(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210676093.4 (22)申请日 2022.06.15 (71)申请人 西安增材制造国家研究院有限公司 地址 710000 陕西省西安市高新区上林苑 八路997号 (72)发明人 卢秉恒　李波波　邱成鸿　刘靖驰　 王志翔　施建旭　杨承滔　 (74)专利代理 机构 西安通大专利代理有限责任 公司 6120 0 专利代理师 张宇鸽 (51)Int.Cl. G06F 30/10(2020.01) G06F 16/2455(2019.01) G01D 21/02(2006.01) B23K 26/70(2014.01)B23K 26/342(2014.01) G06F 113/10(2020.01) (54)发明名称 一种激光熔丝金属增材制造在线监测装置 及方法 (57)摘要 本发明公开了一种激光熔丝金属增材制造 在线监测装置及方法， 根据不同激光熔丝的工艺 参数进行金属增材制造， 同时实时采集获取金属 增材制造过程中零件的电信号参数； 根据电信号 参数与激光熔丝的工艺参数进行特征关联， 同时 实时采集金属增材制造零件的性能参数， 将不同 激光熔丝的工艺参数、 及该工艺参数下金属增材 制造得到的零件的电信号参数以及零件的性能 参数进行匹配 建立匹配数据库， 实时采集激光熔 丝金属增材制造过程中制造零件不同阶段的电 信号参数， 将获取的电信号参数与匹配数据库中 的数据进行特征匹配， 通过结合传感、 检测与控 制技术， 对丝材增材制造过程进行在线监控， 从 而实现打印质量在线 全检和实时控制。 权利要求书2页 说明书7页 附图5页 CN 115081040 A 2022.09.20 CN 115081040 A 1.一种激光熔丝金属 增材制造在线监测方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： S1， 根据不同激光熔丝的工艺参数进行金属增材制造， 同时实时采集获取金属增材制 造过程中零件的电信号参数； 根据电信号参数与激光熔丝的工艺参数进行特征关联， 同时 实时采集金属增材制 造零件的性能参数， 将不同激光熔丝的工艺参数、 及该工艺参数下金 属增材制造得到的零件的电信号 参数以及零件的性能参数进行匹配建立匹配数据库； S2， 实时采集激光熔丝金属增材制造过程中制造零件不同阶段的电信号参数， 将获取 的电信号参数与匹配数据库中的数据进行特征匹配， 即可得到 当前增材制造工艺条件下得 到的零件的性能特 征。 2.根据权利要求1所述的一种激光熔丝金属增材制造在线监测方法， 其特征在于， 电信 号参数包括电流信号、 电压信号、 频率和相位。 3.根据权利要求1所述的一种激光熔丝金属增材制造在线监测方法， 其特征在于， 不同 激光熔丝的工艺参数包括打印过程中零件的形态图像、 熔池温度、 扫描速度、 激光功率、 环 境信息和送丝 速度。 4.根据权利要求1所述的一种激光熔丝金属增材制造在线监测方法， 其特征在于， 采用 正弦恒定电流源激励被测电阻的方法实现电信号检测。 5.根据权利要求1所述的一种激光熔丝金属增材制造在线监测方法， 其特征在于， 实时 采集激光熔丝金属增材制造过程中制造零件不同阶段的电信号参数， 对制造工艺参数进 行 实时反馈调控。 6.根据权利要求5所述的一种激光熔丝金属增材制造在线监测方法， 其特征在于， 获取 电信号特征值后对比匹配数据库根据对比结果判断是正常打印特征， 即继续打印， 循环迭 代判据， 一直到打印完成， 最终得到待成形零件； 如果判断结果是缺陷特征或者故障特征， 如果可以恢复， 则通过工艺调整完成成形质量或者故障闭环控制， 并持续打印直至打印完 成； 如果是严重故障及缺陷诊断， 不可自动恢复， 则报警打印中断。 7.根据权利要求6所述的一种激光熔丝金属增材制造在线监测方法， 其特征在于， 根据 对比结果如果 不在特征库， 则记录该信号特 征， 更新匹配数据库。 8.一种基于权利要求1所述的在线监测方法的激光熔丝金属增材制造在线监测系统， 其特征在于， 包括信号采集系统(1)， 信号采集系统(1)设置于激光熔丝金属增材制造系统 一侧， 用于采集激光熔丝金属增材制造系统制造过程中零件的电信号参数以及零件的性能 参数； 信号采集系统(1)包括多传感器集成单元(2)、 信号采集单元(3)、 分析控制单元(4)和 电信号工艺特征数据库单元(5)； 信号采集单元(3)通过多传感器集成单元(2)实现不同工 艺参数信号的采集， 将采集的不同工艺参数传输至分析控制单元(4)， 分析控制单元(4)根 据采集的工艺参数信号与电信号工艺特征数据库单元(5)存储的数据进行特征匹配， 即可 得到当前增材制造 工艺条件下 得到的零件的性能特 征。 9.根据权利要求8所述的一种激光熔丝金属增材制造在线监测系统， 其特征在于， 还包 括与信号采集系统(1)连接的控制系统， 信号采集系统(1)实时采集的激光熔丝金属增材制 造过程中制造零件不同阶段的电信号参数， 通过控制系统对制造工艺参数进 行实时反馈调 控。 10.根据权利要求8所述的一种激光熔丝金属增材制造在线监测系统， 其特征在于， 在 线监测系统集成于激光熔丝金属增材制造系统上， 激光熔丝金属增材制造系统包括激光器权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115081040 A 2光路模块(6)、 导电嘴(7)、 送丝机构(8)、 功率电源(9)和基板(10)； 激光器光路模块(6)、 导 电嘴(7)设置于基板(10)上端， 丝材通过送丝机构( 8)送入导电嘴(7)， 导电嘴(7)和基板 (10)均连接于功率电源(9)； 基板(10)底部设置有基板温控单元(11)， 用于控制基板(10)的 成型温度， 基板(10)和基板温控单元(11)设置于运动平台(12)上， 通过运动平台(12)带动 基板(10)和基板温控单 元(11)同步移动。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115081040 A 3