本发明专利技术涉及3D打印系统技术领域，尤其涉及一种增材制造用新式刮刀装置及铺粉方法，装置包括刮刀安装轴支架、刮刀安装轴、若干柔性刮刀和刮刀安装轴旋转驱动装置，刮刀安装轴安装在刮刀安装轴支架上，若干柔性刮刀安装在刮刀安装轴上，刮刀安装轴旋转驱动装置用于驱动刮刀安装轴进行旋转。本发明专利技术通过柔性刮刀、旋转驱动装置和监控相机，不仅减少了柔性刮刀的磨损量，同时避免了因刮刀磨损导致的铺粉效果不佳的情况，大大的提高了3D打印质量。大大的提高了3D打印质量。大大的提高了3D打印质量。
【技术实现步骤摘要】
一种增材制造用新式刮刀装置及铺粉方法
[0001]本专利技术涉及3D打印系统
，尤其涉及一种增材制造用新式刮刀装置及铺粉方法。
技术介绍
[0002]柔性刮刀是大部分选区激光熔化技术选择的方案，与硬性刮刀相比，柔性刮刀具有更大的工艺空间，但是柔性刮刀存在易磨损的问题，磨损后会带来打印平面上升，铺粉不平整等问题，严重影响3D打印质量。
技术实现思路
[0003]本专利技术提供了一种增材制造用新式刮刀装置及铺粉方法，解决了柔性刮刀磨损导致的铺粉不平整问题。
[0004]为了实现本专利技术的目的，所采用的技术方案是：一种增材制造用新式刮刀装置，包括刮刀安装轴支架、刮刀安装轴、若干柔性刮刀和刮刀安装轴旋转驱动装置，刮刀安装轴安装在刮刀安装轴支架上，若干柔性刮刀安装在刮刀安装轴上，刮刀安装轴旋转驱动装置用于驱动刮刀安装轴进行旋转。
[0005]作为本专利技术的优化方案，增材制造用新式刮刀装置还包括监控相机和控制系统，监控相机用于采集柔性刮刀的铺粉效果图，控制系统分别与监控相机和刮刀安装轴旋转驱动装置连接。
[0006]为了实现本专利技术的目的，所采用的技术方案是：采用一种增材制造用新式刮刀装置进行铺粉的方法，包括如下步骤：
[0007]1)第N个柔性刮刀进行铺粉；
[0008]2)监控相机采集铺粉效果图；
[0009]3)对采集的铺粉效果图进行处理，判断铺粉效果；
[0010]4)如果第N个柔性刮刀铺粉效果差，则记录第N个柔性刮刀损坏，后续铺粉时跳过该柔性刮刀；如果第N个柔性刮刀铺粉效果良好，则下次铺粉时控制系统控制刮刀安装轴旋转驱动装置4旋转到第N+1个柔性刮刀；
[0011]5)依次判断所有柔性刮刀的状况；
[0012]6)若所有的柔性刮刀均损坏，则停止铺粉。
[0013]作为本专利技术的优化方案，在步骤2)中，监控相机采集时使用张正友标定法矫正监控相机本身的畸变，使用图像透视变换将监控相机采集的图像变换成俯视图。
[0014]作为本专利技术的优化方案，在步骤3)中，使用高斯滤波器过滤图像中杂质噪音，使用轮廓提取再计算封闭轮廓面积来消除暗区。
[0015]作为本专利技术的优化方案，在步骤3)中，对监控相机采集的图像通过光暗均衡化方法进行光暗均衡化处理，光暗均衡化方法包括步骤：
[0016]a、求取源图I的平均灰度，并记录rows和cols；
[0017]b、按照一定大小，将源图I分为N*M个方块，求出每块的平均值，得到子块的亮度矩阵D；
[0018]c、用子块的亮度矩阵D的每个元素减去源图I的平均灰度，得到子块的亮度差值矩阵E；
[0019]d、用双立方差值法，将子块的亮度差值矩阵E差值成与源图I一样大小的亮度分布矩阵R；即使用子块的亮度差值矩阵E生成整个图像的背景图；
[0020]e、得到矫正后的图像result＝I
‑
R。
[0021]作为本专利技术的优化方案，在步骤3)中，对每一层成型缸区域图像使用直方图提取，获取图像的不同灰度的分布频率，通过对比第一层铺粉的直方图或者通过设定的阈值范围，判断是否存在灰度高亮的零件凸起，或者是存在灰度低的铺粉凹陷。
[0022]作为本专利技术的优化方案，针对柔性刮刀损坏导致出现铺粉条纹，可预先检测图像边缘，使用滑动窗口像素中最大值最小值的差重新定义像素值的方式，使得边缘特征凸显，便于使用霍夫直线检测，检测是否存在直线。
[0023]作为本专利技术的优化方案，检测图像边缘包括如下步骤：
[0024](1)首先用2D高斯滤波模板进行卷积以消除噪声；
[0025](2)利用sobel算子找到图像灰度沿着两个方向的偏导数，并求出梯度的大小；
[0026](3)计算出梯度的方向；
[0027](4)根据边缘的方向，把边缘的梯度方向大致分为四种：水平、竖直、45度方向、135度方向，通过梯度的方向，找到这个像素梯度方向的邻接像素；
[0028](5)遍历图像，若某个像素的灰度值与其梯度方向上前后两个像素的灰度值相比不是最大的，那么这个像素值置为0，即不是边缘。
[0029](6)使用累计直方图计算两个阈值，大于高阈值的一定是边缘，小于低阈值的一定不是边缘，介于之间的，查看像素的邻接像素中有没有超过高阈值的边缘像素，如果有的话则为边缘，否则不是边缘。
[0030]作为本专利技术的优化方案，霍夫直线检测包括如下步骤：
[0031]A、将监控相机(5)采集的图像上所有边缘点映射到极坐标下的霍夫空间；
[0032]B、在霍夫空间交于某点的曲线越多，表示图像上共线的点越多，从而认为一条直线。
[0033]本专利技术具有积极的效果：1)本专利技术通过柔性刮刀、旋转驱动装置和监控相机，不仅减少了柔性刮刀的磨损量，同时避免了因刮刀磨损导致的铺粉效果不佳的情况；
[0034]2)本专利技术解决了柔性刮刀在使用过程中因自身磨损导致的铺粉不平整问题，大大的提高了3D打印质量。
附图说明
[0035]下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。
[0036]图1是本专利技术的整体结构示意图；
[0037]图2是本专利技术方法的流程图；
[0038]图3是高斯滤波器过滤图像示意图；
[0039]图4是霍夫直线检测示意图。
[0040]其中：1、刮刀安装轴支架，2、刮刀安装轴，3、柔性刮刀，4、刮刀安装轴旋转驱动装置，5、监控相机，6、刮刀平移运动装置，7、成型缸。
具体实施方式
[0041]如图1所示，本专利技术公开了一种增材制造用新式刮刀装置，包括刮刀安装轴支架1、刮刀安装轴2、若干柔性刮刀3和刮刀安装轴旋转驱动装置4，刮刀安装轴2安装在刮刀安装轴支架1上，若干柔性刮刀3安装在刮刀安装轴2上，刮刀安装轴旋转驱动装置4用于驱动刮刀安装轴2进行旋转。刮刀安装轴旋转驱动装置4可以通过电机或液压缸带动刮刀安装轴2旋转，刮刀安装轴支架1可以在刮刀平移运动装置6进行平移到达指定位置进行铺粉。刮刀平移运动装置6可以是电机或液压的方式驱动。
[0042]增材制造用新式刮刀装置还包括监控相机5和控制系统，监控相机5用于采集柔性刮刀3的铺粉效果图，控制系统分别与监控相机5和刮刀安装轴旋转驱动装置4连接。控制系统根据实际情况驱动刮刀安装轴旋转驱动装置4。
[0043]如图2所示，采用一种增材制造用新式刮刀装置进行铺粉的方法，包括如下步骤：
[0044]1)第N个柔性刮刀3进行铺粉；
[0045]2)监控相机5采集铺粉效果图；
[0046]3)对采集的铺粉效果图进行处理，判断铺粉效果；
[0047]4)如果第N个柔性刮刀3铺粉效果差，则记录第N个柔性刮刀3损坏，后续铺粉时跳过该柔性刮刀3；如果第N个柔性刮刀3铺粉效果良好，则下次铺粉时控制系统控制刮刀安装轴旋转驱动装置4旋转到第N+1个柔性刮刀3；
[0048]5)依次判断所有本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种增材制造用新式刮刀装置，其特征在于：包括刮刀安装轴支架(1)、刮刀安装轴(2)、若干柔性刮刀(3)和刮刀安装轴旋转驱动装置(4)，刮刀安装轴(2)安装在刮刀安装轴支架(1)上，若干柔性刮刀(3)安装在刮刀安装轴(2)上，刮刀安装轴旋转驱动装置(4)用于驱动刮刀安装轴(2)进行旋转。2.根据权利要求1所述的一种增材制造用新式刮刀装置，其特征在于：增材制造用新式刮刀装置还包括监控相机(5)和控制系统，所述的监控相机(5)用于采集柔性刮刀(3)的铺粉效果图，控制系统分别与监控相机(5)和刮刀安装轴旋转驱动装置(4)连接。3.采用权利要求2所述的一种增材制造用新式刮刀装置进行铺粉的方法，其特征在于：包括如下步骤：1)第N个柔性刮刀(3)进行铺粉；2)监控相机(5)采集铺粉效果图；3)对采集的铺粉效果图进行处理，判断铺粉效果；4)如果第N个柔性刮刀(3)铺粉效果差，则记录第N个柔性刮刀(3)损坏，后续铺粉时跳过该柔性刮刀(3)；如果第N个柔性刮刀(3)铺粉效果良好，则下次铺粉时控制系统控制刮刀安装轴旋转驱动装置(4)旋转到第N+1个柔性刮刀(3)；5)依次判断所有柔性刮刀(3)的状况；6)若所有的柔性刮刀(3)均损坏，则停止铺粉。4.根据权利要求3所述的一种增材制造用新式刮刀装置进行铺粉的方法，其特征在于：在步骤2)中，监控相机(5)采集时使用张正友标定法矫正监控相机(5)本身的畸变，使用图像透视变换将监控相机(5)采集的图像变换成俯视图。5.根据权利要求3所述的一种增材制造用新式刮刀装置进行铺粉的方法，其特征在于：在步骤3)中，使用高斯滤波器过滤图像中杂质噪音，使用轮廓提取再计算封闭轮廓面积来消除暗区。6.根据权利要求5所述的一种增材制造用新式刮刀装置进行铺粉的方法，其特征在于：在步骤3)中，对监控相机(5)采集的图像通过光暗均衡化方法进行光暗均衡化处理，光暗均衡化方法包括步骤：a、求取源图I的平均灰度，并记录rows和cols；b、按照一定大小，将源图I分为N*M个方块，求出每块的平均值，得到子块的亮度矩阵D；c、用子块的...
【专利技术属性】
技术研发人员：马桂殿，葛奕辉，苏帅，
申请(专利权)人：南京铖联激光科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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