Wann d'Titaniumlegierung Kompressor Blades vu Fligermotoren funktionnéieren, wäerte se deforméieren, dentéieren, verschleißen, knacken oder souguer briechen wéinst laangfristeg héijer Intensitéit Service an auslännesche Kierper Schued. Laser Verkleedung Technologie ass ee vun de wichtege Methoden fir Blade Reparatur ginn wéinst senger klenger Hëtzt-betraff Zone, gutt Oflagerung Leeschtung, héich Form Richtegkeet an Automatisatioun. Déi geometresch Charakteristiken vum geschmollte Pool sinn d'Schlësselfaktoren déi d'Qualitéit vun der Verkleedung beaflossen. Dofir proposéiert dëse Pabeier eng Unerkennung an Mooss Algorithmus baséiert op Bild Veraarbechtung fir real-Zäit Iwwerwachung vun der geschmollte Pool. Als éischt gëtt d'ROI-Beräich duerch Bildmask extrahéiert, an dann gëtt d'ROI-Beräich gamma transforméiert an d'Schwell binariséiert fir d'Segmentatioun vum geschmollte Poolberäich z'erreechen; dann d'Kontur Beräich Fonctiounen berechent fir denoising; endlech, der AABB bounding Këscht benotzt der geometreschen Fonctiounen vun der geschmollte Pool ze Extrait, an der Längt an Breet vun der geschmollte Pool sinn an real Zäit während der Ëmmantelungskugel Prozess iwwerwaacht. Endlech, duerch Multi-Parameter orthogonal Experimenter, gëtt den Duerchschnëttserkennungsfehler vum Algorithmus op 0.24 mm verifizéiert.

Als Kärdeeler vum Motor ënnerhuelen d'Kompressorblade vu Fligermotoren déi wichteg Aarbecht fir d'Loft ze kompriméieren fir Héichdrockluft fir d'Verbrennungskammer ze bidden. Wärend dem Déngscht vum Fliger funktionnéieren d'Blades an engem extremen Aarbechtsëmfeld mat héijer Geschwindegkeet an héijer Intensitéit fir eng laang Zäit. Wéi de Schub-zu-Gewiicht Verhältnis vu Fligermotoren weider eropgeet, erhéicht den Drock op de Kompressor, wat direkt d'Wahrscheinlechkeet vun der Bladeverformung, Rëss oder souguer Fraktur erhéicht [1]. Dofir, fir den normale Fonctionnement vum Motor ze garantéieren, ass et néideg regelméisseg d'Klingen z'inspektéieren an beschiedegt Blades z'ersetzen oder ze reparéieren. Déi maximal Operatiounstemperatur vun der TC17 Titanlegierung ass 427 °C. Et huet d'Charakteristiken vun héich Kraaft a gutt Zähegkeet a gëtt vill an de Kär Komponente vun Fliger Moteur Kompressere benotzt [2]. Statistike weisen datt nei Blades no 3500 Stonnen Aarbecht musse kontrolléiert ginn. D'Käschte fir d'Blade Ersatz sinn 5 Mol déi vun der Klingenreparatur, während d'reparéiert Klingen weider 3000 Stonnen kënne schaffen. Dofir ass d'Reparatur vun beschiedegten Blades eng méi ekonomesch Method [3].

Am Moment, sinn d'Haaptrei Methode fir Uewerfläch Reparatur vun Loftfaart Deeler Argon Arc Schweess, Laser Verkleedung, Elektronen Strahl Schweess, linear Reiwung Schweess, etc.. [4]. Argon Bogen Schweess huet eng niddereg Form Richtegkeet an eng grouss Hëtzt-betraff Zone, déi mécht et schwéier der Uewerfläch Richtegkeet an héich Kraaft Ufuerderunge vun Fliger Moteur Blades ze treffen. Laserbekleedungstechnologie benotzt e klenge Laserfleck fir d'Hëtztinput präzis ze kontrolléieren an ass gëeegent fir verschidden Deeler mat komplexe Strukturen ze reparéieren. Et huet d'Charakteristiken vun dichter Struktur, kleng Deformatiounen, gutt Flexibilitéit, an einfach Integratioun. Et ass ee vun den Trends fir héichqualitativ an héicheffizient Reparatur vu Fligermotorblades [5]. Echtzäit Iwwerwaachung vun de Charakteristiken vum Laserbekleedungsprozess ass e Schlëssel Wee fir d'Laserbekleedung ze intelligentiséieren [6-8]. An der moderner Fabrikatiounstechnologie gëtt d'Produktqualitéitskontroll dacks duerch Echtzäit Iwwerwaachung vum Produktiounsprozess erreecht, anstatt d'veraarbechtte Produkter een nom aneren ze testen an ze kompenséieren [9]. Dofir, fir d'Qualitéit vun der Laserbekleedung ze garantéieren a seng technesch Virdeeler voll ze spillen, ass et néideg d'Charakteristiken vum Laserbekleedungsprozess ze iwwerwaachen.

An de leschte Joren, mat der wuessender Nofro fir Echtzäit Iwwerwaachung vu Laserbekleedung an der Entwécklung vun Informatiounsacquisitiounstechnologie, huet d'Fuerschung doriwwer weider doheem an am Ausland entwéckelt. Thompson et al. [10] proposéiert e Laser Oflagerung Iwwerwachung System baséiert op Beam coaxial Imaging, déi Biller duerch eng Kamera an engem schmuel Band Filter gesammelt fir den Effet vun Laser Muecht op der Laser Oflagerung Prozess ze Entdeckung. Wirth et al. [11] benotzt eng Héich-Vitesse Kamera fir d'Bewegungsstreck vu Partikelen op der Uewerfläch vum geschmoltenem Pool während der Laserbekleedung ze iwwerwaachen, a proposéiert datt de Partikelfloss Trend enk mat de Prozessparameter verbonnen ass. Gu Zhenjie et al. [12] en Echtzäit Iwwerwachungssystem fir Schmelzbassengspektre entwéckelt. De Spektrometer, deen um Laser-Emitter fixéiert ass, huet Spektralsignaler gesammelt a studéiert den Afloss vu Plasma op d'Laser-Energietransmissioun an d'Verkleedungsqualitéit. Muvvala et al. [13] benotzt engem Single-Punkt monochromatesch Thermometer der thermesch Zyklus Prozess während Ëmmantelungskugel online ze iwwerwaachen a fonnt dass lues thermesch Zyklen zu enger Ofsenkung vun der Stäerkt vun der Verkleedung Kierper Féierung géif.

Laserbekleedung Schmelzpool bezitt sech op d'Gebitt vu geschmollte flëssege Metall, deen um Substrat geformt gëtt andeems de Metallpulver synchron erhëtzt gëtt fir duerch d'Energie vum Laser ze schmëlzen [14]. D'Qualitéit vum Schmelzpool ass e wichtege Faktor tëscht der Verkleedungsqualitéit a Prozessvariablen. Echtzäit Iwwerwaachung vun den Ännerungen an de geometreschen Charakteristiken vum Schmelzbecken ass vu grousser Bedeitung fir d'Analyse vum Verkleedungsprozess [15]. Wéi och ëmmer, well de Schmelzpool am Laserbekleedungsprozess bewegt an dynamesch ännert wärend der Schmelzung, an et gëtt eng thermesch Stralung mat héijer Hellegkeet an eng grouss Quantitéit u Spritpulver, ass et schwéier d'Form an d'Gréisst vum Schmelzpool präzis ze kréien. Echtzäit [16–17]. Dofir ass d'Benotzung vun High-Speed-Bildacquisitiounstechnologie a Bildveraarbechtungsalgorithmen fir d'geometresch Form a Gréisst vum Schmelzpool an Echtzäit ze iwwerwaachen e waarmt Thema an der ugewandter Fuerschung ginn. Dëse Pabeier hëlt TC17 Titan Legierung als Fuerschung Objet a proposéiert eng Echtzäit Iwwerwachung Method vun geschmollte Pool Geometrie baséiert op Bild Veraarbechtung. Geméiss den Charakteristiken vum Highlight vum geschmollte Poolbild gëtt de Kontrast duerch net-linear Transformatioun verstäerkt, an dann gëtt d'geschmollte Poolberäich duerch Bildsegmentéierung, Bilddenoising an aner Algorithmen extrahéiert. Endlech sinn d'Längt an d'Breet vum geschmollte Pool an Echtzäit iwwer d'AABB Grenzkëscht iwwerwaacht fir d'Zil vun Echtzäit Iwwerwaachung vum geschmoltene Pool während dem Laserbekleedungsprozess z'erreechen.

1 Experiment a Method

1.1 Experimentell Materialien an Ausrüstung

Dëse Pabeier mécht Laser Reparatur Experimenter op der lateral Pudder fidderen Laser Schmelze Oflagerung Plattform, wéi an der Figur 1. D'Plattform ëmfaasst eng DPSF Pudder fidderen, en ABB Roboter an engem HCFS-3000 Laser. De Laser ass mat der ZKSX-100TC Ausrüstung vun Zhongke Sixiang duerch optesch Glasfaser verbonnen, an de Laserkop ass op de Roboter duerch den Adapter Tooling installéiert. Déi maximal Kraaft vum Laser ass 2000 W. De Laser ass am Haaptchassis vum ABB Roboter integréiert, an de Schalter vum Laser gëtt vum Roboterprogramm kontrolléiert. Den experimentellen Substrat benotzt TC17 Titanlegierung. Den experimentellen Prozess gëtt an der Figur 2 gewisen. Titanlegierungspulver a Schutzgas ginn an de Substrat laanscht de laterale Pulverfütterungsröhre transportéiert, de Laser scannt laanscht d'Uewerfläch vum Substrat, d'CCD Kamera sammelt koaxial Daten vum geschmollte Pool duerch de Reflexiounsplattform am Laser, an d'Datenveraarbechtungsplattform veraarbecht de Bildrahmen.

1.2 Bild Veraarbechtung Algorithmus Flux

Wéinst dem héije Grauskala-Wäert vum Bild während der Laserbekleedung an dem Kaméidi, deen duerch Pulversprëtzen geformt gëtt, ass et néideg fir e passenden Bildveraarbechtungsalgorithmus ze designen fir d'charakteristesch Informatioun vum geschmollte Pool ze extrahieren. Dës Studie hëlt TC17 Titanlegierungsmaterial als Fuerschungsobjekt. Fir de Videostroum vum Verkleedungsgebitt gesammelt vun der CCD Kamera, ginn d'geometresch Feature vum geschmoltene Pool mat der Hëllef vun der OpenCV Open Source Computer Visiounsbibliothéik identifizéiert. Den Algorithmus Flow ass wéi follegt.

(1) Kritt de ROI Beräich duerch d'Mask.

Wärend dem Laserbekleedungsprozess benotzt d'industriell Grauskalakamera en opteschen Wee koaxial mam Bekleedlaser fir d'Bekleedungsgebitt ze beobachten. Fir Interferenz vun irrelevanten Gebidder vum Bild ze vermeiden an d'Unerkennungsgenauegkeet a Geschwindegkeet ze verbesseren, wielt dëse Pabeier eng 480 × 640 Pixel Mask fir eng logesch "AN" Operatioun op d'Bild ze maachen fir de Schmelzpool a seng Ëmgéigend Biller ze extrahieren.

(2) Bildverbesserung baséiert op Gammatransform.

Zënter dem Grauskala-Wäertdifferenz tëscht dem Schmelzbecken an der Ëmgéigend kleng ass, wäert d'Robustitéit an d'Effekt vun der Schwellsegmentéierung schlecht sinn. Dofir ass et néideg d'Schmelzpoolbild ze verbesseren fir de Kontrast vum Schmelzpoolberäich ze verbesseren. Basis Bildverbesserungsmethoden baséieren haaptsächlech op linear Transformatioun oder netlinear Transformatioun. Linear Verbesserung kann d'allgemeng Grauskala vum Bild global erhéijen oder erofgoen, awer et kann den Zilobjekt net lokal no der raimlecher Verdeelung vum Bildgrauskala verbesseren. Dofir benotzt dëse Pabeier en net-lineare Bildverbesserungsalgorithmus fir den Highlight Schmelzpoolberäich ze verbesseren. Gamma-Transformatioun ass en einfachen an effektiven net-lineare Bildverbesserungsalgorithmus, deen de Kontrast vu Szenen, déi ze däischter oder ze hell sinn, verbesseren kann [18-19]. Fir den Input Grayscale Bild gëtt et als éischt normaliséiert, de Grayscale Wäert vun all Pixel gëtt duerch 255 gedeelt, an da gëtt de Grayscale Wäert vun all Pixel gamma transforméiert. De mathematesche Ausdrock vu Gammatransformatioun ass: O(r, c) = I(r, c)'γ, 0 ≤ r
Woubäi, H a W1 d'Héicht an d'Breet vum Bild sinn; r an c sinn d'Zuel vun de Reihen a Kolonnen vum Bild; O ass d'Ausgangsbild; Ech sinn d'Input Bild; γ ass de Parameter vun der Gammatransformatioun. Wann 0 < γ <1, kann d'Gamma-Transformatioun de Kontrast verbesseren an d'däischter ROI-Beräich méi offensichtlech maachen; wann γ = 0, ännert sech d'Bild net; wann γ>1, kann de méi hell ROI Beräich extrahéiert ginn andeems de Kontrast reduzéiert [20].

D'ROI Beräich an dësem Pabeier ass déi hell Schmelze Pool Beräich, wéi an der Figur gewisen 3. Am Grayscale Histogramm gëtt de roude gerammte Gebitt mat engem gréissere Grayscale Wäert gewisen. Experimenter goufen duerchgefouert mat γ = 1, 2, an 3. Et kann festgestallt ginn, datt wéi γ eropgeet, gëtt de Grauskala-Wäert vum roude gerammte Gebitt méi grouss wéi dee vun anere Pixelen, dat heescht, d'Längt vum bloe Pfeil erhéicht, an de Schmelzpool gëtt méi offensichtlech par rapport zum Hannergrond a méi einfach ze segmentéieren. Duerch Experimenter huet dëse Pabeier endlech γ = 3 als Parameter vun der Gammatransform ausgewielt.

(3) Schmelzpool Extraktioun baséiert op der Schwelle Segmentatioun.

Threshold Segmentatioun ass e gemeinsame Bildveraarbechtung Algorithmus. Et gëtt wäit an Bildsegmentéierungsszenarien benotzt wéinst senger einfacher Struktur a stabiler Leeschtung [21]. Et funktionnéiert op Grauskala Biller an ass gëeegent fir Situatiounen wou et e wesentlechen Ënnerscheed an de Grauskala Wäerter tëscht dem segmentéierten Zil an dem Hannergrond ass. Säi Grondprinzip ass: Duerch d'Astellung vun enger Grauskala-Schwell ginn d'Pixel vum ganze Bild an zwou Kategorien opgedeelt, an d'Pixel mat enger Grauskala méi grouss wéi d'Schwell op wäiss gesat, an d'Flächen mat enger Grauskala manner wéi d'Schwell op schwaarz gesat. [22] an.

An dësem Pabeier gëtt de Grauskalenënnerscheed tëscht dem geschmollte Poolberäich an dem Hannergrondgebitt duerch Gammatransformatioun erhéicht, sou datt d'Schwellelauswielberäich méi grouss ass. Laut der Figur 3 (c), kann et observéiert ginn datt d'Grauskala Wäerter vum geschmollte Poolberäich tëscht 200 an 225 konzentréiert sinn; d'Grayscale Wäerter vun der Net-geschmollte Pool Beräich sinn konzentréiert tëscht 0 an 150. Dofir setzt dëse Pabeier d'Schwellen op 150, 175, respektiv 200. D'Schwell-Segmentéierungseffekter ginn an der Figur 4 an der Tabell 1. Wann d'Schwell op 150 an 175 ausgewielt gëtt, gëtt et en Ënner-Segmentatiouns-Phänomen, den Highlight-Pulver oder den Hannergrond kann net komplett segmentéiert ginn, an d'Schmelz-Pool-Unerkennungsgenauegkeet ass manner wéi 90%; wann d'Schwell op 200 ausgewielt gëtt, kann d'Kontur vum geschmollte Poolberäich relativ komplett segmentéiert ginn, an d'Genauegkeet vun der geschmollte Pool erreecht 96.8%. Dofir gëtt de Schwellsegmentéierungsparameter vun dëser Etude als 200 ausgewielt.

(4) Punktwollek denoising baséiert op der Konturberäich vum verbonne Domain.

Am Laser Verkleedung Prozess, Nieft der geschmollte Pool, gëtt et och héich-Hëtzt an héich-Hellegkeet Net-geschmollte Pool Beräicher lénks op de Substrat. Dofir kann et iwwerflësseg diskret net geschmollte Poolberäicher am segmentéierte binäre Bild sinn, wat d'Extraktioun vun de geometreschen Features vum geschmollte Pool stéiert. Dëse Pabeier Écran der geschmollte Pool Beräich an der Net-geschmollte Pool Beräich vun der Kontur vun all verbonne Domain fannen a seng Géigend Berechent.

Contour Extraktioun adoptéiert d'Iddi vum Kodéierung fir verschidde Wäerter u Grenzen ze ginn, déi zu verschiddenen Niveauen gehéieren. Déi spezifesch Iddi ass wéi follegt: Fir d'éischt duerch all Zeil vum Bild duerchzekréien, f (i, j) representéiert de Pixelwäert vun der i-th Zeil an j-th Kolonn vum Bild, a schléisst wann de Pixelwäert entsprécht. déi folgend Konditiounen.
a. f (i, j-1) = 0, f (i, j) = 1, definéiert dann f (i, j) als Ausgangspunkt vun der baussenzeger Grenz;
b. f (ech, j) = 1, f (ech, j + 1) = 0, dann definéieren f (ech, j) als Startpunkt vun der Lach Grenz.

Dann, ab dem Startpunkt, markéiert d'Elementer op der Grenz, mam initialen Identifizéierer NBD = 1, an NBD plus 1 all Kéier wann et eng nei Grenz beréiert; wann f(i, j) = 1, f(i, j+1) = 0, da gëtt f(i, j) als –NBD definéiert, dat heescht de Grenzendpunkt. No der Bestëmmung vun der Bildhierarchie gëtt d'Konturgebitt berechent, an dëst gëtt als Uerteelbedingung benotzt fir d'Konturen mat méi klenge Flächen ze läschen.

Den Haaptfaktor, deen d'Gréisst vum verbonne Domainberäich beaflosst, ass d'linear Energiedicht, dat heescht d'Quantitéit vun der Energie pro Unitéit Längt pro Unitéit Zäit absorbéiert. Dëse Pabeier designt 27 Gruppen vun Experimenter op Basis vun den dräi Variablen vun der Laserkraaft, der Scannergeschwindegkeet an der Pulverfütterungsgeschwindegkeet, déi am experimentellen Ëmfeld an der Tabell 2 kontrolléiert kënne ginn fir d'Gréisst vum verbonne Domainberäich vum geschmollte Pool ze zielen. D'Resultater vum Schmelzpool-Pixelberäich ginn an der Figur 5 gewisen, wou de Minimum Schmelzpoolberäich 410 pixel'2 ass
, déi maximal Beräich ass 494 Pixel'2, an der Moyenne Beräich ass 454 Pixel'2. D'Duerchschnëttsfläch vum irrelevanten Net-Schmelzpoolberäich ass 100 Pixel'2. Dofir hëlt dëse Pabeier 400 pixel'2 als kritesche Wäert vum Gebitt an behält nëmmen déi verbonne Domainkonturen mat engem Gebitt méi wéi 400 pixel'2 (Figur 6).

(5) Schmelze Pool Gréisst Extraktioun.

Déi geometresch charakteristesch Gréisst Parameteren vun der Schmelze Pool sinn an der Figur gewisen 7. D'Schmelze Pool ass elliptesch als Ganzt. Ënnert hinnen, x ass d'Schmelzpool Scannen Richtung; L ass d'Längt vum Schmelzbecken; W2 ass d'Breet vum Schmelzpool.

Dës Etude extrahéiert d'Schmelzpool geometresch Informatioun andeems de AABB Grenzmoment vun der Schmelzpoolkontur kritt. D'Grenzkëscht ass en Algorithmus fir d'Verdeelungsberäich vum wäisse Gebitt vun engem binäre Bild ze extrahieren. Säin Basisprinzip ass en einfache geometresche Kierper ze benotzen fir d'Gamme vum Zilobjekt ze passen. Wéi an der Figur 8 gewisen, ass d'AABB Grenzkëscht de Minimum Rechteck vun der vertikaler Grenz vun der Kontur, an d'Säitlängt ass parallel zu der ieweschter an ënneschter Grenz vum Bild.

Et kann festgestallt ginn datt d'Breet vum geschmollte Pool direkt vun der Héicht vun der Grenzkëscht kritt gëtt. Wéi an der Figur 9 gewisen, wéinst der Amëschung vu staarker Liichtreflexioun a Stëbs, huet eng Säit vum Schwanz vum geschmollte Pool heiansdo e falschen Erkennungsphenomen ähnlech wéi Schwanz, sou datt d'Längt vum geschmollte Pool net einfach duerch d'Breet kritt ka ginn. vun der Grenzkëscht. An dësem Pabeier gëtt d'Distanz tëscht de vertikalen Mëttelpunkten A a B vun der gemoossene Konturbegrenzungsbox als Längt vum geschmollte Pool geholl.

2 Experimentell Verifizéierung

D'Dicht an d'Uewerflächqualitéit vun der Laserbekleedung sinn enk mam Zoustand vum geschmollte Pool verbonnen, an de Prozessparameter bestëmmen d'geometresch Form a Schwankungsamplitude vum geschmollte Poolberäich. Fir d'Genauegkeet vun der geschmollte Pool Geometrie Iwwerwachung Algorithmus méi ëmfaassend z'iwwerpréiwen baséiert op TC17 Titan durchgang, den Experiment exploréiert d'Unerkennung Feeler vun der geschmollte Pool Längt a Breet ënner verschiddene Prozess Parameteren.

D'Prozess Parameteren datt d'Ännerungen an der geschmollte Pool Morphologie dominéieren sinn Scanner Vitesse, Pudder fidderen Vitesse, Laser Muecht, etc.. Dëse Pabeier benotzt der uewen ernimmt geschmollte Pool Unerkennung an Iwwerwachung Algorithmus, an Design 3 × 3 × 3 Gruppe vun orthogonal Experimenter baséiert op der experimentell Parameteren an Table 3 der Richtegkeet vun der geschmollte Pool Unerkennung Algorithmus z'iwwerpréiwen, an analyséiert den Afloss vun Prozess Parameteren op d'Unerkennung Richtegkeet vun der geschmollte Pool Längt a Breet Fonctiounen. Dëse Pabeier verifizéiert d'Genauegkeet vum Algorithmus andeems den Algorithmuserkennungswäert mam aktuellen Miesswäert vergläicht. Wéi an der Figur 10 gewisen, kann d'Duerchschnëttsbreet vum geschmollte Pool kritt ginn andeems Dir den Duerchschnëttswäert vun der geschmollte Kanalbreet hëlt andeems Dir e Verniercaliper fir verschidde Miessunge benotzt, während d'Längt vum geschmollte Pool während der Laserbekleedung net gemooss ka ginn wéinst dem déi kontinuéierlech Stacking vu Verkleedungsmaterialien. Dofir hëlt dëse Pabeier d'Längt vun der kreesfërmeg Fleck um Enn vum Schmelzwee wéi de gemoossene Wäert vun der Schmelzpoollängt, an hëlt d'Schmelzpoollängt um Enn vum Schmelzwee kritt vum Algorithmus als Unerkennungsresultat.

Figur 11 weist d'Unerkennung Screenshots vun der Echtzäit Iwwerwachung Algorithmus vun der Schmelzhäre Pool während der Laser Verkleedung Prozess ënner verschiddene Prozess Parameteren (d'Laser Muecht, Scannen Vitesse an Pudder fidderen Vitesse sinn am ënneschten riets Eck vum Bild markéiert). Table 4 records der Moyenne Breet vun der Schmelze Pool kritt duerch d'Unerkennung Algorithmus ënner verschiddene Prozess Parameteren an der Schmelze Pool Längt um Enn vun der Ëmmantelungskugel Prozess, a benotzt déi aktuell gemooss Daten als Verglach.

Analyse vun Table 4 weist datt am Kontrollberäich vun den experimentellen Verännerlechen Laserkraaft den Haaptfaktor ass, deen d'Unerkennungsgenauegkeet vun der Schmelzpool Breet a Längt beaflosst. Laser ass d'Haaptenergiequell vum Laserbekleedungsprozess. D'Laserkraaft ass positiv mat der Energiedicht korreléiert. Eng méi grouss Laserkraaft wäert d'Schmelzpool méi staark a méi onbestänneg Liicht emittéieren, wat direkt zu enger Ofsenkung vun der Unerkennungsgenauegkeet vun der Schmelzpool Längt a Breet féiert. Am Experiment, der Moyenne Feeler vun der geschmollte Pool wann der Laser Muecht 500 W, 1000 W, an 1500 W ass 0.12 mm, 0.26 mm, an 0.36 mm respektiv; d'Scannengeschwindegkeet ass e sekundäre Faktor deen d'Genauegkeet vun der geschmollte Poolerkennung beaflosst. Mat der Erhéijung vun der Scannergeschwindegkeet erhéicht d'Bewegungsgeschwindegkeet vum geschmollte Pool op de Substrat, an d'Stabilitéit vum geschmollte Pool hëlt erof, wat zu enger Ofsenkung vun der Genauegkeet vun der geschmoltenem Poolerkennung resultéiert. Am Experiment, der Moyenne Feeler vun der geschmollte Pool wann d'Scannen Vitesse ass 5 mm / s, 10 mm / s, an 15 mm / s 0.22 mm, 0.26 mm, an 0.28 mm respektiv; an d'Pulverfütterungsgeschwindegkeet huet keen direkten Effekt op d'Genauegkeet vun der geschmollte Poolerkennung.

D'experimentell Resultater weisen datt de globale Duerchschnëttsfehler vum geschmoltene Poolgeometrie Iwwerwaachungsalgorithmus, deen an dësem Pabeier proposéiert gëtt, 0.24 mm ass, de maximale Feeler ass 0.48 mm, de Minimumfehler ass 0.06 mm, an d'Unerkennungsgeschwindegkeet ass 0.04 s / Frame, wat kann erreechen Echtzäit Zil Iwwerwachung.

3 Conclusiounen

Dës Etude zielt op Laserbekleedung TC17 Titanlegierungsmaterialien, a proposéiert e geschmollte Pool geometreschen Feature Unerkennung Algorithmus baséiert op Bildveraarbechtung. D'Performance vum Algorithmus gëtt verifizéiert an analyséiert ënner verschiddenen experimentellen Parameter Ëmfeld, an déi folgend Conclusiounen ginn gezunn.

(1) De Laserbekleedung koaxial Iwwerwachung Algorithmus extrahéiert d'Bild no bei der geschmollte Pool duerch d'Bildmaske, mécht net-linear Transformatioun fir de Kontrast ze verbesseren, a binariséiert dat geschmollte Poolbild. Geräischer Entfernung gëtt erreecht op Basis vun de verbonne Domainberäichcharakteristike vum Splashpulver an dem geschmollte Pool, an d'Bild an d'Längt an d'Breetwäerter vum geschmollte Pool selwer ginn kritt.

(2) Am Hibléck op de Problem, datt de globale Grayscale Wäert vun der geschmollte Pool Bild Beräich héich ass an der visuell Zeen Ënnerscheed vun der geschmollte Pool Beräich niddereg ass, der Gammatransformatioun mat γ = 3 kann de Grayscale Wäert vun der geschmollte Pool maachen Beräich méi einfach ze trennen. Kombinéiert mat der binärer Segmentatioun mat enger Schwell vun 200, kann de geschmollte Poolberäich am Bild méi komplett extrahéiert ginn.

(3) Am Testparameterbereich vun der TC17 Titanlegierung ass d'Gebitt vum verbonne Domain vum geschmollte Pool iwwer 400 Pixel'2, an d'Gebitt vum verbonne Domain vum net geschmollte Pool ass ongeféier 100 Pixel'2. D'Gebitt vum verbonne Domain kann als Uerteelbedingung benotzt ginn fir d'Ënnerscheedung an z'identifizéieren Feature vum net geschmollte Poolberäich ze realiséieren an d'Denoising Funktioun z'erreechen.

(4) D'Algorithmus Fehlerberäich vun der koaxialer CCD-Iwwerwaachung vun der Längt an der Breet vum geschmoltene Pool um Enn vum Schmelzkanal ass 0.06 ~ 0.48 mm; den duerchschnëttleche Feeler ass 0.24 mm; d'Unerkennungsgeschwindegkeet erreecht 0.04 s / Frame, wat d'Genauegkeet an Echtzäit Ufuerderunge vun der geschmoltenem Pool Iwwerwachung erfëllen kann.