[发明专利]一种基于层次分析法的增材制造工艺优选方法及系统

说明书

本发明公开了一种基于层次分析法的增材制造工艺优选方法，包括以下步骤：采集和存储工艺参数；在不同的工艺方案中，找到对应权重的影响因素；将各关联因素划分成有序层次，从而构建出层次模型；通过不同影响因素，采用相对尺度，两两相互比较，确定分级标度值，构造判断矩阵；通过判断矩阵最大特征值对应的归一化特征向量，进行层次单排序，为本层因素对上层目标相对重要性的排序；计算一致性指标以及相应的平均随机一致性指标，最后根据一致性比例，对一致性做出判断；总排序权重从高层到低层将权重进行合成，最终得到工艺参数方案排序；通过计算总排序一致性指标及相应的平均一致性指标，通过计算，对一致性做出判断。本发明利于准确优选工艺参数，最大限度的节约成本。

技术领域

本发明涉及增材制造(3D打印)技术领域，具体涉及一种基于层次分析法的增材制造工艺优选方法及系统。

背景技术

数字化制造是金属增材制造技术的一大特点和优势，数字化制造可以充分发挥金属增材制造技术高柔性、智能化、分布式制造等优点。建立金属增材制造工艺数据系统是金属增材制造技术数字化的重要环节和组成部分；也是金属增材制造过程中重要的基础资源；同时利用工艺数据系统通过内置算法筛选出最佳工艺参数方案，对于降低成形工艺参数探索成本、提高增材制造效率及净成形质量意义重大。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：增材制造过程中存在的工艺参数选择盲目性、探索成本高、数据存储和记录不规范等问题，本发明提供了解决上述问题的一种基于层次分析法的增材制造工艺优选方法及系统，本发明使用层次分析方法，在系统采集的工艺参数组中，可以筛选出增材制造工艺的最佳方案，同时将其内置于整个工艺数据系统中，形成集激光增材工艺数据记录、管理、筛选、优化等整套的管理系统，最大限度的节约成本。

本发明通过下述技术方案实现：

一种基于层次分析法的增材制造工艺优选方法，包括以下步骤：

S1.工艺参数采集：对整套增材制造装备的工艺参数数据实时在线采集监控；此处的工艺参数包括但不限于激光功率、送粉流量、机器人末端速度、机器人坐标等。

S2.工艺参数传输与存储：工艺参数采集完成后，经传输和开发处理，存入数据库；

S3.建立递阶层次的结构模型：在不同的增材工艺方案中，找到对应权重的影响因素；各个因素之间存在关联，将这些因素划分成有序层次，从而构建出层次模型；

S4.构造判断矩阵：通过不同影响因素，采用相对尺度，两两相互比较，确定分级标度值，构造判断矩阵；

S5.层次单排序：通过判断矩阵最大特征值对应的归一化特征向量，进行层次单排序，为本层因素对上层目标相对重要性的排序；

S6.单排序一致性检验：计算一致性指标CI以及相应的平均随机一致性指标RI，最后根据一致性比例CR，对一致性做出判断；

S7.层次总排序：总排序权重从高层到低层将权重进行合成，最终得到工艺参数方案排序；

S8.总排序一致性检验：通过计算总排序一致性指标CI_(j)及相应的平均一致性指标RI_(j)，通过计算CR，对一致性做出判断；其中，j＝1...n。

进一步优选，步骤S1中，通过Beckhoff-IPC控制系统，利用EtherCAT总线采集增材制造工艺参数各数字量和模拟量，同时利用WPF完成二次开发，将整套增材制造装备的工艺参数进行实时在线监控。

进一步优选，步骤S2中，工艺参数采集完成后，通过C#协议转换程序，利用自定义网络协议，将系统内部变量发送出来，在边缘PC内，通过C#二次开发，利用Socket通信传输工艺参数变量数据，并存入Influxdb数据库中。