低成本高精度粉末流场检测系统在激光再制造中的应用

本文主要探讨了在机器人激光再制造过程中，粉末流浓度场检测技术的创新与应用。研究者们开发了一套特别设计的低功率、便携、经济且精度高的粉末流场检测系统。这套系统的核心组件包括一个532纳米、100毫瓦的半导体激光器，用于产生光源；一片光透镜用于聚焦和操控光线；配备的CCD相机则负责捕捉并记录粉末流的图像信息；最后，通过专门的检测分析软件对收集的数据进行处理和解析。 粉末流场的检测对于激光再制造过程至关重要，因为它直接影响到金属粉末的分布和熔融效果，进而影响修复的质量和效率。在同轴送粉的条件下，精确掌握粉末流浓度场有助于优化送粉嘴的设计，确保激光能量的准确传递，以及控制粉末的合理流动，避免过度或不足的填充导致的缺陷。 实验结果显示，该系统对金属粉末流的浓度体积分布检测具有高度的准确性，其测量结果与理论计算相吻合，证明了系统的有效性和实用性。通过这种实时的浓度场监测，技术人员可以实时调整激光参数和机器人动作，以实现更精准的粉末输送，从而提高激光再制造的整体工艺水平。 Zemax软件在这个过程中也起到了关键作用，作为光学设计工具，它帮助优化了光学系统的设计，确保了激光束的精确导向和粉末流的高效控制。通过CCD相机和Zemax软件的协同工作，研究人员能够实时获取和分析粉末流的动态数据，为激光机器人在实际操作中的决策提供了强有力的支持。 这项研究对于推动激光再制造技术的发展，特别是在自动化和智能化方向，具有重要的意义。它不仅提升了激光再制造过程的精度和效率，也为其他类似应用场景，如金属修复、零件再造等，提供了实用的解决方案。