高速攝像機應(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。由于激光束的光斑直徑較小，使得激光束準確對中焊縫成為實現(xiàn)高質(zhì)量焊接的前提。因此，準確跟蹤焊縫是激光焊接的關(guān)鍵所在。機器視覺檢測是焊縫跟蹤的主要方法之一， 通過高速攝像機拍攝動態(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時測量的視覺模型。然后輸出調(diào)整量給機器人控制器,控制機械手指引焊槍運行,實現(xiàn)自動跟蹤。

增材制造（Additive Manufacturing，AM）俗稱3D打印，融合了計算機輔助設(shè)計、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，制造出實體物品的制造技術(shù)。相對于傳統(tǒng)的、對原材料去除－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，因此溫度場檢測、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)外增材制造溫度場的有限元仿真分析，基于紅外熱像儀和高 溫計等儀器的成形表面、熔池溫度在線檢測分析，成形溫度閉環(huán)控制與基板預(yù)熱控制等方面的研究進展，比較了現(xiàn)有的增材制造溫度場檢測、分析與控制技術(shù)的優(yōu)缺點，并分析了未來的發(fā)展趨勢