高速攝像機應用---焊接與增材制造

激光焊接在焊接質量和效率等各方面都具有明顯優勢。由于激光束的光斑直徑較小，使得激光束準確對中焊縫成為實現高質量焊接的前提。因此，準確跟蹤焊縫是激光焊接的關鍵所在。機器視覺檢測是焊縫跟蹤的主要方法之一， 通過高速攝像機拍攝動態熔池圖像序列，獲取熔池特征參數，分析焊縫路徑偏差與熔池特征參數之間的內在規律，建立焊縫路徑與激光束偏差實時測量的視覺模型。然后輸出調整量給機器人控制器,控制機械手指引焊槍運行,實現自動跟蹤。

增材制造（Additive Manufacturing，AM）俗稱3D打印，融合了計算機輔助設計、材料加工與成型技術、以數字模型文件為基礎，通過軟件與數控系統將專用的金屬材料、非金屬材料以及醫用生物材料，按照擠壓、燒結、熔融、光固化、噴射等方式逐層堆積，制造出實體物品的制造技術。相對于傳統的、對原材料去除－切削、組裝的加工模式不同，是一種“自下而上”通過材料累加的制造方法，從無到有。這使得過去受到傳統制造方式的約束，而無法實現的復雜結構件制造變為可能。

激光金屬增材制造通過金屬材料快速熔化、凝固并逐層堆積的方式實現金屬零件的近凈成形。成形過程中 溫度梯度大，在零件內產生熱應力和熱變形，導致冶金缺陷以及顯微組織性能退化，因此溫度場檢測、分 析 與 控 制 一直是金屬增材制造的關鍵問題。為此，綜述了國內外增材制造溫度場的有限元仿真分析，基于紅外熱像儀和高 溫計等儀器的成形表面、熔池溫度在線檢測分析，成形溫度閉環控制與基板預熱控制等方面的研究進展，比較了現有的增材制造溫度場檢測、分析與控制技術的優缺點，并分析了未來的發展趨勢