熔融增材制造过程中,设备机械运动、电磁干扰及负载波动易引发高压电源振动,长期振动不仅会导致电源内部元器件松动、接触不良,还可能破坏高压绝缘结构,引发漏电、击穿等安全隐患,严重影响增材制造的连续性与产品质量。因此,构建熔融增材高压电源振动监测系统具有重要现实意义。
该监测系统采用 “多维度感知 - 实时分析 - 智能预警” 架构:感知层选用高精度压电式加速度传感器,在电源壳体关键部位(如高压变压器安装处、功率模块支架)布置 6-8 个监测点,采集 X、Y、Z 三个方向的振动加速度信号,采样频率设定为 1kHz,确保捕捉微小振动变化;数据处理层通过边缘计算模块对原始振动信号进行预处理,采用小波阈值去噪算法剔除电磁干扰噪声,再通过快速傅里叶变换将时域信号转换为频域信号,提取振动特征频率;预警层基于支持向量机算法构建振动异常识别模型,将实时振动特征与预设阈值(如振幅>0.5g、特征频率偏离正常范围 ±10%)对比,当出现异常时,通过声光报警与设备控制系统联动,实现振动故障的早期预警与紧急停机。
该系统在钛合金熔融增材生产中的应用表明,其振动监测准确率达 98% 以上,可将高压电源因振动导致的故障停机时间缩短 60%,显著提升生产稳定性。