1.一种基于数据分析的智能增材制造流程控制方法,其特征在于,包括:
通过云端获取增材材料的工艺参数,并将增材制造流程划分为增材材料沉积阶段和支撑结构生成阶段;
对增材材料沉积阶段进行监测分析,得到增材材料的沉积质量表征值,匹配得到激光器的输出功率;
对支撑结构生成阶段进行监测分析,并根据激光器的输出功率,得到增材材料的支撑结构稳定表征值,并执行控制预警提示;
所述对增材材料沉积阶段进行监测分析,具体分析过程为:
设置监测周期,在监测周期中设置若干监测时间段,在各监测时间段中统计增材材料在各监测时间段开始时间和结束时间点的沉积体积,提取监测时间段的时长,得到各监测时间段中增材材料的沉积速率,并提取工艺参数中增材材料的参照沉积速率,经处理得到增材材料的沉积速率均匀值;
在各监测时间段中监测统计增材材料的加热源的平均温度和平均功率,并提取工艺参数中的加热源的参照平均温度和参照平均功率,经处理得到增材材料的加热源的运行稳定指数;
在各监测时间段中采集提取增材材料的表面扫描图像,与工艺参数中的增材材料标准表面扫描图像进行比对,由此统计识别增材材料表面裂纹、凹陷和气泡的总数量,并提取材料分析数据库中存储的单位裂纹数量对应的质量影响因子、界定凹陷数量和界定气泡数量,经处理得到增材材料的表面质量符合计量值;
所述得到增材材料的沉积质量表征值,匹配得到激光器的输出功率,具体匹配过程为:根据增材材料的沉积速率均匀值、增材材料的加热源的运行稳定指数以及增材材料的表面质量符合计量值,综合分析得到增材材料的沉积质量表征值;
根据增材材料的沉积质量表征值,与设定的各增材材料的沉积质量表征值区间对应的激光器的输出功率进行比对,得到激光器的输出功率;
所述得到增材材料的支撑结构稳定表征值,具体分析过程为:
设置监测周期,在监测周期中对增材材料的支撑结构生成阶段进行监测分析,采集增材材料的三维图像,从增材材料的三维图像中提取增材材料的空隙率、支撑结构的数量和支撑结构的高度;
提取材料分析数据库中存储的参照空隙率、参照支撑结构的数量以及参照支撑结构的高度,经处理得到增材材料的支撑结构第一符合表征值;
从增材材料的三维图像中提取增材材料各支撑结构构件表面的直径和厚度,并提取材料分析数据库中存储的各支撑结构构件表面的参照直径和参照厚度,经处理得到增材材料的支撑结构第二符合表征值;
根据增材材料的支撑结构第一符合表征值和增材材料的支撑结构第二符合表征值,整合分析得到增材材料的支撑结构稳定表征值;
所述执行控制预警提示,具体预警过程为:
根据增材材料的支撑结构稳定表征值,与设定的增材材料的支撑结构稳定表征阈值进行对比,得到增材材料的质量反馈结果,增材材料的质量反馈结果为执行控制预警提示或不执行控制预警提示,若增材材料的支撑结构稳定表征值低于设定的增材材料的支撑结构稳定表征阈值,则执行控制预警提示,若增材材料的支撑结构稳定表征值不低于设定的增材材料的支撑结构稳定表征阈值,则不执行控制预警提示。
2.根据权利要求1所述的一种基于数据分析的智能增材制造流程控制方法,其特征在于:所述增材材料的沉积质量表征值表示通过对增材材料沉积阶段进行监测分析,得到的用于分析增材制造过程中增材材料沉积的质量状况程度的量化结果,并作为激光器的输出功率的分析根据。
3.根据权利要求1所述的一种基于数据分析的智能增材制造流程控制方法,其特征在于:所述增材材料的支撑结构稳定表征值表示通过对增材材料的支撑结构生成阶段,得到的用于分析增材材料在支撑结构生成阶段的质量稳定性的量化结果,并作为分析增材材料的质量反馈结果的依据。
4.根据权利要求1所述的一种基于数据分析的智能增材制造流程控制方法,其特征在于:所述增材材料的沉积质量表征值,具体分析条件为:;
式中,表示增材材料的沉积质量表征值, 表示增材材料的沉积速率均匀值, 表示设定的增材材料的沉积速率均匀值对应的权重因子, 表示增材材料的加热源的运行稳定指数,表示设定的增材材料的加热源的运行稳定指数对应的权重因子,表示增材材料的表面质量符合计量值, 表示设定的增材材料的表面质量符合计量值对应的权重因子,表示自然常数。
5.根据权利要求3所述的一种基于数据分析的智能增材制造流程控制方法,其特征在于:所述增材材料的支撑结构稳定表征值,具体分析条件为:;
式中, 表示增材材料的支撑结构稳定表征值,表示增材材料的支撑结构第一符合表征值, 表示设定的增材材料的支撑结构第一符合表征值对应的权重因子,表示增材材料的支撑结构第二符合表征值, 表示设定的增材材料的支撑结构第二符合表征值对应的权重因子。
6.一种应用如权利要求书1‑5中任意一项所述基于数据分析的智能增材制造流程控制方法的系统,其特征在于,包括:增材制造流程划分模块,用于通过云端获取增材材料的工艺参数,并将增材制造流程划分为增材材料沉积阶段和支撑结构生成阶段;
增材材料沉积阶段监测分析模块,用于对增材材料沉积阶段进行监测分析,得到增材材料的沉积质量表征值,匹配得到激光器的输出功率;
支撑结构生成阶段监测分析模块,用于对支撑结构生成阶段进行监测分析,并根据激光器的输出功率,得到增材材料的支撑结构稳定表征值,并执行控制预警提示。