一种用于增材制造设备的循环气体自整定控制方法技术

本发明专利技术公开了一种用于增材制造设备的循环气体自整定控制方法，在循环气体出风口处安装流量传感器，实时检测出风口处的循环气体风速，再将流量传感器检测到的信号作为循环气体风速的反馈信号，与循环气体风速的给定信号进行比较，形成闭环控制，以达到循环气体出风口处的风速是增材制造设备操作人员设定的适合设备当前工作条件的循环气体风速。本发明专利技术方法使得成形区域的循环气体不会随着滤芯风阻的增加而变小，而是一直稳定在可控的范围内，这样就可以削弱甚至消除循环气体的不稳定性对成形过程的稳定性及成形质量的影响。

Circulating gas self setting control method for material increasing manufacturing equipment

The invention discloses a self-tuning control method for circulating gas increasing material manufacturing equipment, in the circulating gas outlet flow sensor is installed, detect circulating gas outlet wind speed in real time, and then the signal flow sensor detected as the feedback signal of circulating gas velocity, compared with the given signal of gas circulation the wind speed, closed-loop control, to achieve a speed of circulating gas outlet is circulating gas velocity increasing material manufacturing equipment operators set for the current operating conditions of the equipment. The method of the invention makes the forming cycle gas does not increase with the resistance of filter area becomes smaller, but has been stable in the controllable range, so it can reduce the influence of circulating gas instability on the stability of the quality forming process and forming.

【技术实现步骤摘要】
一种用于增材制造设备的循环气体自整定控制方法
本专利技术属于增材制造
，具体涉及一种用于增材制造设备的循环气体自整定控制方法。
技术介绍
增材制造技术是基于三维CAD模型数据，通过增加材料逐层制造的方式，以计算机三维设计模型为蓝本，通过软件分层和数控成形系统，利用高能束将材料进行逐层堆积，最终叠加成形，制造出有特定几何形状零件的一种技术手段。目前国内外增材制造设备一般均使用循环气体将成形过程中的烟尘及大颗粒等吹离成形区域，再通过过滤去除循环气体中的杂质的方法进行成形，因此循环气体的稳定性则对成形零件的质量及成形过程的稳定性起到至关重要的作用。使用现有技术在成形过程中，用于过滤掉循环气体中杂质的滤芯会随着使用时间的增加，风阻会逐渐变大，这样将导致循环气体流速不断降低，进而直接影响成形的质量及成形过程的稳定性。此外由于设备差异、电磁干扰、电网稳定性等也都会对循环气体的稳定性造成影响，稳定可控的循环气体直接关系到成形零件的成败。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种用于增材制造设备的循环气体自整定控制方法，解决了现有增材制造设备循环气体不够稳定可控的问题。本专利技术所采用的技术方案是，一种用于增材制造设备的循环气体自整定控制方法，包括以下步骤：在循环气体控制系统中设定循环气体风速设定值为A，循环气体风速的给定值为B，循环气体风速的反馈值为C，可以接受的循环气体风速的设定值与反馈值的误差值为E，当前循环气体风速的给定值为B′，利用安装在成形室循环气体出风口处的流量传感器检测当前循环气体风速的反馈值C′，当|A-C′|>E时，以B+A-C′的值作为新的当前循环气体风速给定值B′，提供给成形室，在该给定值下再次获得当前循环气体风速的反馈值C′，继续比较|A-C′|和E的大小，以此循环，直到|A-C′|≤E时，停止更新给定值B′。进一步，循环气体风速的最大给定值为D，若B+A-C′的值大于D时，则将循环气体风速的最大给定值D作为新的当前循环气体风速给定值B′。进一步，该循环气体的自整定控制还包括检测用于过滤循环气体的过滤器两侧的差压，设定差压当前值为X，差压饱和值为Y，差压报警值为Z，当X<Y时，循环气体控制系统显示正常工作状态；当Y≤X<Z时，循环气体控制系统显示饱和状态，但设备仍正常工作；当X≥Z时，循环气体控制系统显示报警状态，设备停止工作。进一步，上述用于增材制造设备的循环气体自整定控制方法所用的控制系统，包括给成形室提供循环气体的导风管路，设置在导风管路上的过滤器，安装在成形室循环气体出风口处的流量传感器。进一步，上述控制系统还包括设置于滤芯两侧的差压传感器。本专利技术的有益效果是，采用本专利技术的循环气体控制方法，进行闭环自整定控制，成形区域的循环气体不会随着滤芯风阻的增加而变小，而是一直稳定在可控的范围内，这样就可以削弱甚至消除循环气体的不稳定性对成形过程的稳定性及成形质量的影响。附图说明图1是本专利技术循环气体自整定控制方法所采用的系统结构示意图；图2是本专利技术循环气体自整定控制系统的控制逻辑图；图3是本专利技术滤芯状态与设备正常工作的逻辑关系图。图中，1.PLC，2.差压传感器信号线，3.流量传感器信号线，4.流量传感器，5.成形区域，6.差压传感器，7.过滤器滤芯箱，8.过滤器滤芯，9.导风管路，10.循环风机，11.成形区域循环气体出风口。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步的详细说明，但本专利技术并不限于这些实施方式。本专利技术在循环气体出风口处安装流量传感器，实时检测出风口处的循环气体风速，再将流量传感器检测到的信号作为循环气体风速的反馈信号，与循环气体风速的给定信号进行比较，形成闭环控制，以达到循环气体出风口处的风速是增材制造设备操作人员设定的适合设备当前工作条件的循环气体风速。本专利技术所使用的循环气体控制系统如图1所示，控制中心PLC1控制循环风机10通过导风管路9给成形室5提供循环气体，导风管路9上设置有用于过滤循环气体的过滤器7，过滤器滤芯8两侧安装有差压传感器6。成形室循环气体出风口处11安装有流量传感器4，流量传感器4和差压传感器6分别通过流量传感器信号线3和差压传感器信号线2与控制中心PLC1连接。定义该控制系统的循环气体风速设定值为A，循环气体风速的给定值为B，循环气体风速的反馈值为C，循环气体风速的最大给定值为D。当前循环气体风速的给定值为B′，当前循环气体风速的反馈值为C′，可以接受的循环气体风速的设定值与反馈值的误差值为E，滤芯两侧的差压当前值为X，差压饱和值为Y，差压报警值为Z。设备刚刚启动时，A＝B，随着滤芯的使用时间的增加，滤芯风阻逐渐变大，滤芯两侧的差压当前值X逐渐变大，反馈值C逐渐减小。利用安装在成形室循环气体出风口处的流量传感器检测当前循环气体风速的反馈值C′，控制中心读取数值进行判断，当|A-C′|>E时，以B+A-C′的值作为新的当前循环气体风速给定值B′，提供给成形室，在该给定值下再次获得当前循环气体风速的反馈值C′，继续比较|A-C′|和E的大小，以此循环，直到|A-C′|≤E时，停止更新给定值B′。若B+A-C′的值大于D时，则将循环气体风速的最大给定值D作为新的当前循环气体风速给定值B′，如图2所示。在成形过程中，流量传感器始终对当前循环气体风速进行检测，PLC根据结果执行上述给定值的调整，以此能使循环气体风速始终稳定在设定值一定误差范围内，不受其他条件变化的影响，给成形过程提供稳定的循环气氛，保证了成形产品的质量。同时，利用过滤器两侧设置的差压传感器测定过滤器的压差，检测过滤器的堵塞情况。如图3所示，设定差压当前值为X，差压饱和值为Y，差压报警值为Z。一台新的增材制造设备、使用的新的滤芯或为已经运行了一定时间的设备更换新的滤芯之后，差压当前值X小于差压饱和值Y，即X<Y，循环气体控制系统显示正常工作状态，设备正常运行。当差压当前值X大于等于差压饱和值Y，而小于差压报警值Z时，即Y≤X<Z时，循环气体控制系统显示当前滤芯处于饱和状态，但设备仍正常工作，提示增材制造设备操作人员，当前滤芯已经处于可以正常工作的边沿饱和状态，需要在适当的时候更换滤芯。当差压当前值X大于等于Z时，即X≥Z时，循环气体控制系统显示报警状态，此时的滤芯已经无法满足增材制造设备的正常工作，设备将自动停止，并发出警报，增材制造设备操作人员需要及时更换滤芯，满足增材制造设备的工作条件后才能再次进入正常工作状态。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于增材制造设备的循环气体自整定控制方法，其特征在于，在循环气体控制系统中设定循环气体风速设定值为A，循环气体风速的给定值为B，循环气体风速的反馈值为C，可以接受的循环气体风速的设定值与反馈值的误差值为E，当前循环气体风速的给定值为B′，利用安装在成形室循环气体出风口处的流量传感器检测当前循环气体风速的反馈值C′，当|A‑C′|>E时，以B+A‑C′的值作为新的当前循环气体风速给定值B′，提供给成形室，在该给定值下再次获得当前循环气体风速的反馈值C′，继续比较|A‑C′|和E的大小，以此循环，直到|A‑C′|≤E时，停止更新给定值B′。

【技术特征摘要】
1.一种用于增材制造设备的循环气体自整定控制方法，其特征在于，在循环气体控制系统中设定循环气体风速设定值为A，循环气体风速的给定值为B，循环气体风速的反馈值为C，可以接受的循环气体风速的设定值与反馈值的误差值为E，当前循环气体风速的给定值为B′，利用安装在成形室循环气体出风口处的流量传感器检测当前循环气体风速的反馈值C′，当|A-C′|>E时，以B+A-C′的值作为新的当前循环气体风速给定值B′，提供给成形室，在该给定值下再次获得当前循环气体风速的反馈值C′，继续比较|A-C′|和E的大小，以此循环，直到|A-C′|≤E时，停止更新给定值B′。2.根据权利要求1所述的用于增材制造设备的循环气体自整定控制方法，其特征在于，所述循环气体风速的最大给定值为D，若B+A-C′的值大于D时，则将循环气体风速的最大给定值D作为新的当...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘泽众，杨东辉，李新星，
申请(专利权)人：西安铂力特激光成形技术有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西,61