激光熔覆快速成形是近40年来快速发展的一种增材制造技术,是激光熔覆技术与快速成形技术的结合体。相比于传统加工方法的切削式加工制造模式,激光快速成型技术是一种由下而上的层层叠加式的加工制造模式,该技术现已被运用在各个领域,如汽车制造业、航天航空、机械加工制造等。在激光熔覆成形过程中,熔覆件的成形质量受到加工参数的影响。实验表明不同加工参数下熔池的温度分布、尺寸大小也会不同,可以通过控制熔池的状态来控制最终熔覆件的成形质量。由于熔池具有高温度、高亮度、小尺寸等特点,在熔池检测环节有很多困难。为了确定熔池的准确位置并获取熔池表面清晰完整的图像,本文设计了双色CCD同轴熔池检测及闭环控制系统,并通过模拟实验与红外测温实验验证了熔池检测系统的准确性。为了快速有效地获取熔池区域信息并加以控制,设计了熔池尺寸闭环控制软件,使用阈值分割、边缘检测、最小外接矩形等算法,快速准确地获得熔池的尺寸信息,并反馈给PID控制器以调节激光输出功率,通过控制熔池宽度来改善熔覆件的成形质量。实验结果表明基于同轴拍摄熔池双色图像数据的熔池宽度闭环控制系统有效解决了激光往复扫描下薄壁工件的边缘凸起、弯曲处凹陷、以及上下宽度不均匀等问题。