[发明专利]一种应用于电弧三维快速成形制造的熔滴沉积率检测方法

摘要

本发明公开一种应用于电弧三维快速成形制造的熔滴沉积率检测方法。该方法实时采集完整加工过程电弧回路中的电弧功率信号，得到电弧功率随时间变化的信号波形；设定电弧功率信号振幅门限值，提取高于门限值的电弧功率时域信号波形，得到电弧功率时域特征波形；利用小波分析方法进行消噪；利用小波包分析方法提取电弧功率时域特征波形中的低频成分，并绘制出电弧功率信号低频成分特征波形图；带入电弧功率‑熔滴沉积率数学模型计算得出加工过程中的熔滴沉积率变化时域波形，最后得出加工过程中任意加工时刻熔滴沉积率值。利用本发明能够实现TIG、MIG、MAG、PAW等金属材料电弧三维快速成形制造过程熔滴沉积率的离线检测和在线监测。

主权项

1.一种应用于电弧三维快速成形制造的熔滴沉积率检测方法，其特征在于，所述方法实时检测加工过程中的电弧功率信号和熔滴过渡激发的声发射信号，利用电弧功率信号和熔滴过渡激发的声发射信号获得熔滴过渡特征信息，实现对电弧三维快速成形制造的熔滴沉积率检测，所述方法的步骤如下：(1)实时采集完整加工过程电弧回路中的电弧功率信号，绘制得到电弧功率随时间变化的信号波形；(2)设定电弧功率信号振幅门限值，提取高于电弧功率信号振幅门限值的电弧功率时域信号波形，得到电弧功率时域特征波形；(3)利用小波分析的方法对电弧功率时域特征波形进行消噪；(4)利用小波包分析方法提取电弧功率时域特征波形中的低频成分，并绘制出电弧功率信号低频成分特征波形图；(5)将电弧功率信号低频成分特征波形带入电弧功率‑熔滴沉积率数学模型计算得出加工过程中的熔滴沉积率变化时域波形；(6)由熔滴沉积率变化时域波形得出加工过程中任意加工时刻熔滴沉积率值；所述电弧功率‑熔滴沉积率数学模型的获得方法如下：(1)分别设定不少于十五组电弧功率参数，沿x方向设定任一速度和行程，使电弧在燃烧过程和熔滴沉积过程中匀速行走；(2)安装声发射传感器于基板上，且正对加工制造区域的中心位置，安装电弧功率传感器于电弧正负极两端；(3)沿x方向直线进行单道单层熔滴过渡沉积，对每一沉积过程实时采集电弧回路中的电弧功率信号和熔滴过渡声发射信号；(4)x方向行程结束，停止电弧工作和电弧功率信号、熔滴过渡声发射信号采集；(5)由电弧功率信号计算得出各组电弧功率参数下的电弧输出功率平均值，由熔滴过渡声发射信号计算得到各组电弧功率参数对应的熔滴沉积率；(6)以计算得到的各组电弧功率平均值为X轴，以熔滴沉积率为Y轴，绘制出关系曲线，并拟合得到电弧功率‑熔滴沉积率数学模型。