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公开(公告)号：CN113843420B
公开(公告)日：2022-10-04
申请号：CN202111122803.0
申请日：2021-09-24
申请人： 西南交通大学 , 四川航天长征装备制造有限公司
摘要： 本发明提供一种基于单相机的金属增材制造熔池形貌多角度视觉传感装置，传感装置包括传感通路、复合滤光系统和图像检测系统三个部分，第一平面镜从上方接收熔池辐射出的光线并反射至复合滤光系统，经过图像检测系统后得到熔池宽度信息；熔池辐射出的光线和前一堆积层反射的电弧光被第三平面镜反射到达第二平面镜，而后经过复合滤光系统，最后通过图像检测系统得到熔池的高度信息和前一堆积层的高度信息；本发明装置提供的多角度视觉传感装置能够实现在单幅图像中同时显示熔池的高度信息、熔池的宽度信息和前一堆积层的高度信息，降低了监测系统的复杂度，为后续堆积层高度和宽度的高精准闭环控制奠定基础。
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公开(公告)号：CN113996884B
公开(公告)日：2022-09-02
申请号：CN202111425513.3
申请日：2021-11-26
申请人： 西南交通大学
摘要： 本发明公开了一种弯曲空心结构件电弧熔丝增材制造方法，包括以下步骤：建立弯曲空心结构件的三维实体模型，对模型分层切片，将基板安装到变位机工作平面并将其翻转至与水平面成α角度，确定焊枪堆积路径及堆积工艺参数，将电信号反馈调节系统接入电弧熔丝增材制造电源回路，电信号反馈调节系统由闭环控制器根据电信号采样值与设定值的误差调节被控工艺参数，完成非均匀厚度层的堆积，每层堆积结束后焊枪沿高度方向移动距离hn，将变位机沿前一次翻转方向翻转α角度，进行下一层堆积。本发明可以有效解决弯曲空心结构件电弧增材制造过程沿高度方向等厚分层切片方法引起的成形坍塌、流淌、成形质量差的难题，有效提高了堆积过程稳定性及质量。
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公开(公告)号：CN110834132B
公开(公告)日：2021-07-09
申请号：CN201911189908.0
申请日：2019-11-28
申请人： 西南交通大学
摘要： 本发明公开了一种椭球面箱底上铝合金法兰电弧熔丝增材制造方法，包括以下步骤：将椭球面箱底安装在变位机上；采用多层的方式堆积法兰的下颈部，在枪体上安装视觉传感器采集电弧图像，计算铝合金表面点到枪体喷嘴的高度与预设高度的误差，控制系统根据误差信息调整枪体高度；下颈部堆积完成后，将变位机工作台翻转90°，采用多层多道的方式堆积法兰上颈部；堆积完成后，对椭球面箱底及堆积成形的铝合金法兰近净成形件进行整体热处理；最后按产品要求进行机械加工处理，本发明不仅取消了储箱所有焊缝，改善了箱底与铝合金法兰接头的力学性能，而且有效解决椭球面基板上法兰电弧熔丝增材制造中过程稳定性差、枪体易与基板或堆积层发生碰撞的难题。
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公开(公告)号：CN110340487B
公开(公告)日：2021-06-08
申请号：CN201910642156.2
申请日：2019-07-16
申请人： 西南交通大学
摘要： 本发明提供一种异种金属结构件低热输入多丝电弧增材制造方法及装置，步骤如下：将GTA电源的负极与钨极夹连接，电源的正极通过并联方式分为多个回路，每个回路中金属丝送丝方向围合成圆锥，电弧建立在钨极与金属丝之间；根据规划层片上的成形路径及填充的金属材质，闭合对应金属丝材所在回路的IGBT开关，并断开其余回路上的IGBT开关，开启需要填充金属丝材的送丝系统，不同金属丝材的填充可通过切换回路间的开关实现；重复以上步骤，直到成形的异种金属构件达到设定尺寸和异种金属填充区域要求为止，本发明可灵活地实现多种材质的异种金属结构件的成形，同时有效减小异种材质结构界面间金属化合物的厚度，提高异种结构件的力学性能。
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公开(公告)号：CN107127432B
公开(公告)日：2019-10-18
申请号：CN201710483585.0
申请日：2017-06-22
申请人： 西南交通大学
摘要： 本发明提供一种基于焊工调节的铝合金MIG焊熔透控制系统与控制建模方法，铝合金MIG焊熔透控制系统包括熔透图像检测系统、焊接系统、参数控制与存储系统，铝合金MIG焊控制建模方法如下：标定熔透图像检测系统，并在图像上标出设定熔池尺寸；焊工观察熔池图像，调节焊接参数保证背面熔透均匀性；导出焊接参数与熔池尺寸存储数据，建立焊接参数变化与熔池尺寸变化的动态模型；将建立的动态模型应用于铝合金MIG焊熔透控制过程；本发明方法将焊工调节过程引入到控制器设计中，无需进行传统焊接控制器设计所需的焊接过程动态建模、仿真与控制器调试，具有设计过程简单、可操作性强的优点，为铝合金MIG焊实时熔透控制提供了可靠的技术支撑。
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公开(公告)号：CN109648172A
公开(公告)日：2019-04-19
申请号：CN201910062915.8
申请日：2019-01-23
申请人： 西南交通大学
CPC分类号： B23K9/167 , B23K9/04 , B23K9/0953 , B23K9/0956
摘要： 本发明提供一种弧压辅助的GTA增材制造熔宽检测的视觉系统实时标定方法，利用弧压信号可间接表征钨极尖端到堆积层表面的距离的特点，将弧压信号融合到熔池检测的视觉系统标定中，通过测定钨极尖端到堆积层表面的距离，采集弧压变化曲线并进行滤波处理，计算不同钨极尖端到堆积层表面的距离下，图像中不同列的像素比例因子，从而完成视觉系统的实时标定；本发明将虚拟弧压信号融合到熔池检测的视觉系统实时标定中，有效地解决了GTA填丝增材制造过程熔宽检测的视觉系统标定失效难题，且可以适用于复杂构件GTA填丝增材制造熔宽尺寸的实时检测，为后续GTA填丝增材制造堆积尺寸的实时控制提供了可靠的技术支撑。
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公开(公告)号：CN108994426A
公开(公告)日：2018-12-14
申请号：CN201811035555.4
申请日：2018-09-06
申请人： 西南交通大学
摘要： 本发明提供一种金属构件电弧填丝增材制造实时降温装置与方法，该装置包括冷却罩、气流缓冲装置、升降装置等，气流缓冲装置可保证通入的低温冷却气体均匀分布在堆积层上，通过调节前、后滑动金属挡板，可有效调节堆积层的冷却范围，金属构件电弧填丝增材制造实时降温方法如下：提前在冷却罩内通入低温冷却气体，成形前n层时，每成形一层，将焊枪和前、后滑动金属挡板提升切片高度h，冷降温装置降低h，成形剩余层时，每成形一层，仅将焊枪提升h，本发明方法提出的金属构件电弧填丝增材制造实时降温装置与方法可有效调节堆积层的冷却范围，并提高堆积层的冷却效率，同时解决了传统电弧填丝增材制造热积累严重的难题。
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公开(公告)号：CN108856975A
公开(公告)日：2018-11-23
申请号：CN201810854401.1
申请日：2018-07-30
申请人： 西南交通大学
IPC分类号： B23K9/04
摘要： 本发明公开了一种减轻堆积层热积累的智能水冷电弧增材制造装置及方法，该装置包括堆积系统、传感系统、控制系统、水冷系统四个部分，在电弧增材制造过程中，通过水冷系统使冷却水不断流经堆积层侧面并带走大部分热量，快速降低堆积层温度；传感系统通过温度传感器与水位传感器实时采集水冷系统中的温度信息及水位信息；计算机控制系统通过传感系统采集到的信息自动控制水冷系统中的水位与温度，基于该装置的电弧增材制造方法，通过循环恒定温度冷却水的方式，有效解决了金属构件堆积过程引起的严重堆积层热积累难题，大幅提高了电弧增材制造方法的成形效率和成形质量，细化了金属构件组织晶粒。
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公开(公告)号：CN108274094A
公开(公告)日：2018-07-13
申请号：CN201810067957.6
申请日：2018-01-24
申请人： 西南交通大学
摘要： 本发明提出了一种列车制动盘类构件的GMAW增材制造方法，步骤如下：先将基板安装在变位机上，采用多层多道的方法堆积下盘片与辅助小圆柱，待下盘片与辅助小圆柱堆积成形后，在下盘片的上表面堆积散热筋直至达到尺寸要求；基于GMAW焊枪倾斜的方式，在辅助小圆柱外壁，先堆积成形上盘片内径区域及上盘片的前N层；利用多层多道的方法沿上盘片内径完成剩余盘片的堆积；沿上盘片的内径进行切割，取下内径内前N层金属，同时将堆积的列车制动盘类构件从基板上切割下来；本发明能有效减少零件在加工过程中产生的气孔、缩松、缩孔等缺陷，并提高了零件的力学性能，同时缩短列车制动盘类构件制造周期。
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公开(公告)号：CN107486608A
公开(公告)日：2017-12-19
申请号：CN201710630390.4
申请日：2017-07-28
申请人： 西南交通大学
摘要： 本发明提供一种图像处理的GTAW增材制造堆积高度视觉检测方法及系统，CCD摄像机轴线垂直于GTAW焊枪轴线和导丝管轴线构成的平面；开启连续图像采集，完成传感系统的标定，确定钨极尖端的位置；测定钨极尖端到基板表面的初始距离，启动GTAW电弧与填丝系统；图像处理算法提取堆积层熔池尾部表面特征；计算相邻连续图像对应列的堆积层熔池表面行坐标均方差，阈值法确定堆积层表面熔池尾部液态与固态金属的交界点；堆积第n层时，根据钨极尖端到基板表面的初始距离、钨极尖端位置、堆积层液固交界点位置计算当前时刻堆积层总高度，本发明方法有效解决了GTAW增材制造堆积高度难以实时检测的难题，具有检测过程简单，信息量直观丰富的优点。
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