黃凱俊 柳玉文 文珊珊 李鵬 朱亞奇 匡婷玉 張春杰

（①上海航天設(shè)備制造總廠有限公司，上海 200245；②上海航天工藝與裝備工程技術(shù)研究中心，上海 200245；③上海交通大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院，上海 200240；④上海無(wú)線電設(shè)備研究所，上海 200090）

選區(qū)激光熔化[1-2]（selective laser melting,SLM）是增材制造技術(shù)的一個(gè)重要研究方向，是一種直接根據(jù)三維模型制造零件的金屬增材制造（AM）技術(shù)，SLM 廣泛地應(yīng)用于航空航天、醫(yī)療、汽車(chē)和模具等領(lǐng)域，選區(qū)激光熔化技術(shù)由粉床選區(qū)激光燒結(jié)技術(shù)發(fā)展而來(lái)，以金屬粉末為加工原料，借助高能密度激光束來(lái)將這些粉末進(jìn)行堆積，從而打造成金屬零件的制造技術(shù)[3-6]。如何制造一個(gè)選區(qū)激光熔化金屬增材制造設(shè)備保證零件的快速完美的成形也是當(dāng)前的一個(gè)研究熱點(diǎn)[7-8]。選區(qū)激光熔化金屬增材制造設(shè)備控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性直接決定設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性和可靠性，所以研究穩(wěn)定可靠的金屬增材制造設(shè)備控制軟件具有重要意義[9]。

SLM 金屬增材制造設(shè)備是一個(gè)需要光學(xué)、機(jī)械結(jié)構(gòu)、電氣、軟件以及材料科學(xué)緊密配合工作的復(fù)雜度較高加工設(shè)備[10-11]。SLM 金屬增材制控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)的是否成熟可靠直接影響SLM 金屬增材制造設(shè)備運(yùn)行的可靠性、故障性、可維修性和人機(jī)交互是否友好以及后期的可擴(kuò)展性等。本文針對(duì)選區(qū)激光熔化設(shè)備，設(shè)計(jì)了一種基于QT+PLC+RTC 平臺(tái)實(shí)現(xiàn)的SLM 金屬增材制造設(shè)備控制系統(tǒng)，重點(diǎn)研究激光器、振鏡器和電機(jī)控制器等外圍設(shè)備配合與控制問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)多種工藝參數(shù)控制，打印過(guò)程全方位自主可控，從而可以提升打印零件的效率，提高成形零件的效果。

1 金屬增材制造設(shè)備控制系統(tǒng)方案

1.1 總體方案

SLM 金屬增材制造系統(tǒng)控制部分由工控機(jī)、控制軟件、倍?？刂破饕约凹す庹耒R控制器單元組成。

為了保證SLM 金屬增材制造設(shè)備控制系統(tǒng)運(yùn)行的高效性、可靠性以及易擴(kuò)展性，采用上位機(jī)與下位機(jī)的兩級(jí)控制模式，上位機(jī)是運(yùn)行于工控機(jī)上的控制軟件，下位機(jī)是運(yùn)行于倍?？刂破魃系牡讓域?qū)動(dòng)控制軟件。

選用工控機(jī)作為與用戶(hù)交互的接口，采用工控機(jī)控制倍?？刂破骱图す庹耒R控制器，選用TiwnCAT3 倍福控制器[12]作為設(shè)備運(yùn)動(dòng)控制器，選用RTC4 控制板卡控制激光振鏡控制器[13]。

上位機(jī)控制軟件一方面作為與用戶(hù)交互的接口，需要進(jìn)行設(shè)計(jì)合理可行的UI 設(shè)計(jì)，方面用戶(hù)操作以及避免用戶(hù)的誤操作，另一方面需要控制倍福控制器和激光振鏡器的協(xié)調(diào)配合工作，除此之外，控制軟件需要將當(dāng)前打印狀態(tài)的數(shù)據(jù)上傳至遠(yuǎn)程服務(wù)器，為質(zhì)量追溯提供數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)打印過(guò)程的遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控。其主要功能如下：

（1）讀取控制文件（包括AFF 格式、CLI 格式、DPPS 格式）。

（2）電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制。

（3）激光運(yùn)動(dòng)控制。

（4）氣氛系統(tǒng)控制。

（5）人機(jī)交互，實(shí)時(shí)顯示打印過(guò)程信息。

（6）打印制件控制。

（7）將運(yùn)行數(shù)據(jù)上傳至遠(yuǎn)程服務(wù)。

下位機(jī)TiwnCAT3 底層驅(qū)動(dòng)程序一方面需要實(shí)時(shí)向上位機(jī)反饋設(shè)備的信息（包括電機(jī)位置以及速度信息、氣氛數(shù)據(jù)、系統(tǒng)狀態(tài)信息等），另一方面需要解析接受上位機(jī)的指令并進(jìn)行相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)控制，其主要功能如下：

（1）鋪粉系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)控制（包括刮刀、成形面板等電機(jī)的運(yùn)動(dòng) ）。

（2）實(shí)時(shí)采集設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)信息。

（3）實(shí)時(shí)上傳設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)信息。

下面給出SLM 金屬增材制造設(shè)備控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案，如圖1 所示。

圖1 SLM 金屬增材制造設(shè)備控制系統(tǒng)原理框圖

1.2 工作流程

首先，用戶(hù)導(dǎo)入控制文件，文件可以是AFF 格式、CLI 格式以及DPPS 格式，控制文件中會(huì)包含模型的基本信息，需要讀取模型的基本信息，并顯示在界面上。同時(shí)，需要評(píng)估一下打印整個(gè)模型的時(shí)間以及成本，并顯示在界面上。工藝人員或者操作人員可以根據(jù)需要進(jìn)行打印前的準(zhǔn)備工作，包括打印試鋪粉、試打印單層零件、抽真空、置換氣體以及電機(jī)運(yùn)動(dòng)操作的手動(dòng)等操作。同時(shí)，控制軟件也提供一件打印的功能，滿足快速打印的需求。光路系統(tǒng)人員可以對(duì)激光部分進(jìn)行激光器調(diào)試和振鏡調(diào)試。在打印制件的過(guò)程中，需要實(shí)時(shí)監(jiān)控設(shè)備的信息。

2 SLM 金屬增材制造設(shè)備控制系統(tǒng)軟件

SLM 金屬增材制造設(shè)備控制系統(tǒng)的上位機(jī)控制軟件采用QT 平臺(tái)進(jìn)行開(kāi)發(fā)，采用MVC（modelview-controller）的軟件框架方案，視圖是由若干頁(yè)面及其對(duì)應(yīng)的若干模型組成，采用QML 實(shí)現(xiàn)視圖部分，將視圖的頁(yè)面與模型進(jìn)行綁定。視圖層還負(fù)責(zé)監(jiān)聽(tīng)和響應(yīng)用戶(hù)的操作?？刂破鞑糠重?fù)責(zé)接收用戶(hù)的請(qǐng)求，并進(jìn)行一些操作，然后去改變模型的狀態(tài)。模型部分負(fù)責(zé)和底層的PLC 控制程序連接[14-15]，對(duì)運(yùn)行模塊的控制使用ADS 通信，對(duì)光路系統(tǒng)模型的控制直接加載lib 庫(kù)，與遠(yuǎn)程服務(wù)使用TCP/IP協(xié)議、HTTP 協(xié)議進(jìn)行連接，如圖2 所示。

圖2 上位機(jī)與下位機(jī)通訊原理框圖

2.1 軟件框架

上位機(jī)控制軟件主要包括以下功能模塊：人機(jī)交互模塊、文件數(shù)據(jù)讀取模塊、運(yùn)動(dòng)控制模塊、激光控制模塊、氣氛控制模塊和打印制件模塊等，SLM 金屬增材制造設(shè)備控制系統(tǒng)上位機(jī)控制軟件詳細(xì)功能如圖3 所示。

圖3 SLM 增材制造設(shè)備控制系統(tǒng)功能框圖

2.2 通訊協(xié)議設(shè)計(jì)

上位機(jī)控制軟件需要與下位機(jī)的PLC 控制軟件進(jìn)行通訊，并發(fā)送控制指令，以控制金屬增材制造設(shè)備的運(yùn)行，通訊協(xié)議的設(shè)計(jì)關(guān)系到整個(gè)控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性以及后期的可維護(hù)性。上位機(jī)與下位機(jī)的通訊方式為ADS 通訊，ADS 通訊可以實(shí)現(xiàn)以結(jié)構(gòu)體的讀寫(xiě)，所以采用定義結(jié)構(gòu)體的方式實(shí)現(xiàn)與底層PLC 控制程序的通訊?？刂平涌诘亩x主要分為手動(dòng)控制接口、自動(dòng)鋪粉接口以及系統(tǒng)狀態(tài)檢測(cè)接口。

2.2.1 手動(dòng)控制接口定義

（1）控制電機(jī)運(yùn)動(dòng)的接口，結(jié)構(gòu)體主要包括軸類(lèi)型、運(yùn)動(dòng)類(lèi)型以及運(yùn)動(dòng)位置。軸類(lèi)型的取值與含義為：1 代表成形缸，2 代表雙向刮刀，3 代表單向刮刀；運(yùn)動(dòng)類(lèi)型的取值與含義為：0 代表空閑狀態(tài)，無(wú)需做任何操作，1 表示軸回零，2 代表軸到進(jìn)行絕對(duì)運(yùn)動(dòng)，3 代表進(jìn)行正向運(yùn)動(dòng)（即向里或向下的運(yùn)行），4 代表進(jìn)行反向運(yùn)行（基向里或向上的運(yùn)行），5 代表軸停止運(yùn)行，6 代表軸進(jìn)行刮刀切換操作。運(yùn)動(dòng)位置就是寫(xiě)入需要進(jìn)行運(yùn)動(dòng)的距離，在絕對(duì)運(yùn)行、正向運(yùn)動(dòng)、反向運(yùn)動(dòng)中需要寫(xiě)入該值，其他運(yùn)動(dòng)無(wú)需填寫(xiě)，默認(rèn)為0?？刂泼罱涌诙x如圖4 所示。

圖4 控制命令接口定義圖

（2）控制鋪粉操作的命令，結(jié)構(gòu)體包括鋪粉次數(shù)、鋪粉系數(shù)、鋪粉速度及是否開(kāi)始鋪粉標(biāo)志。手動(dòng)鋪粉和清粉命令接口定義如圖5 所示。

圖5 手動(dòng)鋪粉和清粉命令接口定義圖

（3）手動(dòng)控制各組件命令，結(jié)構(gòu)體保護(hù)控制組件的ID 號(hào)，是否打開(kāi)該組件的標(biāo)志位。手動(dòng)控制各組件命令接口定義如圖6 所示。

圖6 手動(dòng)控制各組件命令接口定義圖

（4）氣氛控制參數(shù)命令，結(jié)構(gòu)體包括氧含量、頻率、是否保持氣氛環(huán)境到成形結(jié)束的標(biāo)志位。氣氛控制參數(shù)命令接口定義如圖7 所示。

圖7 手動(dòng)控制各組件命令接口定義圖

（5）基板預(yù)熱命令，結(jié)構(gòu)體包括設(shè)定基板預(yù)熱溫度、是否開(kāi)始基本預(yù)熱的標(biāo)志位?；孱A(yù)熱命令接口定義如圖8 所示。

圖8 基板預(yù)熱命令接口定義圖

（6）控制命令返回結(jié)果，結(jié)構(gòu)體包括當(dāng)前操作執(zhí)行的狀態(tài)，如果運(yùn)行失敗，返回錯(cuò)誤狀態(tài)碼。當(dāng)前命令執(zhí)行的狀態(tài)的取值與含義為0 代表空閑狀態(tài)，沒(méi)有執(zhí)行任何指令，1 代表運(yùn)行中狀態(tài)，當(dāng)前執(zhí)行正在運(yùn)行，2 代表成功狀態(tài)，當(dāng)前指令運(yùn)行成功，3 代表失敗狀態(tài)，當(dāng)前指令運(yùn)行失敗，失敗的原因?qū)⒃诜祷氐腻e(cuò)誤狀態(tài)碼中查看。控制命令返回結(jié)果接口定義如圖9 所示。

圖9 控制命令返回結(jié)果接口定義圖

2.2.2 自動(dòng)鋪粉控制接口

自動(dòng)鋪粉控制接口，結(jié)構(gòu)體包括當(dāng)前打印狀態(tài)、當(dāng)前打印層厚、自動(dòng)鋪粉開(kāi)始標(biāo)志位、是否是單向刮刀標(biāo)志位、當(dāng)前層鋪粉系數(shù)參數(shù)和前層鋪粉速度參數(shù)。當(dāng)前打印狀態(tài)的取值與含義定義為：0 代表空閑狀態(tài)，1 代表開(kāi)始進(jìn)行氣氛準(zhǔn)備，2 代表打印開(kāi)始，3 代表打印暫停，4 打印打印停止，5 打印打印完成。自動(dòng)鋪粉控制接口定義如圖10 所示。

圖10 控制命令返回結(jié)果接口定義圖

2.2.3 系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)控接口

軟件采用ADS 的方式實(shí)現(xiàn)與PLC 程序的實(shí)時(shí)通信，監(jiān)控設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，獲取設(shè)備實(shí)時(shí)的氣氛環(huán)境因素的相關(guān)參數(shù)，溫度的相關(guān)參數(shù)，激光器的相關(guān)參數(shù)，鋪粉相關(guān)參數(shù)以及時(shí)間相關(guān)參數(shù)。具體的參數(shù)包括進(jìn)氣壓力值，腔內(nèi)壓力值，循環(huán)回路氧含量，腔內(nèi)氧含量，基板溫度，腔內(nèi)溫度，控制柜溫度，光路系統(tǒng)溫度，水冷機(jī)溫度，粉末剩余量，成形艙當(dāng)前位置，雙向刮刀位置，單向刮刀位置，鋪粉時(shí)間，清粉時(shí)間，氣氛準(zhǔn)備時(shí)間，激光器是否是出光標(biāo)志位，比例常數(shù)，積分時(shí)間常數(shù)，微分時(shí)間常量以及阻尼時(shí)間。系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)控接口定義如圖11 所示。

圖11 控制命令返回結(jié)果接口定義圖

2.3 運(yùn)動(dòng)控制模塊

運(yùn)動(dòng)控制模塊的主要功能是完成對(duì)電機(jī)的控制，對(duì)系統(tǒng)的手動(dòng)鋪粉和手動(dòng)清粉控制以及打印過(guò)程中的鋪粉軸參數(shù)設(shè)置。程序中設(shè)計(jì)MotionControl 類(lèi)用于控制電機(jī)的操作。

運(yùn)動(dòng)控制模塊通過(guò)ADS 方式與倍福的控制器進(jìn)行通訊，主要通過(guò)動(dòng)態(tài)鏈接方式插入TcAdsDll.dll庫(kù)以及在程序中引入TcAdsDef.h，TcAdsAPI.h 兩個(gè)頭文件的方式實(shí)現(xiàn)。程序中調(diào)用AdsPortOpen()函數(shù)打開(kāi)ADS 通訊的端口，再通過(guò)AdsGetLocalAddress(pAmsAddr)進(jìn)行打開(kāi)ADS 通訊。

為了保證控制軟件的人機(jī)交互友界面的實(shí)時(shí)性和交互友好性，運(yùn)動(dòng)控制模塊的在完成與倍?？刂频某晒B接之后，會(huì)開(kāi)啟一個(gè)后臺(tái)線程，專(zhuān)門(mén)用于運(yùn)動(dòng)控制操作，具體如下：

上位機(jī)QT 程序倍?？刂破鞯腁DS 通訊方式有很多，對(duì)于運(yùn)動(dòng)控制模塊選用通知方式，上位機(jī)QT 向倍?？刂破靼l(fā)送ADS 請(qǐng)求，倍?？刂破饕訡allBack 函數(shù)的方式不斷向上位機(jī)發(fā)送影響，直到上位機(jī)取消該請(qǐng)求。這種方式通訊效率高，不會(huì)造成系統(tǒng)阻塞。通知方式保證在倍?？刂破鞯某绦蛑械乃壎ǖ姆绞桨l(fā)生改變時(shí)，上位機(jī)QT 程序會(huì)執(zhí)行回調(diào)函數(shù)，以此來(lái)及時(shí)響應(yīng)運(yùn)動(dòng)控制器的返回值。

程序中通過(guò)AdsNotificationAttrib 類(lèi)實(shí)現(xiàn)通知方式的通訊，QT 程序中安裝通訊協(xié)議聲明相應(yīng)的結(jié)構(gòu)體類(lèi)，同時(shí)需要在PLC 程序中定義與之對(duì)應(yīng)的結(jié)構(gòu)體句柄，具體的定義見(jiàn)表1。

表1 QT 與TwinCAT3 定義表

以設(shè)備告警信息的定義為例，說(shuō)明具體的實(shí)現(xiàn)方法，程序中首先會(huì)獲取PLC 程序中的句柄，具體如下：

獲取成功之后，就可以啟動(dòng)變量的傳輸，當(dāng)綁定的變量在下位機(jī)發(fā)生變化之后，就會(huì)調(diào)用相應(yīng)的函數(shù)，具體如下：

當(dāng)綁定的句柄變量發(fā)生改變時(shí)，會(huì)回調(diào)函數(shù)，回調(diào)函數(shù)的定義具體如下：

該系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)控制模塊實(shí)現(xiàn)了在打印的過(guò)程中可以實(shí)時(shí)的控制鋪粉參數(shù)，可以支持刮刀切換操作，刮刀包括“單向刮刀”和“雙向刮刀”。在刮刀軸沒(méi)有回零的時(shí)候，支持點(diǎn)動(dòng)操作（向里點(diǎn)動(dòng)和向外點(diǎn)動(dòng)），點(diǎn)擊刮刀“回零”操作之后，刮刀支持絕對(duì)移動(dòng)、相對(duì)運(yùn)行（向里和向外）操作，在任何時(shí)候都支持刮刀運(yùn)動(dòng)的停止操作，針對(duì)鋪粉軸，在打印的過(guò)程中可以設(shè)置鋪粉系數(shù)和鋪粉速度系數(shù)，做到了打印全過(guò)程自主可控。同時(shí)，為了滿足工藝要求，支持對(duì)鋪粉軸設(shè)置前幾層不同的鋪粉系數(shù)和鋪粉速度系數(shù)。運(yùn)動(dòng)控制模塊的界面如圖12 所示。

圖12 運(yùn)動(dòng)控制模塊界面圖

2.4 激光控制模塊

激光控制模塊的主要功能是完成對(duì)激光器和振鏡器的控制，負(fù)責(zé)對(duì)激光器和振鏡器的參數(shù)設(shè)置，以及打印過(guò)程中激光器的控制操作。程序中設(shè)計(jì)ScannerControl 類(lèi)用于控制激光器和振鏡器。

激光器的控制板卡RTC 直接插入工控機(jī)中，QT 程序通過(guò)PCI 與RTC 板卡通訊，通過(guò)動(dòng)態(tài)鏈接RTC4DLL.dll 庫(kù)以及在程序中引用“RTC4expl.h”和“RTC4impl.h”頭文件，調(diào)用相關(guān)庫(kù)函數(shù)實(shí)現(xiàn)。

程序中通過(guò)加載校正的CTB 文件，HEX 文件以及振鏡的STB 文件實(shí)現(xiàn)激光器和振鏡器的初始化通訊工作，具體如下：

2.5 打印制件模塊

本系統(tǒng)在打印制件之前，需要導(dǎo)入打印零件的模型，文件的格式支持“AFF 文件”、“CLI 文件”以及“DPPS 文件”類(lèi)型。軟件支持多種打印方式包括“單層打印”和“多層打印”，本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)的打印流程如圖13 所示。

圖13 運(yùn)動(dòng)控制模塊UI圖

軟件會(huì)控制系統(tǒng)首先進(jìn)行“氣氛準(zhǔn)備”，當(dāng)成形艙的氧含量達(dá)到要求，表示氣氛準(zhǔn)備成功，氣氛準(zhǔn)備成功之后，軟件會(huì)讀取AFF 文件中的一層打印數(shù)據(jù)，判斷當(dāng)前的打印層高是否小于等于待打零件要求的高度。如果滿足要求，軟件首先會(huì)調(diào)用運(yùn)動(dòng)控制模塊進(jìn)行一次鋪粉操作，然后調(diào)用激光控制模塊控制激光器進(jìn)行激光掃描，將零件融化成形。另外，在每層打開(kāi)開(kāi)始之前，程序中會(huì)判斷用戶(hù)是否按下了“暫?！卑粹o，如果按下了“暫?！卑粹o，則會(huì)暫停當(dāng)前的打印流程；否則打印流程將繼續(xù)，直至讀取到AFF 文件的結(jié)束。

為了保證打印制件的高效與正常工作，程序中在后臺(tái)單獨(dú)開(kāi)啟一個(gè)線程，該線程由BuildControl類(lèi)實(shí)現(xiàn)，負(fù)責(zé)協(xié)同整個(gè)打印流程。打印制件的界面如圖14 所示。打印過(guò)程中，會(huì)實(shí)時(shí)顯示當(dāng)前零件的打印進(jìn)度、當(dāng)前打印層數(shù)、當(dāng)前打印高度、開(kāi)始打印時(shí)間以及打印時(shí)長(zhǎng)等零件打印狀態(tài)信息。

圖14 打印制件界面圖

金屬增材制造設(shè)備的打印制件過(guò)程需要協(xié)同控制激光器、振鏡器以及電機(jī)控制器。SLM 控制軟件主界面是控制程序的主線程，當(dāng)操作人員導(dǎo)入待打印的零件文件，選擇多層打印模式，并設(shè)置好打印的高度之后，點(diǎn)擊主界面的“開(kāi)始”按鈕之后，程序會(huì)重新開(kāi)啟一個(gè)后臺(tái)的打印制件的線程，該線程由BuildControl 類(lèi)負(fù)責(zé)，BuildControl 類(lèi)首先會(huì)調(diào)用MotionControl 類(lèi)中的atmospherePrepare 方法，MotionContorl 類(lèi)通過(guò)ADS 通訊與倍?？刂破髦械腜LC 程序負(fù)責(zé)進(jìn)行連接，負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)電機(jī)控制，設(shè)備氣氛準(zhǔn)備等工作。BuildControl 類(lèi)會(huì)阻塞，等待MotionControl 類(lèi)反饋氣氛準(zhǔn)備的結(jié)果，如果成形艙中的氧含量達(dá)到要求，則反饋氣氛準(zhǔn)備成功。當(dāng)BuildControl 類(lèi)收到了信息，則會(huì)讀取待打印零件的文件獲取打印一層需要的信息，然后調(diào)用MontionControl 類(lèi)鋪粉函數(shù)，進(jìn)行鋪粉操作。同樣地，此時(shí)BuildControl 類(lèi)也是處于阻塞狀態(tài)，等待MotionControl 類(lèi)反饋的鋪粉是否成功的信息，如果長(zhǎng)時(shí)間沒(méi)有收到鋪粉成功的信號(hào)，會(huì)判定為鋪粉失敗，結(jié)束打印。如果收到了鋪粉成功的信號(hào)，BuildControl 類(lèi)解析待打印零件的文件信息，控制激光器進(jìn)行工作，通過(guò)調(diào)用ScannerControl 類(lèi)的跳轉(zhuǎn)函數(shù)和畫(huà)線函數(shù)等激光器相關(guān)的函數(shù)，實(shí)現(xiàn)激光掃描，從而按照預(yù)定區(qū)域融化粉末，實(shí)現(xiàn)零件成形。BuildControl 類(lèi)同時(shí)會(huì)向SLM 控制程序主界面線程發(fā)送繪制圖形的信號(hào)，實(shí)現(xiàn)打印零件的圖像實(shí)時(shí)顯示。當(dāng)該層的所有信息都掃描完成之后，BuildControl 類(lèi)會(huì)發(fā)送當(dāng)前的打印進(jìn)度信息。此后，會(huì)繼續(xù)判斷當(dāng)前打印的零件高度是否小于需要打印的零件高度，如果小于，則繼續(xù)循環(huán)執(zhí)行鋪粉和激光掃描操作，直至打印到所需的高度。通常情況下需要打印的高度就是零件本身的高度。打印完成之后，BuildControl 類(lèi)需要調(diào)用MotionControl 的打印終止函數(shù)和執(zhí)行一系列終止操作，執(zhí)行成功之后，會(huì)向SLM 控制軟件主界面線程發(fā)送打印終止完成的信號(hào)。打印終止操作包括銷(xiāo)毀當(dāng)前的BuildControl進(jìn)程，但是MotionContorl 線程和ScannerControl 線程的后臺(tái)線程會(huì)一直存在，會(huì)異步地發(fā)送消息至SLM 控制軟件主界面線程，以實(shí)時(shí)顯示當(dāng)前設(shè)備的狀態(tài)信息。

3 結(jié)語(yǔ)

本文主要描述了選區(qū)激光熔化的金屬增材制造設(shè)備的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案，該系統(tǒng)是基于工控機(jī)+倍?？刂破?激光控制板卡的控制軟件系統(tǒng)。該系統(tǒng)考慮了金屬增材制造設(shè)備使用過(guò)程中設(shè)計(jì)人員、操作人員、工藝人員及激光調(diào)試人員等人員的需求，全方位地考慮了在金屬增材制造的過(guò)程中涉及的環(huán)境因素和工藝參數(shù)因素，設(shè)計(jì)了一個(gè)人機(jī)交互友好、打印過(guò)程全方位的自主可控、多線程協(xié)同運(yùn)行的高可靠性的金屬增材制造設(shè)備的控制系統(tǒng)。

本文論述的方案，已經(jīng)成功應(yīng)用于Kre-AM 系列的金屬增材制造設(shè)備中，該系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，交互友好，提升打印零件的效率，提高成形零件的效果。