CN109746443A (zh) * | 2018-12-29 | 2019-05-14 | 华中科技大学 | 一种增材制造过程中并行控制零件变形和精度的方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 汪通悦等: "《机械制造技术基础》", 31 July 2017 * |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114364473A (zh) * | 2019-08-27 | 2022-04-15 | Eos有限公司电镀光纤系统 | 用于增材制造部件的方法、装置、控制方法和存储介质 |
| CN111168070A (zh) * | 2020-03-06 | 2020-05-19 | 桂林电子科技大学 | 磁场激励激光增材装置 |
| CN112692310A (zh) * | 2020-12-30 | 2021-04-23 | 南方科技大学 | 一种用于激光增材制造的辅助装备 |
| CN114083290A (zh) * | 2021-11-12 | 2022-02-25 | 河南工业大学 | 一种辅以随动冲压技术的激光增材制造构件微观结构控制装置 |
| CN114083290B (zh) * | 2021-11-12 | 2023-09-22 | 河南工业大学 | 一种辅以随动冲压技术的激光增材制造构件微观结构控制装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN110142407B (zh) | 2021-10-01 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN110142407A (zh) | 一种增材制造的控制方法、装置、系统及存储介质 | |
| RU2697470C2 (ru) | Способ и система для аддитивного производства с использованием светового луча | |
| CN109158598B (zh) | 一种激光选区熔化成形设备及方法 | |
| CN102328081B (zh) | 一种高功率激光快速成形三维金属零件的方法 | |
| CN109746441B (zh) | 一种激光冲击强化辅助的激光增材制造复合加工方法 | |
| CN110241414A (zh) | 一种提高构件均匀性的激光增材制造装置及方法 | |
| CN109317673B (zh) | 一种激光增材制造装置和方法 | |
| CN109530922A (zh) | 一种基于现有激光增材设备的同步激光抛光方法 | |
| US20170113303A1 (en) | Parallel direct metal laser melting | |
| CN105880593B (zh) | 多激光直线束印刷式扫描快速成形制造零件的设备及方法 | |
| CN109759710A (zh) | 一种基于激光高频振荡熔池的电弧熔丝增材制造方法 | |
| CN105562688A (zh) | 通过选择性的激光熔化来制造构件 | |
| CN109773187B (zh) | 一种基于激光超声的双光束激光快速成形制造方法 | |
| Shi et al. | Closed-loop control of variable width deposition in laser metal deposition | |
| US12097567B2 (en) | Methods and apparatuses of oscillatory pulsed electrochemical machining | |
| CN102922108A (zh) | 一种等离子焊接快速成形的系统和方法 | |
| CN108025362B (zh) | 用于控制激光束偏转的控制设备和方法 | |
| Xu et al. | Shape-driven control of layer height in robotic wire and arc additive manufacturing | |
| CN109226100B (zh) | 用于脉冲抽运的调q激光清洗的扫描信号控制方法 | |
| CN110293290A (zh) | 一种硼元素原位强化的梯度钛合金mig电弧增材制造方法 | |
| US8816239B2 (en) | Method of manufacturing a component | |
| Vasanth et al. | Development of laser beam machining using power diode laser for leather cutting application | |
| Lu | Preliminary mechanical characterization of the low-cost metal 3D printing | |
| CN103817389A (zh) | 一种全息激光微细电解加工方法及其装置 | |
| CN205271138U (zh) | 一种基于摆角压缩的精密激光加工装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |