[发明专利]激光熔覆的闭环控制方法

权利要求书

1.一种激光熔覆的闭环控制方法，其特征在于，包括步骤：

步骤100，在激光器的侧边设置用于检测当前温度的第一测温仪，所述第一测温仪的测量中心与所述激光器的激光加工中心重合，且所述第一测温仪的测温面积大于所述激光器熔覆时的熔池面积；

步骤200，准备带有孔洞的待加工零件，设置激光器的初始激光功率与初始熔覆速度，以及预定熔覆轨迹，然后开始熔覆过程；

所述激光器的侧边上还设置有提前检测前方孔洞的第二测温仪，所述第二测温仪的测温面积大于所述第一测温仪的测温面积，且测量中心与所述激光器的激光加工中心重合；

当所述第二测温仪在当前采样周期获取的平均温度与其前一采样周期的平均温度差大于预定的降温值时，则降低所述激光器的激光功率至非熔覆功率；

步骤300，通过控制模块根据熔覆速度设置所述第一测温仪的采样周期，在每个所述采样周期内，所述第一测温仪获取当前测温面积的平均温度；

步骤400，控制模块利用当前采样周期的平均温度，减去前一个采样周期的平均温度，如：

两者的差值大于预定的降温值，则降低所述激光器的激光功率至非熔覆功率；如：

两者的差值为负值且小于预定的升温值，则恢复所述激光器的激光功率至熔覆；如：

两者的差值位于预定的稳定温度范围时，不改变当前所述激光器的激光功率，继续下一个循环，直至熔覆过程结束。

2.根据权利要求1所述的闭环控制方法，其特征在于，

所述第一测温仪的测温面积为所述熔池面积的1.1~1.3倍，所述第二测温仪的测量面积为所述第一测温仪的测温面积的2~5倍。

3.根据权利要求1所述的闭环控制方法，其特征在于，

所述采样周期小于或等于所述第二测温仪的测温面积除以两倍的熔覆速度得到的值。

4.根据权利要求3所述的闭环控制方法，其特征在于，

所述采样周期小于或等于1000毫秒。

5.根据权利要求1所述的闭环控制方法，其特征在于，

所述第一测温仪和所述第二测温仪为红外测温仪或红外热像仪。

6.根据权利要求1所述的闭环控制方法，其特征在于，

所述待加工零件上孔洞的面积至少大于2π乘以第二测温仪的测温面积的平方。

7.根据权利要求1所述的闭环控制方法，其特征在于，

还包括对比所述第一测温仪的平均温度，和所述第二测温仪的平均温度在预定时间内温度变化幅度的步骤，步骤如下：

步骤401，将第一测温仪获取的当前采样周期的平均温度与其预定时间时的平均温度对比，如变化幅度超过预定值，则表明已经脱离孔洞，此时，恢复激光功率至标准工作状态；

步骤402，将第二测温仪获取的当前采样周期的平均温度与其预定时间时的平均温度对比，如变化幅度超过预定值，则表明即将进入孔洞，此时，将激光功率降至非熔覆功率；

所述的预定时间为当前采样周期之前的预定采样周期的时间。

8.根据权利要求1所述的闭环控制方法，其特征在于，

所述控制模块包括用于采样所述第一测温仪和所述第二测温仪上温度值的温度采样模块，和对采样信号进行滤波的滤波模块，以及将采样的模块信号转换为数字信号的A/D转换模块，所述控制模块的输入端耦接第一测温仪和第二测温仪，输出端耦接激光器。

9.根据权利要求1所述的闭环控制方法，其特征在于，

所述第一测温仪和所述第二测温仪通过夹具安装在所述激光器上，以随所述激光器同步运动。