CN116871537B - 铺粉质量的检测方法、装置、电子设备及3d打印机 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种铺粉质量的检测方法、装置、电子设备及3D打印机。其中，该方法包括：获取3D打印设备中基板表面的粉末图像，其中，粉末图像由3D打印设备中的工业相机拍摄得到；依据粉末图像，确定覆盖在基板表面的粉末的铺粉质量；在铺粉质量为铺粉正常的情况下，对基板表面的粉末执行打印操作；在铺粉质量为铺粉异常的情况下，执行重新铺粉操作，并对基板表面重新铺设的粉末进行铺粉质量检测。本申请解决了现有技术通过人工监控打印过程中的铺粉状态，存在效率低的技术问题。

Description

铺粉质量的检测方法、装置、电子设备及3D打印机

技术领域

本申请涉及3D打印领域，具体而言，涉及一种铺粉质量的检测方法、装置、电子设备及3D打印机。

背景技术

3D打印是以数字化三维模型为基础，将其切分为一定厚度的层片，进而逐层加工成型的技术。粉末床金属3D打印设备每层加工过程由铺粉和激光扫描两步构成。铺粉质量对打印成功率及零件质量都有着非常重要的影响。供粉参数错误、落料机构异常、铺粉机构异常等，都可能导致铺粉失败。

目前，对于打印时间较长的重要零件，用户一般会安排专人24小时轮班值守，跟踪打印状态，发现问题时及时停机补救。这种通过人工监控打印过程中的铺粉状态，存在效率低的技术问题。

针对上述的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本申请实施例提供了一种铺粉质量的检测方法、装置、电子设备及3D打印机，以至少解决现有技术通过人工监控打印过程中的铺粉状态，存在效率低的技术问题。

根据本申请实施例的一个方面，提供了一种铺粉质量的检测方法，包括：获取3D打印设备中基板表面的粉末图像，其中，粉末图像由3D打印设备中的工业相机拍摄得到；依据粉末图像，确定覆盖在基板表面的粉末的铺粉质量；在铺粉质量为铺粉正常的情况下，对基板表面的粉末执行打印操作；在铺粉质量为铺粉异常的情况下，执行重新铺粉操作，并对基板表面重新铺设的粉末进行铺粉质量检测。

可选地，依据粉末图像，确定覆盖在基板表面的粉末的铺粉质量，包括：对粉末图像进行灰度处理，得到第一图像；将第一图像划分为多个网格区域，得到第二图像；从第二图像中确定目标区域，其中，目标区域包括第二图像中灰度值小于第一预设阈值的网格区域；依据目标区域的属性信息，确定铺粉质量。

可选地，依据目标区域的属性信息，确定铺粉质量，包括：获取目标区域在第二图像中的第一面积信息，以及获取第二图像中基板表面所占的第二面积信息，其中，第一面积信息为目标区域的属性信息的一种；在第一面积信息与第二面积信息的比值大于第二预设阈值的情况下，确定铺粉质量为铺粉异常；在第一面积信息与第二面积信息的比值小于或等于第二预设阈值的情况下，确定铺粉质量为铺粉正常。

可选地，依据目标区域的属性信息，确定铺粉质量，包括：从目标区域中确定目标长度信息，其中，目标长度信息为目标区域中任意两个位置之间的距离的最大值，目标长度信息为目标区域的属性信息的一种；在目标长度信息所指示的长度大于第三预设阈值的情况下，确定铺粉质量为铺粉异常；在目标长度信息所指示的长度小于或等于第三预设阈值的情况下，确定铺粉质量为铺粉正常。

可选地，依据目标区域的属性信息，确定铺粉质量，包括：获取目标区域在第二图像中的第一位置信息，以及获取待打印零件在第二图像中的第二位置信息，其中，第一位置信息为目标区域的属性信息的一种；在第一位置信息包含于第二位置信息的情况下，确定铺粉质量为铺粉异常；在第一位置信息不包含于第二位置信息的情况下，确定铺粉质量为铺粉正常。

可选地，依据粉末图像，确定覆盖在基板表面的粉末的铺粉质量，包括：遍历数据库中存储的历史粉末图像，其中，历史粉末图像为存在铺粉异常的粉末图像；在历史粉末图像中存在与粉末图像的相似度大于第四预设阈值的目标图像的情况下，确定铺粉质量为铺粉异常；在历史粉末图像中不存在目标图像的情况下，确定铺粉质量为铺粉正常。

可选地，获取3D打印设备中基板表面的粉末图像，包括：获取3D打印设备的打印状态；在打印状态指示3D打印设备为开始状态时，获取基板表面的第一粉末层数；在第一粉末层数大于第一预设层数的情况下，获取基板表面的粉末图像；在打印状态指示3D打印设备为续打状态时，获取3D打印设备在续打状态时所铺设的第二粉末层数；在第二粉末层数大于第二预设层数的情况下，获取基板表面的粉末图像。

可选地，在铺粉质量为铺粉异常的情况下，执行重新铺粉操作，包括：获取执行重新铺粉操作所对应的操作次数；在操作次数大于预设次数的情况下，生成告警信息；在操作次数小于或等于预设次数的情况下，执行重新铺粉操作。

可选地，获取3D打印设备中基板表面的粉末图像之前，方法还包括：确定3D打印设备的控制策略和铺粉策略，其中，铺粉策略包括单向铺粉和双向铺粉；在控制策略为质量优先策略时，根据铺粉质量确定是否执行打印操作；在控制策略为效率优先策略时，控制确定铺粉质量的步骤和打印操作同时进行，且在铺粉质量为铺粉异常时，停止打印操作。

可选地，工业相机的拍摄范围至少覆盖基板表面。

根据本申请实施例的另一方面，还提供了一种铺粉质量的检测装置，包括：获取模块，用于获取3D打印设备中基板表面的粉末图像，其中，粉末图像由3D打印设备中的工业相机拍摄得到；确定模块，用于依据粉末图像，确定覆盖在基板表面的粉末的铺粉质量；第一执行模块，用于在铺粉质量为铺粉正常的情况下，对基板表面的粉末执行打印操作；第二执行模块，用于在铺粉质量为铺粉异常的情况下，执行重新铺粉操作，并对基板表面重新铺设的粉末进行铺粉质量检测。

根据本申请实施例的又一方面，还提供了一种电子设备，包括：存储器，用于存储程序指令；处理器，与存储器连接，用于执行实现以下功能的程序指令：获取3D打印设备中基板表面的粉末图像，其中，粉末图像由3D打印设备中的工业相机拍摄得到；依据粉末图像，确定覆盖在基板表面的粉末的铺粉质量；在铺粉质量为铺粉正常的情况下，对基板表面的粉末执行打印操作；在铺粉质量为铺粉异常的情况下，执行重新铺粉操作，并对基板表面重新铺设的粉末进行铺粉质量检测。

根据本申请实施例的再一方面，还提供了一种3D打印机，包括：采集设备和控制器；其中，采集设备，与控制器连接，用于采集3D打印设备中基板表面的粉末图像；控制器，用于执行上述铺粉质量的检测方法。

根据本申请实施例的再一方面，还提供了一种非易失性存储介质，该非易失性存储介质包括存储的计算机程序，其中，该非易失性存储介质所在设备通过运行计算机程序执行上述铺粉质量的检测方法。

在本申请实施例中，通过获取3D打印设备中基板表面的粉末图像，其中，粉末图像由3D打印设备中的工业相机拍摄得到；依据粉末图像，确定覆盖在基板表面的粉末的铺粉质量；在铺粉质量为铺粉正常的情况下，对基板表面的粉末执行打印操作；在铺粉质量为铺粉异常的情况下，执行重新铺粉操作，并对基板表面重新铺设的粉末进行铺粉质量检测，达到了自动检测3D打印机中的铺粉质量的目的，从而实现了提高打印成功率的技术效果，进而解决了现有技术通过人工监控打印过程中的铺粉状态，存在效率低的技术问题。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1是根据本申请实施例的一种用于实现铺粉质量的检测方法的计算机终端（或电子设备）的硬件结构框图；

图2是根据本申请实施例的一种铺粉质量的检测方法的流程图；

图3是根据本申请实施例的一种铺粉质量的检测装置的结构图；

图4是根据本申请实施例的一种3D打印机的结构图；

图5是根据本申请实施例的一种铺粉质量的检测流程示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

相关技术中对于3D打印的打印状态一般是安排专人轮班值守，通过人工确定打印状态，并且在发现铺粉异常时手动停机；在打印完毕后，通过人工进行零件缺陷检测，在零件检测不合格时重新打印。这种方法存在的缺点是：1. 依赖人工监视铺粉质量，耗费大量人力；2. 设备操作人员难以保证24小时寸步不离设备，可能会漏判；3. 对于细微的铺粉缺陷，人眼无法识别到；4. 发现异常时，只能停机，再次续打会影响零件质量。

为解决上述问题，本申请实施例提供了一种铺粉质量闭环控制方法，可以实现如下效果：1. 及时发现铺粉异常，闭环处理，提高打印成功率；2. 对无法修复的情况及时报警，提醒操作人员干预；3. 对铺粉照片进行留档，方便追溯。以下详细说明。

本申请实施例所提供的铺粉质量的检测方法实施例可以在移动终端、计算机终端或者类似的运算装置中执行。图1示出了一种用于实现铺粉质量的检测方法的计算机终端（或电子设备）的硬件结构框图。如图1所示，计算机终端10（或电子设备）可以包括一个或多个（图中采用102a、102b，……，102n来示出）处理器（处理器可以包括但不限于微处理器MCU或可编程逻辑器件FPGA等的处理装置）、用于存储数据的存储器104、以及用于通信功能的传输模块106。除此以外，还可以包括：显示器、输入/输出接口（I/O接口）、通用串行总线（USB）端口（可以作为I/O接口的端口中的一个端口被包括）、网络接口、电源和/或相机。本领域普通技术人员可以理解，图1所示的结构仅为示意，其并不对上述电子装置的结构造成限定。例如，计算机终端10还可包括比图1中所示更多或者更少的组件，或者具有与图1所示不同的配置。

应当注意到的是上述一个或多个处理器和/或其他数据处理电路在本文中通常可以被称为“数据处理电路”。该数据处理电路可以全部或部分的体现为软件、硬件、固件或其他任意组合。此外，数据处理电路可为单个独立的处理模块，或全部或部分的结合到计算机终端10（或电子设备）中的其他元件中的任意一个内。如本申请实施例中所涉及到的，该数据处理电路作为一种处理器控制（例如与接口连接的可变电阻终端路径的选择）。

存储器104可用于存储应用软件的软件程序以及模块，如本申请实施例中的铺粉质量的检测方法对应的程序指令/数据存储装置，处理器通过运行存储在存储器104内的软件程序以及模块，从而执行各种功能应用以及数据处理，即实现上述的铺粉质量的检测方法。存储器104可包括高速随机存储器，还可包括非易失性存储器，如一个或者多个磁性存储装置、闪存、或者其他非易失性固态存储器。在一些实例中，存储器104可进一步包括相对于处理器远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至计算机终端10。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。

传输模块106用于经由一个网络接收或者发送数据。上述的网络具体实例可包括计算机终端10的通信供应商提供的无线网络。在一个实例中，传输模块106包括一个网络适配器（Network Interface Controller，NIC），其可通过基站与其他网络设备相连从而可与互联网进行通讯。在一个实例中，传输模块106可以为射频（Radio Frequency，RF）模块，其用于通过无线方式与互联网进行通讯。

显示器可以例如触摸屏式的液晶显示器（LCD），该液晶显示器可使得用户能够与计算机终端10（或电子设备）的用户界面进行交互。

此处需要说明的是，在一些可选实施例中，上述图1所示的计算机设备（或电子设备）可以包括硬件元件（包括电路）、软件元件（包括存储在计算机可读介质上的计算机代码）、或硬件元件和软件元件两者的结合。应当指出的是，图1仅为特定具体实例的一个实例，并且旨在示出可存在于上述计算机设备（或电子设备）中的部件的类型。

在上述运行环境下，本申请实施例提供了一种铺粉质量的检测方法实施例，需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

图2是根据本申请实施例的一种铺粉质量的检测方法的流程图，如图2所示，该方法包括如下步骤：

步骤S202，获取3D打印设备中基板表面的粉末图像，其中，粉末图像由3D打印设备中的工业相机拍摄得到。

在上述步骤S202中，工业相机可以安装在3D打印机的舱室顶部，基板在工业相机的下方，从而通过工业相机采集基板表面的粉末图像，并存储采集的粉末图像，识别是否有铺粉不全等缺陷。

步骤S204，依据粉末图像，确定覆盖在基板表面的粉末的铺粉质量。

在上述步骤S204中，可以通过对粉末图像进行灰度处理，根据图像的灰度值确定铺粉质量。在一种可选的实施例中，若基板表面被粉末覆盖的区域对应的灰度值高，当基板没有被粉末覆盖时，对应的区域的灰度值相对于基板被粉末覆盖的区域的灰度值低，此时可根据灰度值小于第一预设阈值的区域确定铺粉质量。

在另一种可选的实施例中，若基板表面被粉末覆盖的区域对应的灰度值低，当基板没有被粉末覆盖时，对应的区域的灰度值相对于基板被粉末覆盖的区域的灰度值高，此时可根据灰度值大于第一预设阈值的区域确定铺粉质量。

步骤S206，在铺粉质量为铺粉正常的情况下，对基板表面的粉末执行打印操作。

在上述步骤S206中，若基板表面铺粉正常，则可以根据此时基板上的粉末执行扫描和打印，在一种可选的实施例中，若基板表面的粉末的区域已经覆盖了待打印零件的区域，此时可以确定铺粉正常；在其他可选的实施例中，还可以根据面积、长度等确定铺粉是否正常，在后文会进行详细介绍。

步骤S208，在铺粉质量为铺粉异常的情况下，执行重新铺粉操作，并对基板表面重新铺设的粉末进行铺粉质量检测。

在上述步骤S208中，若基板表面的粉末的铺粉质量为铺粉异常，则可以通过重新铺粉的方式，并对重新铺粉后的基板表面进行拍照，进而得到新的粉末图像，根据上述步骤S204至步骤S208，确定重新铺粉后的铺粉质量，并根据铺粉质量执行对应的操作。

通过上述步骤S202至步骤S208，达到了自动检测3D打印机中的铺粉质量的目的，从而实现了提高打印成功率的技术效果，进而解决了现有技术通过人工监控打印过程中的铺粉状态，存在效率低的技术问题。

在上述铺粉质量的检测方法中的步骤S204中，依据粉末图像，确定覆盖在基板表面的粉末的铺粉质量，具体包括如下步骤：对粉末图像进行灰度处理，得到第一图像；将第一图像划分为多个网格区域，得到第二图像；从第二图像中确定目标区域，其中，目标区域包括第二图像中灰度值小于第一预设阈值的网格区域；依据目标区域的属性信息，确定铺粉质量。

在一种可选的实施例中，为了便于处理器识别粉末图像，需要将工业相机拍摄得到的粉末图像进行灰度处理，将进行灰度处理后的粉末图像确定为第一图像，另外，为了更好的确定不同的灰度值在原始的粉末图像中的具体位置，可以将第一图像划分为多个网格区域，例如，将第一图像按照预设的尺寸进行划分，进而得到包含多个网格区域的第二图像。从第二图像中确定目标区域，该目标区域可以指存在异常的区域。具体地，若基板表面被粉末覆盖的区域对应的灰度值高，当基板没有被粉末覆盖时，对应的区域的灰度值相对于基板被粉末覆盖的区域的灰度值低，此时可将第二图像中灰度值小于第一预设阈值的网格区域确定为目标区域；若基板表面被粉末覆盖的区域对应的灰度值低，当基板没有被粉末覆盖时，对应的区域的灰度值相对于基板被粉末覆盖的区域的灰度值高，此时可将灰度值大于第一预设阈值的区域确定为目标区域。在确定目标区域之后，可以根据目标区域的属性信息，确定铺粉质量，该属性信息例如可以为面积信息、长度信息、位置信息等。

在上述步骤中，依据目标区域的属性信息，确定铺粉质量，具体包括如下步骤：获取目标区域在第二图像中的第一面积信息，以及获取第二图像中基板表面所占的第二面积信息，其中，第一面积信息为目标区域的属性信息的一种；在第一面积信息与第二面积信息的比值大于第二预设阈值的情况下，确定铺粉质量为铺粉异常；在第一面积信息与第二面积信息的比值小于或等于第二预设阈值的情况下，确定铺粉质量为铺粉正常。

在一种可选的实施例中，当属性信息为面积信息时，根据第二图像中目标区域所占面积和基板表面所占的面积的比值，确定铺粉质量。具体地，当第二图像中目标区域所占面积和基板表面所占的面积的比值大于第二预设阈值的情况下，确定铺粉质量为铺粉异常；当第二图像中目标区域所占面积和基板表面所占的面积的比值小于或等于第二预设阈值的情况下，确定铺粉质量为铺粉正常。

在另一种可选的实施例中，当第二图像中目标区域所占面积和基板表面所占的面积的比值大于第二预设阈值的情况下，还可以进一步判断目标区域在第二图像中的位置信息，当目标区域在第二图像中的位置信息不在待打印零件所在的位置范围内时，可认为此时基板表面的粉末对待打印零件的打印效果没有影响，在这种情况下，可以认为铺粉质量为铺粉正常。

在上述步骤中，依据目标区域的属性信息，确定铺粉质量，具体还可以包括如下步骤：从目标区域中确定目标长度信息，其中，目标长度信息为目标区域中任意两个位置之间的距离的最大值，目标长度信息为目标区域的属性信息的一种；在目标长度信息所指示的长度大于第三预设阈值的情况下，确定铺粉质量为铺粉异常；在目标长度信息所指示的长度小于或等于第三预设阈值的情况下，确定铺粉质量为铺粉正常。

在一种可选的实施例中，当属性信息为长度信息时，根据第二图像中目标区域内中任意两个位置之间的距离的最大值（即上述目标长度信息）和第三预设阈值的关系，确定铺粉质量。具体地，当目标长度信息所表示的长度值大于第三预设阈值的情况下，确定铺粉质量为铺粉异常；当目标长度信息所表示的长度值小于或等于第三预设阈值的情况下，确定铺粉质量为铺粉正常。

在另一种可选的实施例中，当目标长度信息所表示的长度值大于第三预设阈值的情况下，还可以进一步判断该目标长度信息在第二图像中的位置信息，当目标长度信息在第二图像中的位置信息不在待打印零件所在的位置范围内时，可认为此时基板表面的粉末对待打印零件的打印效果没有影响，在这种情况下，可以认为铺粉质量为铺粉正常。

需要说明的是，本申请实施例中的目标区域所覆盖的区域或点是连续的，若第二图像中存在多个不连续的满足灰度值小于第一预设阈值的网格区域，则每个网格区域即认为是一个目标区域。

在上述步骤中，依据目标区域的属性信息，确定铺粉质量，具体还可以包括如下步骤：获取目标区域在第二图像中的第一位置信息，以及获取待打印零件在第二图像中的第二位置信息，其中，第一位置信息为目标区域的属性信息的一种；在第一位置信息包含于第二位置信息的情况下，确定铺粉质量为铺粉异常；在第一位置信息不包含于第二位置信息的情况下，确定铺粉质量为铺粉正常。

在一种可选的实施例中，当属性信息为位置信息时，根据第二图像中目标区域的位置信息（即上述第一位置信息）与待打印零件的位置信息（即上述第二位置信息）的位置关系，确定铺粉质量。具体地，当第二位置信息包含第一位置信息，也即待打印零件所在的位置范围内包含目标区域（或异常区域）的情况下，可认为此时基板表面的粉末对待打印零件的打印效果有影响，在这种情况下，确定铺粉质量为铺粉异常；当第二位置信息不包含第一位置信息，也即待打印零件所在的位置范围不包含目标区域（或异常区域）的情况下，可认为此时基板表面的粉末对待打印零件的打印效果没有影响，在这种情况下，可以认为铺粉质量为铺粉正常。

在上述铺粉质量的检测方法中的步骤S204中，依据粉末图像，确定覆盖在基板表面的粉末的铺粉质量，具体包括如下步骤：遍历数据库中存储的历史粉末图像，其中，历史粉末图像为存在铺粉异常的粉末图像；在历史粉末图像中存在与粉末图像的相似度大于第四预设阈值的目标图像的情况下，确定铺粉质量为铺粉异常；在历史粉末图像中不存在目标图像的情况下，确定铺粉质量为铺粉正常。

在一种可选的实施例中，将存在铺粉缺陷的历史粉末图像存储在数据库中，通过比较数据库中存储的历史粉末图像和当前获取到的粉末图像的相似度，当相似度大于第四预设阈值的情况下，确定当前获取到的粉末图像存在铺粉缺陷，此时确定铺粉质量为铺粉异常；当相似度小于或等于第四预设阈值的情况下，确定当前获取到的粉末图像不存在铺粉缺陷，此时确定铺粉质量为铺粉正常。

在上述铺粉质量的检测方法中的步骤S202中，获取3D打印设备中基板表面的粉末图像，具体包括如下步骤：获取3D打印设备的打印状态；在打印状态指示3D打印设备为开始状态时，获取基板表面的第一粉末层数；在第一粉末层数大于第一预设层数的情况下，获取基板表面的粉末图像；在打印状态指示3D打印设备为续打状态时，获取3D打印设备在续打状态时所铺设的第二粉末层数；在第二粉末层数大于第二预设层数的情况下，获取基板表面的粉末图像。

在一种可选的实施例中，当3D打印设备的打印状态为刚开始打印时，基板表面的粉末尚未铺平整，可设置该打印状态下的基板表面的粉末层数小于或等于第一预设层数（即起始层）时，不检测基板表面的铺粉质量，在这种情况下，为了节约资源，在不检测铺粉质量的第一预设层数内，也不使用工业相机对基板表面进行拍摄；当该打印状态下的基板表面的粉末层数大于第一预设层数时，使用工业相机对基板表面的粉末进行拍摄，从而获取基板表面的粉末图像，进而对根据粉末图像确定铺粉质量，若无缺陷则执行打印操作，如果检测到缺陷，则进行自动重铺粉，铺粉后再次检测铺粉质量，合格后继续打印，多次重铺粉仍不合格时则暂停打印，生成告警信息，如声光报警，提醒操作人员介入处理。

当3D打印设备的打印状态为续打状态时，可设置该打印状态下的铺粉层数小于或等于第二预设层数（即过渡层或续打层）时，不检测基板表面的铺粉质量，在这种情况下，为了节约资源，在不检测铺粉质量的第二预设层数内，也不使用工业相机对基板表面进行拍摄；当该打印状态下的基板表面的粉末层数大于第二预设层数时，使用工业相机对基板表面的粉末进行拍摄，从而获取基板表面的粉末图像，进而根据粉末图像确定铺粉质量，若无缺陷则执行打印操作，如果检测到缺陷，则进行自动重铺粉，铺粉后再次检测铺粉质量，合格后继续打印，多次重铺粉仍不合格时则暂停打印，生成告警信息，如声光报警，提醒操作人员介入处理。

在上述铺粉质量的检测方法中的步骤S208中，在铺粉质量为铺粉异常的情况下，执行重新铺粉操作，具体包括如下步骤：获取执行重新铺粉操作所对应的操作次数；在操作次数大于预设次数的情况下，生成告警信息；在操作次数小于或等于预设次数的情况下，执行重新铺粉操作。

在一种可选的实施例中，可设置重新铺粉操作的操作次数为预设次数，例如设置预设次数为3次，当操作次数小于或等于预设次数的情况下，执行重新铺粉操作；若操作次数大于预设次数的情况下，说明3D打印设备可能存在问题，此时暂停打印，生成告警信息，并将告警信息发送给用户使用的终端设备中，从而通过人工介入修复3D打印设备。

在上述铺粉质量的检测方法中的步骤S202中，获取3D打印设备中基板表面的粉末图像之前，方法具体还包括如下步骤：确定3D打印设备的控制策略和铺粉策略，其中，铺粉策略包括单向铺粉和双向铺粉；在控制策略为质量优先策略时，根据铺粉质量确定是否执行打印操作；在控制策略为效率优先策略时，控制确定铺粉质量的步骤和打印操作同时进行，且在铺粉质量为铺粉异常时，停止打印操作。

在一种可选的实施例中，3D打印设备支持多种控制策略，该控制策略包括质量优先策略和效率优先策略。具体地，质量优先策略需等待铺粉检测结果合格后，再进行扫描；效率优先策略为边扫描打印边进行铺粉质量分析，分析结束后，如果铺粉质量为铺粉异常，则立即停止打印。3D打印设备根据用户选择的铺粉策略，自动适配铺粉动作，确保铺粉车内有足够的粉末，并且不影响后续打印。

在上述铺粉质量的检测方法中，工业相机的拍摄范围至少覆盖基板表面。

本申请实施例提供的铺粉质量的检测方法可以解决在金属3D打印时，由于铺粉不全等缺陷导致的打印失败，另外，该方法在确定铺粉异常时，能够采取重新铺粉操作，实现自动补救，提高打印成功率。上述方法具有如下优点：1. 引入工业相机代替人工，对铺粉质量进行检测，节省人力，同时照片留档方便追溯；2. 检测到铺粉缺陷时，可自动完成重铺粉动作，提高打印成功率；3. 通过自动重铺粉无法消除缺陷时，可以声光报警提醒操作人员介入，及时处理问题，避免打印结束了才发现问题，造成时间及资金损失。

图3是根据本申请实施例的一种铺粉质量的检测装置的结构图，如图3所示，该装置包括：

获取模块302，用于获取3D打印设备中基板表面的粉末图像，其中，粉末图像由3D打印设备中的工业相机拍摄得到；

确定模块304，用于依据粉末图像，确定覆盖在基板表面的粉末的铺粉质量；

第一执行模块306，用于在铺粉质量为铺粉正常的情况下，对基板表面的粉末执行打印操作；

第二执行模块308，用于在铺粉质量为铺粉异常的情况下，执行重新铺粉操作，并对基板表面重新铺设的粉末进行铺粉质量检测。

在上述铺粉质量的检测装置中的确定模块中，该确定模块还用于对粉末图像进行灰度处理，得到第一图像；将第一图像划分为多个网格区域，得到第二图像；从第二图像中确定目标区域，其中，目标区域包括第二图像中灰度值小于第一预设阈值的网格区域；依据目标区域的属性信息，确定铺粉质量。

在上述铺粉质量的检测装置中的确定模块中，该确定模块还用于获取目标区域在第二图像中的第一面积信息，以及获取第二图像中基板表面所占的第二面积信息，其中，第一面积信息为目标区域的属性信息的一种；在第一面积信息与第二面积信息的比值大于第二预设阈值的情况下，确定铺粉质量为铺粉异常；在第一面积信息与第二面积信息的比值小于或等于第二预设阈值的情况下，确定铺粉质量为铺粉正常。

在上述铺粉质量的检测装置中的确定模块中，该确定模块还用于从目标区域中确定目标长度信息，其中，目标长度信息为目标区域中任意两个位置之间的距离的最大值，目标长度信息为目标区域的属性信息的一种；在目标长度信息所指示的长度大于第三预设阈值的情况下，确定铺粉质量为铺粉异常；在目标长度信息所指示的长度小于或等于第三预设阈值的情况下，确定铺粉质量为铺粉正常。

在上述铺粉质量的检测装置中的确定模块中，该确定模块还用于获取目标区域在第二图像中的第一位置信息，以及获取待打印零件在第二图像中的第二位置信息，其中，第一位置信息为目标区域的属性信息的一种；在第一位置信息包含于第二位置信息的情况下，确定铺粉质量为铺粉异常；在第一位置信息不包含于第二位置信息的情况下，确定铺粉质量为铺粉正常。

在上述铺粉质量的检测装置中的确定模块中，该确定模块还用于遍历数据库中存储的历史粉末图像，其中，历史粉末图像为存在铺粉异常的粉末图像；在历史粉末图像中存在与粉末图像的相似度大于第四预设阈值的目标图像的情况下，确定铺粉质量为铺粉异常；在历史粉末图像中不存在目标图像的情况下，确定铺粉质量为铺粉正常。

在上述铺粉质量的检测装置中的获取模块中，该获取模块还用于获取3D打印设备的打印状态；在打印状态指示3D打印设备为开始状态时，获取基板表面的第一粉末层数；在第一粉末层数大于第一预设层数的情况下，获取基板表面的粉末图像；在打印状态指示3D打印设备为续打状态时，获取3D打印设备在续打状态时所铺设的第二粉末层数；在第二粉末层数大于第二预设层数的情况下，获取基板表面的粉末图像。

在上述铺粉质量的检测装置中的第二执行模块中，该第二执行模块还用于获取执行重新铺粉操作所对应的操作次数；在操作次数大于预设次数的情况下，生成告警信息；在操作次数小于或等于预设次数的情况下，执行重新铺粉操作。

在上述铺粉质量的检测装置中，还包括处理模块310，该处理模块用于确定3D打印设备的控制策略和铺粉策略，其中，铺粉策略包括单向铺粉和双向铺粉；在控制策略为质量优先策略时，根据铺粉质量确定是否执行打印操作；在控制策略为效率优先策略时，控制确定铺粉质量的步骤和打印操作同时进行，且在铺粉质量为铺粉异常时，停止打印操作。

在上述铺粉质量的检测装置中，工业相机的拍摄范围至少覆盖基板表面。

需要说明的是，图3所示的铺粉质量的检测装置用于执行图2所示的铺粉质量的检测方法，因此图2中的铺粉质量的检测方法中的相关解释说明也适用于该铺粉质量的检测装置，此处不再赘述。

图4是根据本申请实施例的一种3D打印机的结构图，如图4所示，该3D打印机400包括采集设备402和控制器404；其中，采集设备，与控制器连接，用于采集3D打印设备中基板表面的粉末图像，该采集设备例如可以为图像采集设备；控制器，用于执行以下铺粉质量的检测方法：获取3D打印设备中基板表面的粉末图像，其中，粉末图像由3D打印设备中的工业相机拍摄得到；依据粉末图像，确定覆盖在基板表面的粉末的铺粉质量；在铺粉质量为铺粉正常的情况下，对基板表面的粉末执行打印操作；在铺粉质量为铺粉异常的情况下，执行重新铺粉操作，并对基板表面重新铺设的粉末进行铺粉质量检测。

需要说明的是，图4所示的3D打印机用于执行图2所示的铺粉质量的检测方法，因此上述铺粉质量的检测方法中的相关解释说明也适用于该3D打印机，此处不再赘述。

图5是根据本申请实施例的一种铺粉质量的检测流程示意图，在图5中，在3D打印机的打印状态为开始打印时，不检测基板表面小于或等于第一预设层数的粉末的铺粉质量（即前若干层粉末不检测铺粉质量），当进行新的一层铺粉使得基板表面的粉末层数大于第一预设层数，通过工业相机对铺设在基板表面的粉末进行拍摄，并判断是否存在铺粉缺陷，当不存在铺粉缺陷时，扫描一层基板表面的粉末，并执行打印操作，判断所有层是否打印完毕，当所有层均打印完毕时，打印完成；当所有层未打印完毕时，进行新的一层铺粉，再通过工业相机对铺设在基板表面的粉末进行拍摄，进行后续的判断；当存在铺粉缺陷时，判断是否超过重铺粉操作次数，若没有超过重铺粉操作次数，则执行自动重铺粉，通过工业相机对基板表面的粉末进行拍摄，并判断是否存在铺粉缺陷；若超过重铺粉操作次数，则暂停打印，通过人工介入修复，并判断所有层是否打印完毕，当所有层均打印完毕时，打印完成；当所有层未打印完毕时，进行新的一层铺粉，再通过工业相机对基板表面的粉末进行拍摄，进行后续的判断。

本申请实施例还提供了一种非易失性存储介质，该非易失性存储介质包括存储的计算机程序，其中，该非易失性存储介质所在设备通过运行计算机程序执行以下铺粉质量的检测方法：获取3D打印设备中基板表面的粉末图像，其中，粉末图像由3D打印设备中的工业相机拍摄得到；依据粉末图像，确定覆盖在基板表面的粉末的铺粉质量；在铺粉质量为铺粉正常的情况下，对基板表面的粉末执行打印操作；在铺粉质量为铺粉异常的情况下，执行重新铺粉操作，并对基板表面重新铺设的粉末进行铺粉质量检测。

上述本申请实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

在本申请的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的技术内容，可通过其它的方式实现。其中，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如所述单元的划分，可以为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，单元或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可为个人计算机、服务器或者网络设备等）执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、只读存储器（ROM，Read-Only Memory）、随机存取存储器（RAM，Random Access Memory）、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述仅是本申请的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。

Claims (8)

1.一种铺粉质量的检测方法，其特征在于，包括：

获取3D打印设备中基板表面的粉末图像，其中，所述粉末图像由所述3D打印设备中的工业相机拍摄得到；

依据所述粉末图像，确定覆盖在所述基板表面的粉末的铺粉质量；

在所述铺粉质量为铺粉正常的情况下，对所述基板表面的粉末执行打印操作；

在所述铺粉质量为铺粉异常的情况下，执行重新铺粉操作，并对所述基板表面重新铺设的粉末进行铺粉质量检测；

依据所述粉末图像，确定覆盖在所述基板表面的粉末的铺粉质量，包括：对所述粉末图像进行灰度处理，得到第一图像；将所述第一图像划分为多个网格区域，得到第二图像；从所述第二图像中确定目标区域，所述目标区域指存在异常的区域，其中，所述目标区域包括所述第二图像中灰度值小于第一预设阈值的网格区域；依据所述目标区域的属性信息，确定所述铺粉质量；

依据所述目标区域的属性信息，确定所述铺粉质量，包括：获取所述目标区域在所述第二图像中的第一面积信息，以及获取所述第二图像中所述基板表面所占的第二面积信息，其中，所述第一面积信息为所述目标区域的属性信息的一种；在所述第一面积信息与所述第二面积信息的比值大于第二预设阈值的情况下，确定所述铺粉质量为所述铺粉异常；在所述第一面积信息与所述第二面积信息的比值小于或等于所述第二预设阈值的情况下，确定所述铺粉质量为所述铺粉正常；

获取3D打印设备中基板表面的粉末图像之前，还包括：确定所述3D打印设备的控制策略和铺粉策略，其中，所述铺粉策略包括单向铺粉和双向铺粉；在所述控制策略为质量优先策略时，根据所述铺粉质量确定是否执行所述打印操作；在所述控制策略为效率优先策略时，控制确定所述铺粉质量的步骤和所述打印操作同时进行，且在所述铺粉质量为所述铺粉异常时，停止所述打印操作。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，获取3D打印设备中基板表面的粉末图像，包括：

获取所述3D打印设备的打印状态；

在所述打印状态指示所述3D打印设备为开始状态时，获取所述基板表面的第一粉末层数；

在所述第一粉末层数大于第一预设层数的情况下，获取所述基板表面的粉末图像；

在所述打印状态指示所述3D打印设备为续打状态时，获取所述3D打印设备在所述续打状态时所铺设的第二粉末层数；

在所述第二粉末层数大于第二预设层数的情况下，获取所述基板表面的粉末图像。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述铺粉质量为铺粉异常的情况下，执行重新铺粉操作，包括：

获取执行所述重新铺粉操作所对应的操作次数；

在所述操作次数大于预设次数的情况下，生成告警信息；

在所述操作次数小于或等于所述预设次数的情况下，执行所述重新铺粉操作。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述工业相机的拍摄范围至少覆盖所述基板表面。

5.一种铺粉质量的检测装置，其特征在于，包括：

获取模块，用于获取3D打印设备中基板表面的粉末图像，其中，所述粉末图像由所述3D打印设备中的工业相机拍摄得到；获取3D打印设备中基板表面的粉末图像之前，还包括：确定所述3D打印设备的控制策略和铺粉策略，其中，所述铺粉策略包括单向铺粉和双向铺粉；在所述控制策略为质量优先策略时，根据所述铺粉质量确定是否执行打印操作；在所述控制策略为效率优先策略时，控制确定所述铺粉质量的步骤和所述打印操作同时进行，且在所述铺粉质量为铺粉异常时，停止所述打印操作；

确定模块，用于依据所述粉末图像，确定覆盖在所述基板表面的粉末的铺粉质量；依据所述粉末图像，确定覆盖在所述基板表面的粉末的铺粉质量，包括：对所述粉末图像进行灰度处理，得到第一图像；将所述第一图像划分为多个网格区域，得到第二图像；从所述第二图像中确定目标区域，所述目标区域指存在异常的区域，其中，所述目标区域包括所述第二图像中灰度值小于第一预设阈值的网格区域；依据所述目标区域的属性信息，确定所述铺粉质量；依据所述目标区域的属性信息，确定所述铺粉质量，包括：获取所述目标区域在所述第二图像中的第一面积信息，以及获取所述第二图像中所述基板表面所占的第二面积信息，其中，所述第一面积信息为所述目标区域的属性信息的一种；在所述第一面积信息与所述第二面积信息的比值大于第二预设阈值的情况下，确定所述铺粉质量为铺粉异常；在所述第一面积信息与所述第二面积信息的比值小于或等于所述第二预设阈值的情况下，确定所述铺粉质量为铺粉正常；

第一执行模块，用于在所述铺粉质量为铺粉正常的情况下，对所述基板表面的粉末执行打印操作；

第二执行模块，用于在所述铺粉质量为铺粉异常的情况下，执行重新铺粉操作，并对所述基板表面重新铺设的粉末进行铺粉质量检测。

6.一种电子设备，其特征在于，包括：

存储器，用于存储程序指令；

处理器，与所述存储器连接，用于执行实现以下功能的程序指令：获取3D打印设备中基板表面的粉末图像，其中，所述粉末图像由所述3D打印设备中的工业相机拍摄得到；依据所述粉末图像，确定覆盖在所述基板表面的粉末的铺粉质量；在所述铺粉质量为铺粉正常的情况下，对所述基板表面的粉末执行打印操作；在所述铺粉质量为铺粉异常的情况下，执行重新铺粉操作，并对所述基板表面重新铺设的粉末进行铺粉质量检测；依据所述粉末图像，确定覆盖在所述基板表面的粉末的铺粉质量，包括：对所述粉末图像进行灰度处理，得到第一图像；将所述第一图像划分为多个网格区域，得到第二图像；从所述第二图像中确定目标区域，所述目标区域指存在异常的区域，其中，所述目标区域包括所述第二图像中灰度值小于第一预设阈值的网格区域；依据所述目标区域的属性信息，确定所述铺粉质量；依据所述目标区域的属性信息，确定所述铺粉质量，包括：获取所述目标区域在所述第二图像中的第一面积信息，以及获取所述第二图像中所述基板表面所占的第二面积信息，其中，所述第一面积信息为所述目标区域的属性信息的一种；在所述第一面积信息与所述第二面积信息的比值大于第二预设阈值的情况下，确定所述铺粉质量为所述铺粉异常；在所述第一面积信息与所述第二面积信息的比值小于或等于所述第二预设阈值的情况下，确定所述铺粉质量为所述铺粉正常；获取3D打印设备中基板表面的粉末图像之前，还包括：确定所述3D打印设备的控制策略和铺粉策略，其中，所述铺粉策略包括单向铺粉和双向铺粉；在所述控制策略为质量优先策略时，根据所述铺粉质量确定是否执行所述打印操作；在所述控制策略为效率优先策略时，控制确定所述铺粉质量的步骤和所述打印操作同时进行，且在所述铺粉质量为所述铺粉异常时，停止所述打印操作。

7.一种3D打印机，其特征在于，包括：采集设备和控制器；其中，

所述采集设备，与所述控制器连接，用于采集3D打印设备中基板表面的粉末图像；

所述控制器，用于执行权利要求1至4中任意一项所述的铺粉质量的检测方法。

8.一种非易失性存储介质，其特征在于，所述非易失性存储介质包括存储的计算机程序，其中，所述非易失性存储介质所在设备通过运行所述计算机程序执行权利要求1至4中任意一项所述的铺粉质量的检测方法。