CN114226757B - 一种融合温度和图像信息的激光ded制造控制系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及融合温度和图像信息的激光DED制造控制系统和方法，系统包括嵌入式模块、激光DED制造系统、温度传感模块、视觉传感模块和PID控制模块，激光DED制造系统、温度传感模块、视觉传感模块和PID控制模块均与嵌入式模块相连。与现有技术相比，本发明使用基于熔池轮廓的熔池溢流阈值计算算法，获得一个无量纲数表征熔池溢流程度，并作为PID控制模块的参数监督器；使用温度的模拟量信号作为PID控制模块的反馈值；使用了带参数监督器的PID控制算法，结合了图像对熔敷层成型的直观反映与温度对熔池物理现象的高速响应的优点，实现了熔池温度与图像信息对熔敷层成型质量的多变量控制，为激光DED制造成型实时控制提供了一种新的技术途径。

Description

一种融合温度和图像信息的激光DED制造控制系统和方法
技术领域
本发明涉及激光DED制造质量控制技术领域，尤其是涉及一种融合温度和图像信息的激光DED制造控制系统和方法。
背景技术
在激光DED制造的过程中，即使保持恒定的工艺参数，也不可能实现真正的重复性和确定性。这是由于激光DED过程中有激光与粉末反应，并伴随着快速的温度场变化与快速凝固现象，另外受到粉末颗粒的粒径分布、基板的传热条件等不确定条件的影响，只有通过适当的监控手段才能够得到保证激光DED制造构件的质量稳定性与一致性。而现有方法主要通过温度、图像信号对激光DED制造过程进行监控，温度信息与凝固组织形态、材料的机械性能等参数有极强的相关性，但是需要借助有限元模型或者数值分析模型才能建立起与构件的形状参数之间的联系；图像信息可以得到熔池的实时形态特征，进而建立起图像信息与熔敷层形状之间的联系，但是图像信息无法直观反映构件的组织与性能。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在仅根据温度信息需要借助有限元模型或者数值分析模型才能建立起与构件的形状参数之间的联系、仅根据图像信息无法直观反映构件的组织与性能的缺陷而提供一种融合温度和图像信息的激光DED制造控制系统和方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种融合温度和图像信息的激光DED制造控制系统，包括激光DED制造系统，该激光DED制造系统包括工业机器人、激光器和激光头，所述激光DED制造控制系统还包括温度传感模块、视觉传感模块、嵌入式模块和PID控制模块，所述温度传感模块和视觉传感模块均固定在所述激光头上，分别用于生成熔池的温度信息和图像信息，所述嵌入式模块分别连接工业机器人、激光器、温度传感模块、视觉传感模块和PID控制模块；
所述嵌入式模块根据所述图像信息设定PID控制模块的PID参数和阈值、根据所述温度信息生成PID控制模块的反馈值、根据所述PID控制模块输出的激光功率的控制量对所述激光器进行控制。
进一步地，所述温度传感模块包括高温计、光纤镜头和同轴装置，所述光纤镜头通过同轴装置固定在激光头上，所述高温计分别连接所述光纤镜头和PID控制模块，所述光纤镜头接收来自熔池中心点的光，送入高温计进行处理得到熔池中心点的温度值，该温度值转换为模拟量传入PID控制模块用于温度反馈控制。
进一步地，所述视觉传感模块包括工业相机、微距镜头和主动光源，所述微距镜头固定在工业相机上，所述工业相机和主动光源均安装在激光头上，所述工业相机用于获取熔池的图像信息，并传入嵌入式模块用于计算PID控制模块的PID参数和阈值。
进一步地，所述激光DED制造系统还包括冷却系统和送粉系统，所述激光器、激光头、冷却系统和送粉系统均固定在工业机器人上。
进一步地，所述嵌入式模块包括相互连接的人机交互界面和接口，所述嵌入式模块通过网线连接所述工业机器人的控制柜、通过USB适配器连接所述PID控制模块，所述人机交互界面用于调节工业机器人和激光器的参数。
本发明还提供一种融合温度和图像信息的激光DED制造控制方法，包括以下步骤：
获取熔池中心点的温度，采用旁轴采相模式获取熔池图像；
对所述熔池图像进行预处理，提取熔池的轮廓特征；
根据采用旁轴采相模式时图像中熔池的位置固定的原理，对熔池的轮廓特征进行二次ROI选取；
根据曲线外凸性判断准则，采用单调递减的双向队列来循环判断二次ROI选取的轮廓特征曲线的凹凸性，当队列元素满足曲线外凸性时，保存队列元素用于熔池溢流程度计算；
根据所述队列元素计算熔池溢流程度的曲线外凸程度部分的无量纲数表示，以及外凸曲线顶部到熔池轮廓底部的距离，从而得到最终的熔池溢流程度；
根据最终的熔池溢流程度，计算PID控制器的PID参数与阈值；
以熔池中心点的温度作为反馈值，通过PID控制器对激光DED制造过程中的激光功率进行反馈控制，该反馈过程中，以基于熔池溢流程度设定为阈值作为PID控制的参数监督器。
进一步地，所述熔池溢流程度的计算表达式为：
Figure BDA0003410729860000031
OF2＝(max(yi)-ymin)/max(yi)
OF＝OF1+OF2
式中，OF为熔池溢流程度，OF1为熔池溢流程度的曲线外凸程度部分，OF2为外凸曲线顶部到熔池轮廓底部的距离，m、n分别代表队列元素的首尾元素，max(yi)表示队列元素中所对应二维数组第二维数据的最大值，y为队列元素的取值，OF1是取值范围在0到1之间的一个无量纲数，OF2是取值范围在0到1之间的一个无量纲数。
进一步地，所述进行二次ROI选取的判断准则为：
x＞L1＆x＜L2＆y＞(ymax-ymin)/2
式中，预处理后提取的熔池轮廓特征为轮廓二维数组，x、y、ymax、ymax分别是轮廓二维数组的第一维数据、第二维数据、第二维数据的最大值和最小值；L1、L2为分别为预先设定的熔池在图像中的相对位置得到的与第一维数据相对应的最小坐标点和最大坐标点。
进一步地，所述曲线外凸性的判断准则为：
(ym+yn)/2＜yi m＜n＆m＜i＜n
式中，x、y的下标表示其在二维数组中对应的存储位置，m、n分别代表队列元素的首尾元素；
采用单调递减的双向队列来循环判断二次ROI选取的轮廓特征曲线的凹凸性，具体为：将m、n分别赋值为双向数组的首尾元素，将i循环赋为队列中其他元素，判断是否满足曲线外凸准则；如果不满足则弹出队列的首位元素，再次不满足弹出队列的末尾元素，依次循环；当队列长度小于(L2-L1)/2；或者队列元素已经全部满足曲线外凸性的时候终止循环；当队列元素满足曲线外凸性的情况下，保存队列元素用于熔池溢流程度计算，否则返回0，曲线不存在外凸性，熔池溢流程度为0。
进一步地，其特征在于，所述反馈控制的表达式为：
Figure BDA0003410729860000041
式中，Δu(k)是控制量的增量，ki＝kp/T1，kd＝kpTD，kp是比例系数，ki是积分系数，kd是积分系数，T为采样周期，k为采样序号，e(k)是第kT时刻的偏差信号；
以基于熔池溢流程度设定为阈值作为PID控制的参数监督器，具体为：
熔池溢流程度不大于预设的阈值时，不对PID控制过程进行干预，当熔池溢流程度大于所述阈值时，降低PID控制器的设定值，所述阈值的取值在0.1-0.3范围以内。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
(1)本发明可以通过嵌入式模块内的人机交互软件在线对熔池图像进行处理，并和PID控制器进行交互，实现激光器功率的调节。
(2)本发明可以采集激光DED过程中的图像与温度信息，并且可以扩展其他信号的采集与处理。
(3)本发明使用基于熔池轮廓的熔池溢流程度计算算法，采用二次ROI提取与区域阈值分割的方法分割熔池轮廓的不同部分，根据熔池形状上凸的程度与熔池轮廓特征参数，表征熔池的溢流程度。
(4)本发明使用温度的模拟量信号作为PID控制器的反馈值，根据熔池宽度与溢流程度的值确定PID控制器的设定值，结合了图像对熔敷层成型的直观反映与温度对熔池物理现象的高速响应的优点，实现了熔池温度与图像信息对熔敷层成型质量的联合控制。
附图说明
图1为本发明实施例中提供一种融合温度和图像信息的激光DED制造控制系统结构示意图；
图2为本发明实施例中提供一种反馈控制系统的反馈控制流程图；
图3为本发明实施例中提供一种熔池溢流程度的具体计算流程图；
图中，1、激光DED制造系统，11、工业机器人，12、激光器，13、冷却系统，14、送粉系统，15、激光头，2、温度传感模块，21、高温计，22、光纤镜头，23、同轴装置，3、视觉传感模块，31、工业相机，32、微距镜头，33、主动光源，4、嵌入式模块，5、PID控制模块。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
实施例1
如图1和图2所示，本实施例提供一种融合温度和图像信息的激光DED制造控制系统，包括激光DED制造系统1，该激光DED制造系统1包括工业机器人11、激光器12和激光头15，激光DED制造控制系统还包括温度传感模块2、视觉传感模块3、嵌入式模块4和PID控制模块5，温度传感模块2和视觉传感模块3均固定在激光头15上，分别用于生成熔池的温度信息和图像信息，嵌入式模块4分别连接工业机器人11、激光器12、温度传感模块2、视觉传感模块3和PID控制模块5；
嵌入式模块4根据图像信息设定PID控制模块5的PID参数和阈值、根据温度信息生成PID控制模块5的反馈值、根据PID控制模块5输出的激光功率的控制量对激光器12进行控制。
温度传感模块2包括高温计21、光纤镜头22和同轴装置23，光纤镜头22通过同轴装置23固定在激光头15上，高温计21分别连接光纤镜头22和PID控制模块5，光纤镜头22接收来自熔池中心点的光，送入高温计21进行处理得到熔池中心点的温度值，该温度值转换为模拟量传入PID控制模块5用于温度反馈控制。
视觉传感模块3包括工业相机31、微距镜头32和主动光源33，微距镜头32固定在工业相机31上，工业相机31和主动光源33均安装在激光头15上，工业相机31用于获取熔池的图像信息，并传入嵌入式模块4用于计算PID控制模块5的PID参数和阈值。
激光DED制造系统1还包括冷却系统13和送粉系统14，激光器12、激光头15、冷却系统13和送粉系统14均固定在工业机器人11上，激光头固定在工业机器人机械手臂上，通过控制机器人的运动轨迹来控制激光头的移动。
嵌入式模块4包括相互连接的人机交互界面和接口，嵌入式模块4通过网线连接工业机器人11的控制柜、通过USB适配器连接PID控制模块5，人机交互界面用于调节工业机器人11和激光器12的参数。
具体的，温度传感模块2直接通过模拟信号与PID控制模块5内的数据采集卡进行通讯。嵌入式模块4通过USB3.0接口与USB/RS485转接器和PID控制模块5内数据采集卡的串口进行通讯，同时实现与PID控制模块5和温度传感模块2的通讯；通过USB转CL(cameralink)与工业CCD相机31相连，与图像传感模块3进行通讯。PID控制模块5通过模拟量信号输出实现对激光器12的功率外部控制。嵌入式模块4与工业机器人11和激光器12通过网线进行连接。
嵌入式模块4与PID控制模块5通过螺丝、导轨与工业胶水封装在一个盒子内，避免内部器件受到损坏，保证系统运行的稳定。
温度传感模块2中的双色高温计21通过光纤镜头22与同轴装置23的连接，可以通过激光光路直接获取熔池中心点的温度值，通过高温计内部数字电路的计算可以得到范围为4-20mA的电流模拟量信号，以1000Hz的频率传输到PID控制模块的数据采集卡中，作为PID控制器的反馈信号。同时，温度信号会经过PID盒5的串口传入到嵌入式模块4中。
基于相机附带的SDK，通过人机交互软件使得嵌入式模块4调节工业相机31的曝光时间、采相频率、像素等参数，并且可以控制采相的起始和终止，同时基于相机的SDK，在人机交互软件中实现图片的处理与熔池宽度、溢流程度的关键信息提取。
本实施例还提供一种融合温度和图像信息的激光DED制造控制方法，包括以下步骤：
获取熔池中心点的温度，采用旁轴采相模式获取熔池图像；
对所述熔池图像进行预处理，提取熔池的轮廓特征；
根据采用旁轴采相模式时图像中熔池的位置固定的原理，对熔池的轮廓特征进行二次ROI选取；
根据曲线外凸性判断准则，采用单调递减的双向队列来循环判断二次ROI选取的轮廓特征曲线的凹凸性，当队列元素满足曲线外凸性时，保存队列元素用于熔池溢流程度计算；
根据所述队列元素计算熔池溢流程度的曲线外凸程度部分的无量纲数表示，以及外凸曲线顶部到熔池轮廓底部的距离，从而得到最终的熔池溢流程度；
根据二次ROI选取的轮廓特征计算熔池宽度，并结合最终的熔池溢流程度，计算PID控制器的PID参数与阈值；
以熔池中心点的温度作为反馈值，通过PID控制器对激光DED制造过程中的激光功率进行反馈控制，该反馈过程中，以基于熔池溢流程度设定为阈值作为PID控制的参数监督器。
该激光DED制造控制方法可通过上述融合温度和图像信息的激光DED制造控制系统实现，下面进行具体描述：
S1、温度采集：通过同轴连接装置将光纤镜头固定在激光头上，光纤镜头直接接受来自熔池中心点特定波长的光，送入高温计进行处理得到熔池中心点的温度，温度值转换为模拟量直接传入PID控制模块用于温度反馈控制；
S2、图像采集：通过视觉传感模块以旁轴方式采集熔池图像，采用主动视觉和减光滤光片避免获得丰富的熔池信息，保证图像质量，图像信息以串口的通讯方式传入嵌入式模块；
S3、图像处理：通过图像处理算法对熔池图像处理后得到熔池的宽度和溢流程度。
如图3所示，所述步骤S3包括：
S31、图像预处理，提取熔池的轮廓特征。通过ROI选取加阈值分割的方法对熔池轮廓进行了提取，对熔池图像进行高斯滤波，剔除随机噪声点，对滤波后的图像进行阈值分割，转化为二值化图像。对图像进行轮廓提取后，将轮廓以二维数组形式提取出来。
具体地，在本实施例中，通过ROI选取加阈值分割的方法对熔池轮廓进行了提取，主要包括以下几步：
(1)对采集到的熔池图像进行初步的ROI选取缩小图片尺寸，从而大幅度提高图片的处理速度。
(2)对熔池图像进行高斯滤波，剔除随机噪声点，排除熔池外粉末颗粒斑点对于熔池形状的影响。
(3)对滤波后的图像进行阈值分割，将像素值大于阈值的像素点的像素值设置白色像素点，否则设置为黑色像素点，从而将图片转换而二值化图像，提高后续算法对图像的处理速度。
(3)提取阈值分割后的图像的轮廓，并以二维数组的形式储存在嵌入式模块当中，用与熔池宽度与溢流程度的计算。
S32、二次ROI选取。根据轮廓的二维数组与图像中熔池的位置，通过条件判断对轮廓的子区域进行二次ROI选取。
在本实施例中，工业CCD相机31与激光头的位置是通过机械装置固定的旁轴采相模式，因此DED制造过程中熔敷层的位置在始终位于图像的固定区域。根据步骤S31中提取的轮廓二维数组，对轮廓进行二次ROI选取，其中的判断准则为：
x＞L1＆x＜L2＆y＞(ymax-ymin)/2
式中，x、y、ymax、ymax分别是轮廓二维数组的第一维数据、第二维数据、第二维数据的最大值和最小值；L1、L2为分别为预先设定的熔池在图像中的相对位置得到的与第一维数据相对应的最小坐标点和最大坐标点。
S33、曲线外凸程度判断。根据曲线外凸性判断准则，采用单调递减的双向队列来循环判断曲线的凹凸性。从原始双向队列开始判断，如果不满足则弹出队列的首位元素，再次不满足弹出队列的末尾元素，依次循环。当队列元素满足曲线外凸性时，保存队列元素用于熔池溢流程度计算，否则返回0。
在本实施例中，对于步骤S32中二次提取出的轮廓特征，根据曲线外凸性判断准则：
(ym+yn)/2＜yi m＜n＆m＜i＜n
其中x、y的下标表示其在二维数组中对应的存储位置。在本实施例中采用单调递减的双向队列来循环判断曲线的凹凸性，双向队列中存储着二次ROI提取的轮廓二维数组的角标，首先将m、n分别赋值为双向数组的首尾元素，将i循环赋为队列中其他元素，判断是否满足曲线外凸准则。如果不满足则弹出队列的首位元素，再次不满足弹出队列的末尾元素，依次循环。当队列长度小于(L2-L1)/2或者队列元素已经全部满足曲线外凸性的时候终止循环。当队列元素满足曲线外凸性的情况下，保存队列元素用于熔池溢流程度计算，否则返回0。
S34、熔池溢流程度计算。计算熔池溢流程度的曲线外凸程度部分与外凸曲线顶部到熔池轮廓底部的距离，取二者之和用来表征熔池的溢流程度。
熔池溢流程度计算。如果步骤S33返回0，即曲线不存在外凸性，熔池溢流程度为0。其他情况下将步骤S33返回的数组元素计算得到熔池溢流程度的外凸程度部分的无量纲数表示，计算公式如下：
Figure BDA0003410729860000091
其中m、n分别代表队列的首尾元素，OF1表示熔池溢流程度的曲线外凸程度部分，OF1是取值范围在0到1之间的一个无量纲数。
熔池溢流程度的大小还有一个明显的特征参数是外凸曲线顶部到熔池轮廓底部的距离，即：
OF2＝(max(yi)-ymin)/max(yi)
其中，max(yi)表示步骤3返回队列所对应二维数组第二维数据的最大值，OF2是取值范围在0到1之间的一个无量纲数。
最终的熔池溢流程度计算公式如下：
OF＝OF1+OF2
OF是取值范围在0到2之间的一个无量纲数，用来表征熔池的溢流程度。
S4、温度图像联合控制：PID控制模块接收双色高温计传输的温度值模拟量信号，并给出模拟量控制激光器功率，嵌入式模块给出PID控制参数，并根据图像信息的处理结果对PID参数进行调整。
激光DED制造过程中，温度传感模块2和图像传感模块3分别会将温度数据和图像数据传递到嵌入式模块4中，PID控制模块5会将激光功率的控制量传入到嵌入式模块4中，嵌入式模块4会将这些数据在人机交互软件上进行展示并且保存在文件里。工业相机31会将熔池的图像传给嵌入式模块4，嵌入式模块4会进行溢流程度的计算，根据计算结果对PID控制器的阈值进行控制。PID控制模块5得到嵌入式模块4设定的PID参数与阈值、温度传感模块2传入的反馈值，通过模拟输出对激光器12的激光功率进行反馈控制。
其中采用带参数监督器的增量式PID控制器进行控制，基本公式为：
Figure BDA0003410729860000101
其中，Δu(k)是控制量的增量，ki＝kp/T1，kd＝kpTD，kp是比例系数，ki是积分系数，kd是积分系数，T为采样周期，k为采样序号，e(k)是第kT时刻的偏差信号。
熔池溢流程度阈值作为PID控制的参数监督器，当熔池溢流程度在0～0.2之间时，不对PID控制过程进行干预，当熔池溢流程度大于0.2时，降低PID控制器的设定值。
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思做出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (7)

1.一种融合温度和图像信息的激光DED制造控制系统，包括激光DED制造系统(1)，该激光DED制造系统(1)包括工业机器人(11)、激光器(12)和激光头(15)，其特征在于，所述激光DED制造控制系统还包括温度传感模块(2)、视觉传感模块(3)、嵌入式模块(4)和PID控制模块(5)，所述温度传感模块(2)和视觉传感模块(3)均固定在所述激光头(15)上，分别用于生成熔池的温度信息和图像信息，所述嵌入式模块(4)分别连接工业机器人(11)、激光器(12)、温度传感模块(2)、视觉传感模块(3)和PID控制模块(5)；
所述嵌入式模块(4)根据所述图像信息设定PID控制模块(5)的PID参数和阈值、根据所述温度信息生成PID控制模块(5)的反馈值、根据所述PID控制模块(5)输出的激光功率的控制量对所述激光器(12)进行控制；
所述嵌入式模块(4)包括相互连接的人机交互界面和接口，所述嵌入式模块(4)通过网线连接所述工业机器人(11)的控制柜、通过USB适配器连接所述PID控制模块(5)，所述人机交互界面用于调节工业机器人(11)和激光器(12)的参数。
2.根据权利要求1所述的一种融合温度和图像信息的激光DED制造控制系统，其特征在于，所述温度传感模块(2)包括高温计(21)、光纤镜头(22)和同轴装置(23)，所述光纤镜头(22)通过同轴装置(23)固定在激光头(15)上，所述高温计(21)分别连接所述光纤镜头(22)和PID控制模块(5)，所述光纤镜头(22)接收来自熔池中心点的光，送入高温计(21)进行处理得到熔池中心点的温度值，该温度值转换为模拟量传入PID控制模块(5)用于温度反馈控制。
3.根据权利要求1所述的一种融合温度和图像信息的激光DED制造控制系统，其特征在于，所述视觉传感模块(3)包括工业相机(31)、微距镜头(32)和主动光源(33)，所述微距镜头(32)固定在工业相机(31)上，所述工业相机(31)和主动光源(33)均安装在激光头(15)上，所述工业相机(31)用于获取熔池的图像信息，并传入嵌入式模块(4)用于计算PID控制模块(5)的PID参数和阈值。
4.根据权利要求1所述的一种融合温度和图像信息的激光DED制造控制系统，其特征在于，所述激光DED制造系统(1)还包括冷却系统(13)和送粉系统(14)，所述激光器(12)、激光头(15)、冷却系统(13)和送粉系统(14)均固定在工业机器人(11)上。
5.一种融合温度和图像信息的激光DED制造控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
获取熔池中心点的温度，采用旁轴采相模式获取熔池图像；
对所述熔池图像进行预处理，提取熔池的轮廓特征；
根据采用旁轴采相模式时图像中熔池的位置固定的原理，对熔池的轮廓特征进行二次ROI选取；
根据曲线外凸性判断准则，采用单调递减的双向队列来循环判断二次ROI选取的轮廓特征曲线的凹凸性，当队列元素满足曲线外凸性时，保存队列元素用于熔池溢流程度计算；
根据所述队列元素计算熔池溢流程度的曲线外凸程度部分的无量纲数表示，以及外凸曲线顶部到熔池轮廓底部的距离，从而得到最终的熔池溢流程度；
根据最终的熔池溢流程度，计算PID控制器的PID参数与阈值；
以熔池中心点的温度作为反馈值，通过PID控制器对激光DED制造过程中的激光功率进行反馈控制，该反馈过程中，以基于熔池溢流程度设定为阈值作为PID控制的参数监督器。
6.根据权利要求5所述的一种融合温度和图像信息的激光DED制造控制方法，其特征在于，所述熔池溢流程度的计算表达式为：
Figure FDA0003981709790000021
OF2＝(max(yi)-ymin)/max(yi)
OF＝OF1+OF2
式中，OF为熔池溢流程度，OF1为熔池溢流程度的曲线外凸程度部分，OF2为外凸曲线顶部到熔池轮廓底部的距离，m、n分别代表队列元素的首尾元素，max(yi)表示队列元素中所对应二维数组第二维数据的最大值，y为队列元素的取值，OF1是取值范围在0到1之间的一个无量纲数，OF2是取值范围在0到1之间的一个无量纲数，i为表示队列元素的索引，ymin为轮廓二维数组的第二维数据的最小值。
7.根据权利要求5所述的一种融合温度和图像信息的激光DED制造控制方法，其特征在于，所述反馈控制的表达式为：
Figure FDA0003981709790000031
式中，Δu(k)是控制量的增量，ki＝kp/T1，kd＝kpTD，kp是比例系数，ki是积分系数，kd是积分系数，T为采样周期，k为采样序号，e(k)是第kT时刻的偏差信号；TD和T1分别为温度的采样周期和图像信息的采样周期；
以基于熔池溢流程度设定为阈值作为PID控制的参数监督器，具体为：
熔池溢流程度不大于预设的阈值时，不对PID控制过程进行干预，当熔池溢流程度大于所述阈值时，降低PID控制器的设定值，所述阈值的取值在0.1-0.3范围以内。
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