一种用于增材制造的缺陷指纹精确在线监测方法和反馈策略技术

本发明专利技术涉及一种用于增材制造的缺陷指纹精确在线监测方法和反馈策略，包括建立缺陷指纹数据库、匹配缺陷信息和自动修正过程。利用多尺度图谱分析算法获取缺陷，建立包含每种缺陷的尺寸、缺陷产生的加工条件和消除缺陷策略等信息的数据，进而建立缺陷指纹数据库。多尺度图谱分析算法具体包括：图像预处理、图像采样、图像特征点检测、边缘线提取，算法将多尺度分析方法和图谱理论结合，并提出采样、降维和在线识别的迭代算法加速计算。利用本发明专利技术的缺陷指纹数据库，在增材制造加工过程中出现微小缺陷时就可查询到解决方案，自动调整在下一层铺粉和扫描的工艺参数，以便在成形过程中消除缺陷，从而提高成形零件的质量。

【技术实现步骤摘要】
一种用于增材制造的缺陷指纹精确在线监测方法和反馈策略
本专利技术涉及增材制造过程在线监测和质量精确控制，尤其涉及一种用于增材制造的缺陷指纹精确在线监测方法和反馈策略。
技术介绍
增材制造技术是基于“分层-叠加”制造的思想，具有柔性高、无模具、周期短、不受零件结构和材料限制等一系列优点，因此可以用于结构复杂、难加工以及薄壁零件的制造，在航空航天领域的高性能复杂构件和生物医学制造领域的多孔复杂结构制造具有显著优势。然而，成形零件的质量缺陷至今仍是阻碍增材制造技术广泛应用的技术瓶颈，成形过程的在线监测技术是解决这类难题的重要途径。目前增材制造的工艺实际上是循环测试后加工工艺参数就保持固定，那么前一层的微小缺陷(如“球化”现象)可能累积，导致下一层的铺粉过程无法完成。这种开环式制造方法将造成质量缺陷累积效应，从而使得加工的成形精度无法达到要求。同时，在成形过程监测中，如何系统性建立成形过程工艺参数与成形质量之间量化关系仍是成形过程监测的难点问题。目前增材制造监测中所用监测仪器，主要是光电高温计和高速摄像机。零件成形质量的监测方法，主要是基于光学与视觉的方法和通过对成形零件结构特征以及几何尺寸本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于增材制造的缺陷指纹精确在线监测方法和反馈策略，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、建立包括多条缺陷指纹数据的缺陷指纹数据库，每条缺陷指纹数据包括相应缺陷的类型、加工条件、面积、尺寸和位置以及缺陷的最优解决方案；步骤2、设定加工工艺参数，进行增材制造加工，本层加工完成后，获取成形平台区域的图像信息；步骤3、对图像信息进行滤波处理；步骤4、利用多尺度图谱分析算法，对图像信息中的特征点进行提取，得到特征点集合；步骤5、利用形态学和骨架提取方法从特征点集合中提取图像边缘线，根据几何学方法，拟合出图像中的缺陷形貌，获得缺陷类型，并计算得到缺陷对应的面积、尺寸和位置；将缺陷类型、面积、尺寸和位置...

【技术特征摘要】
1.一种用于增材制造的缺陷指纹精确在线监测方法和反馈策略，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、建立包括多条缺陷指纹数据的缺陷指纹数据库，每条缺陷指纹数据包括相应缺陷的类型、加工条件、面积、尺寸和位置以及缺陷的最优解决方案；步骤2、设定加工工艺参数，进行增材制造加工，本层加工完成后，获取成形平台区域的图像信息；步骤3、对图像信息进行滤波处理；步骤4、利用多尺度图谱分析算法，对图像信息中的特征点进行提取，得到特征点集合；步骤5、利用形态学和骨架提取方法从特征点集合中提取图像边缘线，根据几何学方法，拟合出图像中的缺陷形貌，获得缺陷类型，并计算得到缺陷对应的面积、尺寸和位置；将缺陷类型、面积、尺寸和位置信息与缺陷指纹数据库中的缺陷指纹数据进行匹配，若匹配成功，则采取相应缺陷指纹数据的最优解决方案，若匹配失败，则放弃该缺陷的修正，进入对下一层成形过程监测。2.根据权利要求1所述的用于增材制造的缺陷指纹精确在线监测方法和反馈策略，其特征在于，所述步骤1具体包括以下步骤：步骤1.1、设定加工工艺参数，进行增材制造加工，本层加工完成后，获取成形平台区域的图像信息；步骤1.2、对图像信息进行滤波处理；步骤1.3、利用多尺度图谱分析算法，对图像信息中的特征点进行提取，得到特征点集合；步骤1.4、利用形态学和骨架提取方法从特征点集合中提取图像边缘线，根据几何学方法，拟合出图像中的缺陷形貌，获得缺陷类型，并计算得到缺陷对应的面积、尺寸和位置；步骤1.5、通过反复进行消除缺陷的试验，寻找得到缺陷的最优解决方案，将缺陷对应的最优解决方案与缺陷的类型、加工条件、面积、尺寸和位置一起作为一项缺陷指纹数据，将每一个缺...

【专利技术属性】
技术研发人员：林昕，朱锟鹏，段现银，
申请(专利权)人：武汉科技大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42