【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及金属粉末加工，具体涉及一种面向硬质合金增材的生产控制方法。
技术介绍
1、增材制造是一种可以根据设计的cad文件逐层累积材料形成复杂零件的技术；增材制造技术能够轻易实现复杂几何形状零件的生产制备，有望在硬质合金的生产应用上降低生产成本。因此，硬质合金的增材制造越来越受到重视。由于硬质合金极高的熔点，使用增材制造技术仍然具有很大的挑战性。目前，已经使用于硬质合金的增材制造技术主要包括：激光选区熔化（selective laser melting，slm）、激光选区烧结（selective lasersintering，sls）、激光近净成型（laser engineered net shaping，lens）、粘接剂喷射3d打印（3dp）、3d凝胶打印（3dgp）。
2、其中，激光近净成型属于一种直接能量沉积技术，lens聚焦的激光在按照指定路径移动时，粉末喷嘴将金属粉末直接喷到激光光斑在基板上形成的熔池中，然后层层叠加，形成实体；然而与slm预先铺粉的形式不同，lens中改变层厚是通过增加激光功率或送粉速度来实现的。
3、目前常见的，在lens中调整激光功率以及送粉速度的方法为，根据通过pid控制器检测到的反馈误差进行控制。但是在实际面向硬质合金增材的生产过程中，由于生产的产品的形状各异，在不同层加工过程中激光功率与送粉速度的匹配变化特征差异较大；传统的对生产过程中激光功率与进粉速度的控制仅通过当前反馈误差进行控制，面向复杂性较大的产品加工时，受激光能量与进粉量之间匹配变化特征的累积影响较大
技术实现思路
1、为了解决在对复杂性较大的产品加工时，激光功率与进粉速度的反馈误差较大的技术问题，本专利技术的目的在于提供一种面向硬质合金增材的生产控制方法，所采用的技术方案具体如下：
2、第一方面，本专利技术实施例提供了一种面向硬质合金增材的生产控制方法，该方法包括：
3、在硬质合金增材加工过程中采集每层加工过程中的激光功率和添加金属粉末时的进粉速度；
4、根据激光功率和进粉速度的匹配差异和特征一致性，确定每层加工过程中的过程差异参数；比较每层加工层与其它加工层的过程差异参数，筛选出每层加工层的对比层；结合每层加工层和对应的对比层之间激光功率和进粉速度的匹配差异、过程差异参数，确定每层加工层的过程控制影响系数；
5、通过过程控制影响系数，对pid控制器采集到的激光功率和进粉速度的反馈误差进行修正，根据修正后的反馈误差，控制硬质合金增材加工过程中的激光功率和添加金属粉末时的进粉速度；
6、其中，根据激光功率和进粉速度的匹配差异和特征一致性，确定每层加工过程中的过程差异参数，包括：分析每层加工过程中激光功率和进粉速度之间的特征一致性，确定能量与进粉量的匹配差异参数；分析每层加工过程中激光功率和进粉速度之间的匹配差异，确定当前时刻下金属粉末熔融的累积差异参数；结合所述匹配差异参数和所述累积差异参数，确定每层加工过程中的过程差异参数；
7、其中，比较每层加工层与其它加工层的过程差异参数，筛选出每层加工层的对比层，包括：以任意加工层作为目标层，根据目标层与每层其它加工层的过程差异参数的差异，确定目标层与每层其它加工层的置信度参数；以置信度参数作为分子、以目标层的过程差异参数作为分母，将由分子和分母构成的比值，作为目标层与每个其它加工层的置信系数；筛选出置信系数小于或等于预设筛选阈值的加工层，作为目标层的对比层。
8、进一步地，所述分析每层加工过程中激光功率和进粉速度之间的特征一致性，确定能量与进粉量的匹配差异参数，包括：
9、按照加工时刻的先后顺序构建激光功率序列和进粉速度序列；
10、确定所述激光功率序列和所述进粉速度序列之间的相关系数，作为能量与进粉量的匹配差异参数。
11、进一步地，所述分析每层加工过程中激光功率和进粉速度之间的匹配差异，确定当前时刻下金属粉末熔融的累积差异参数，包括：
12、分别对所述激光功率序列和所述进粉速度序列进行标准化处理，得到标准功率序列和标准速度序列；
13、对所述标准功率序列和标准速度序列中相同位置处的元素求取差值的绝对值，构成差值序列；其中，每个差值序列中的元素对应一个时刻；
14、以差值序列中任意元素作为目标元素，计算目标元素与目标元素之前的每个元素的差异值的和值，作为目标元素对应的时刻下的金属粉末熔融的累积差异参数。
15、进一步地，所述结合所述匹配差异参数和所述累积差异参数，确定每层加工过程中的过程差异参数，包括：
16、确定累积差异参数的最大波动范围的范围值，作为第一过程参数；
17、以当前层加工过程中累积差异参数的最大值，作为第二过程参数；
18、以匹配差异参数的正相关映射值，作为第三过程参数；
19、根据第一过程参数、第二过程参数和第三过程参数，确定每层加工过程中的过程差异参数；其中，第一过程参数与过程差异参数呈负相关关系，第二过程参数和第三过程参数均与过程差异参数呈正相关关系。
20、进一步地，所述结合每层加工层和对应的对比层之间激光功率和进粉速度的匹配差异、过程差异参数，确定每层加工层的过程控制影响系数，包括：
21、以任意加工层作为目标层，分别按照加工时刻的先后顺序构成目标层以及对应的对比层的累积差异参数序列；
22、匹配目标层和每层对比层的累积差异参数序列，得到序列距离参数；
23、以目标层的对比层的过程差异参数的占比作为权重，对所述序列距离参数进行加权，得到目标层和每层对比层的影响基础值；
24、结合目标层的过程差异参数、目标层和每层对比层的影响基础值，确定目标层的过程控制影响系数。
25、进一步地，所述通过过程控制影响系数，对pid控制器采集到的激光功率和进粉速度的反馈误差进行修正，包括：
26、比较归一化后的过程控制影响系数与预设判断阈值的大小，当归一化后的过程控制影响系数大于预设判断阈值时，在pid控制器采集到的激光功率和进粉速度的初始的反馈误差的基础上，对初始的反馈误差进行调大；当归一化后的过程控制影响系数小于或等于预设判断阈值时，保持初始的反馈误差不变。
27、进一步地，所述根据修正后的反馈误差，控制硬质合金增材加工过程中的激光功率和添加金属粉末时的进粉速度，包括：
28、以修正后的反馈误差，作为pid控制器的反馈误差，通过pid控制器输出修正后的硬质合金增材加工过程中的激光功率和进粉速度。
29、进一步地，所述在硬质合金增材加工过程中采集每层加工过程中的激光功率和添加金属粉末时的进粉速度之后，包括：
30、利用维纳滤波器对采集得到的激光功率和进粉速度进行降噪处理，得到降噪后的激光本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种面向硬质合金增材的生产控制方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的面向硬质合金增材的生产控制方法，其特征在于，所述分析每层加工过程中激光功率和进粉速度之间的特征一致性，确定能量与进粉量的匹配差异参数，包括：
3.根据权利要求1所述的面向硬质合金增材的生产控制方法，其特征在于，所述分析每层加工过程中激光功率和进粉速度之间的匹配差异，确定当前时刻下金属粉末熔融的累积差异参数，包括：
4.根据权利要求1所述的面向硬质合金增材的生产控制方法，其特征在于，所述结合所述匹配差异参数和所述累积差异参数，确定每层加工过程中的过程差异参数，包括：
5.根据权利要求1所述的面向硬质合金增材的生产控制方法，其特征在于，所述结合每层加工层和对应的对比层之间激光功率和进粉速度的匹配差异、过程差异参数，确定每层加工层的过程控制影响系数，包括：
6.根据权利要求1所述的面向硬质合金增材的生产控制方法，其特征在于，所述通过过程控制影响系数，对PID控制器采集到的激光功率和进粉速度的反馈误差进行修正，包括：
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8.根据权利要求1所述的面向硬质合金增材的生产控制方法，其特征在于，所述在硬质合金增材加工过程中采集每层加工过程中的激光功率和添加金属粉末时的进粉速度之后，包括：
...【技术特征摘要】
1.一种面向硬质合金增材的生产控制方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的面向硬质合金增材的生产控制方法，其特征在于，所述分析每层加工过程中激光功率和进粉速度之间的特征一致性，确定能量与进粉量的匹配差异参数，包括：
3.根据权利要求1所述的面向硬质合金增材的生产控制方法，其特征在于，所述分析每层加工过程中激光功率和进粉速度之间的匹配差异，确定当前时刻下金属粉末熔融的累积差异参数，包括：
4.根据权利要求1所述的面向硬质合金增材的生产控制方法，其特征在于，所述结合所述匹配差异参数和所述累积差异参数，确定每层加工过程中的过程差异参数，包括：
5.根据权利要求1所述的面向硬质合金增材的生产控制...
【专利技术属性】
技术研发人员：袁四明，
申请(专利权)人：株洲明日硬质合金有限公司，
类型：发明
国别省市：
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