[发明专利]实时监测和控制淀积高度的方法和系统

权利要求书

1.一种用于在激光包层和激光辅助的直接金属制造中监测和控制包层的 高度的方法，包括如下步骤：

对通过激光包层形成的熔池进行成像，且每一幅图像都有一特定区域；

使用通过成像获得的熔池图像来确定表示熔池高度的像素，从而实时地计 算熔池的位置和高度；以及

实时控制粉末进料速率，以控制包层的高度达到目标高度，从而形成具有 对应于两维剖面信息的形状和厚度的包层，其中两维剖面信息从存储的剖面成 形信息中得到；

其中，实时控制粉末进料速率以控制包层的高度到达目标高度值，包括：

如果熔池的实际高度小于目标高度值，则增加粉末进料速率；

如果熔池的实际高度大于目标高度值，则减小粉末进料速率或停止粉 末的供给。

2.一种用于通过在激光包层和激光辅助的直接金属制造中使用图像成像 和图像处理技术实时地监测和控制包层的高度的系统，包括：

激光发生器，用于通过照射激光束在样本表面形成熔池；

束传输装置，用于传输由激光束发生器产生的激光束；

束聚焦装置，用于聚焦由束传输装置传输的激光束；

包层材料进料器，用于向熔池馈送包层材料，所述熔池通过照射由束聚焦 装置聚焦的激光束在样本表面形成；

传递系统，用于在用位于z-轴方向上的束聚焦装置进行包层的工艺中保持 激光束的焦距不变，并沿着激光束附近的加工路径自由地传递样本，从而允许 用固定于x和y轴工作台的样本完成激光包层；

计算机辅助设计/计算机辅助制造CAD/CAM装置，用于在三维CAD数据 的基础上产生包括加工路径的成形信息并传输该成形信息；

图像成像装置，用于实时获得熔池的图像；

图像处理装置，用于通过使用由成像获得的熔池图像来确定表示熔池高度 的像素，从而通过使用特定像素的实际物理高度和每个像素实际高度的变化值 实时地计算熔池的位置和高度，所述特定像素的实际物理高度和每个像素实际 高度的变化值是使用包层高度为已知的标准样本来纠正的；

比较器，用于将所述熔池的实际高度与目标高度值进行比较；以及

控制系统，用于实时控制粉末进料速率，以控制包层的高度达到目标高度， 从而形成具有对应于两维剖面信息的形状和厚度的包层，其中两维剖面信息从 存储的剖面成形信息中得到，其中，实时控制粉末进料速率以控制包层的高度 到达目标高度值，包括：

如果熔池的实际高度小于目标高度值，则增加粉末进料速率；

如果熔池的实际高度大于目标高度值，则减小粉末进料速率或停止粉 末的供给。