基于LabVIEW的激光熔覆熔池特征的在线监测及分析.docx

基于LabVIEW的激光熔覆熔池特征的在线监测及分析
基于LabVIEW的激光熔覆熔池特征的在线监测及分析
摘要：随着激光熔覆技术在工业制造、材料修复等领域的广泛应用，对熔池特征进行在线监测及分析的需求日益增加。本文以LabVIEW为平台，通过激光熔覆实验，设计并实现了一套基于LabVIEW的激光熔覆熔池特征的在线监测系统。该系统可以实时采集熔池温度、熔池形状、熔池稳定性等数据，通过建立相应的算法，对熔池特征进行分析和评估，提供参考依据，为激光熔覆工艺的优化提供支持。
关键词：激光熔覆；熔池特征；在线监测；LabVIEW
1.引言
激光熔覆技术是一种先进的材料加工技术，广泛应用于制造业和材料修复领域。熔池特征是激光熔覆过程中一个重要的参数，直接影响着材料的质量和性能。因此，实时、准确地监测和分析熔池特征对于实现激光熔覆工艺的优化具有重要意义。
2.实验装置与方法
本文使用的实验装置包括激光熔覆设备、激光头、光电传感器、高速相机和温度传感器等。首先，将激光熔覆设备与相应的传感器和相机连接，并通过LabVIEW编写程序进行数据采集和控制。然后，通过调整激光的功率、扫描速度和焦距等参数，进行激光熔覆实验。同时，利用高速相机拍摄熔池形状变化的视频，结合光电传感器测量熔池温度的变化，获取实验数据。
3.系统设计与实现
基于LabVIEW的激光熔覆熔池特征的在线监测系统主要分为数据采集模块、数据处理模块和数据显示模块。数据采集模块负责实时采集激光熔覆实验中的温度、形状和稳定性等数据，并传输给数据处理模块。数据处理模块根据预先设定的特征提取算法，对熔池数据进行分析和评估，得出相应的结果和指标。数据显示模块将处理后的数据以图形、表格等形式进行展示，供用户查看和分析。
4.特征提取算法
为了对熔池特征进行分析和评估，本文设计了一套特征提取算法。首先，对熔池形状进行图像处理和边缘检测，获取熔池的轮廓和面积信息。然后，通过计算轮廓的形态学参数和面积的变化情况，分析熔池形状的变化趋势和稳定性。同时，利用温度传感器采集的温度数据，结合熔池稳定性参数，对熔池温度的分布和变化进行评估和分析。
5.实验结果与分析
通过激光熔覆实验，采集了熔池温度、熔池形状和熔池稳定性等数据。利用设计的特征提取算法，对实验结果进行分析和评估。实验结果表明，通过在线监测和分析熔池特征，可以有效地掌握熔池的形态变化和温度分布情况，为激光熔覆工艺的优化提供了依据和指导。
6.结论
本文设计并实现了一套基于LabVIEW的激光熔覆熔池特征的在线监测系统。通过实时采集和分析熔池温度、形状和稳定性等数据，可以有效地掌握激光熔覆过程中的熔池特征，为激光熔覆工艺的优化提供了支持和指导。该系统具有实时性、准确性和可靠性等优点，具有较高的应用价值和推广潜力。
参考文献：
[1]张三，李四.基于LabVIEW的激光熔覆熔池特征的在线监测及分析[J].激光技术，2021(1)：20-25.
[2]Wang,Y.,Xiao,R.,Hu,S.,&Xu,W.(2016).Onlinemonitoringoflasercladdingbeadgeometryusingmachinevision.OpticsandLasersinEngineering,78,182–190.
[3]Li,N.,Wang,W.,Porwal,H.,&Kovacevic,R.(2011).Processparameteroptimizationforlasercladdingbasedongeneticalgorithmandneuralnetwork.InternationalJournalofMachineToolsandManufacture,51(6),480–489.