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沈阳航空航天大学学报 >

2026 , Vol. 43 >Issue 4: 35 - 46

DOI: https://doi.org/10.3969/j.issn.2095-1248.2026.04.004

结构增材制造专栏

激光沉积制造成形表面偏差监测与反馈控制

  • 王达 ,
  • 钦兰云 ,
  • 王伟 ,
  • 杨光 ,
  • 王超
展开
  • 沈阳航空航天大学 航空制造工艺数字化国防重点学科实验室，沈阳 110136

王达（2000—），男，辽宁铁岭人，硕士研究生，主要研究方向为增材制造，E-mail：

钦兰云（1977—），女，江苏睢宁人，教授，博士，主要研究方向为航空航天先进材料增材制造，电弧、激光成型与修复，E-mail： 。

收稿日期: 2026-03-09

  修回日期: 2026-04-03

  录用日期: 2026-04-05

  网络出版日期: 2026-09-02

基金资助

国家自然科学基金(51975387)

辽宁省属本科高校基本科研业务费专项资金(LJ222410143001)

辽宁省属本科高校基本科研业务费专项资金(LJ232410143008)

辽宁省属本科高校基本科研业务费专项资金(LJ232410143010)

收起

Surface deviation monitoring and feedback control of laser deposition manufacturing

  • Da WANG ,
  • Lanyun QIN ,
  • Wei WANG ,
  • Guang YANG ,
  • Chao WANG
Expand
  • Key Laboratory of Fundamental Science for National Defense of Aeronautical Digital Manufacturing Process，Shenyang Aerospace University，Shenyang 110136，China

Received date: 2026-03-09

  Revised date: 2026-04-03

  Accepted date: 2026-04-05

  Online published: 2026-09-02

Fold

摘要

为解决激光沉积制造成形表面出现凹陷与凸起偏差的问题，设计了一种成形表面偏差监测与反馈控制的算法。通过三维点云重构、坐标系配准、精简降噪、偏差值计算实现了表面偏差监测。由反馈控制算法获取偏差区域轮廓，凹陷偏差区域分层生成补偿轨迹，凸起偏差区域分区生成调控轨迹，实现了成形表面偏差区域的反馈控制。设计了验证实验，实验中表面偏差监测与反馈控制程序能够及时识别样件表面的凹陷与凸起偏差区域并进行反馈控制，大幅降低了样件表面的平面度误差。成形表面偏差监测与反馈控制算法的有效性得到验证，对激光增材制造技术的发展具有重要意义。

关键词： 激光沉积制造; 表面偏差; 偏差监测; 反馈控制; 偏差补偿调控

本文引用格式

王达 , 钦兰云 , 王伟 , 杨光 , 王超 . 激光沉积制造成形表面偏差监测与反馈控制[J]. 沈阳航空航天大学学报, 2026 , 43(4) : 35 -46 . DOI: 10.3969/j.issn.2095-1248.2026.04.004

Abstract

To address the issue of concave and convex deviations on the surface of laser deposition manufacturing， an algorithm for surface deviation monitoring and feedback control was designed. Surface deviation monitoring was achieved through three-dimensional point cloud reconstruction， coordinate system registration， simplified noise reduction， and deviation value calculation. The feedback control algorithm extracted contour profiles of deviation zones， generating layered compensation trajectories for concave areas and zoned control trajectories for convex areas， thereby implementing feedback control over surface deviation regions. A validation experiment was conducted： the surface deviation monitoring and feedback control programe promptly identified concave and convex deviation zones on the test specimen surface and applied feedback control， significantly reducing surface flatness errors. This demonstrated the effectiveness of the forming surface deviation monitoring and feedback control algorithm， holding significant implications for the advancement of laser additive manufacturing technology.

Key words： laser deposition manufacturing; surface deviation; deviation monitoring; feedback control; deviation compensation control

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