[发明专利]一种双通道激光增材制造数控系统

说明书

本发明公开了一种双通道激光增材制造数控系统，所述系统包括控制系统、数据采集系统、在线监控系统和HMI单元，其中：所述控制系统采用基于总线的多功能模块设计，包含核心控制单元、轴控制单元、位置反馈单元、数字输入输出控制单元；数据采集系统集成有模拟量采集卡、数字I/O采集卡；在线监控系统包括工控机、CCD高速摄像机、红外成像仪；所述HMI单元与所述控制系统连接，包括液晶屏、全功能键盘和下操作面板，用于实现工艺参数的输入、加工程序的编辑、沉积轴/运动轴位置坐标和报警信息的显示。上述系统能提高在增材制造加工过程中对双通道加工工艺结合数据的分析能力，并实时监测加工状态，提高加工质量。

技术领域

本发明涉及增材制造技术领域，尤其涉及一种双通道激光增材制造数控系统。

背景技术

目前，增材制造也叫3D打印技术，是融合了计算机辅助设计、材料加工与成型技术，以数字模型文件为基础，通过软件与数控系统将专用的金属材料、非金属材料以及医用生物材料，按照挤压、烧结、熔融、光固化、喷射等方式逐层堆积，制造出实体物品的制造技术。相对于传统的、对原材料去除切削、组装的减材制造加工模式不同，是一种“自下而上”通过材料累加的制造方法，从无到有，这使得过去受到传统制造方式的约束，而无法实现的复杂结构件制造变为可能。

但现有技术在激光增材制造过程中存在加工效率低，进行加工大型结构件工期长的缺陷，而且在进行自适应控制时无法对双通道同时进行控制，制约了增材制造技术的发展。

发明内容

本发明的目的是提供一种双通道激光增材制造数控系统，该系统能提高在增材制造加工过程中对双通道加工工艺结合数据的分析能力，并实时监测加工状态，提高加工质量。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种双通道激光增材制造数控系统，所述系统包括控制系统、数据采集系统、在线监控系统和HMI单元，其中：

所述控制系统采用基于总线的多功能模块设计，包含核心控制单元、轴控制单元、位置反馈单元、数字输入输出控制单元；所述核心控制单元用于对双通道多沉积轴同步控制算法及防干涉防碰撞算法进行设计；所述轴控制单元用于对伺服驱动单元和电机的运动进行控制；所述位置反馈单元用于激光头运动位置的实时检测反馈；所述数字输入输出控制单元用于实现对双通道多沉积轴限位开关、阀门、急停输入输出信号的控制；

所述数据采集系统集成有模拟量采集卡、数字I/O采集卡，用于实现激光器功率、激光器水温、激光头水流量、水冷机水压、水冷机水温、水冷机水流量、气源气压、箱体气压、头气流量、氧份仪气体含量参数的实时采集，并通过以太网将采集的数据传送给所述控制系统；

所述在线监控系统包括工控机、CCD高速摄像机、红外成像仪，用于实现对增材制造熔池的纵截面形貌、单层沉积层厚度、熔池侧面形态进行在线监测，同时对熔池局部区域附近及已形成零件整体范围的温度场及最高温度分布进行监测，并将监测的数据由所述工控机传输给所述控制系统；

所述HMI单元与所述控制系统连接，包括液晶屏、全功能键盘和下操作面板，用于实现工艺参数的输入、加工程序的编辑、沉积轴/运动轴位置坐标和报警信息的显示。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，上述系统能提高在增材制造加工过程中对双通道加工工艺结合数据的分析能力，并实时监测加工状态，提高加工质量。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。

图1为本发明实施例提供的双通道激光增材制造数控系统的整体结构示意图；

图2为本发明所举实例双通道同步控制G代码执行过程示意图；