CN116984628B - 一种基于激光特征融合成像的铺粉缺陷检测方法 - Google Patents
一种基于激光特征融合成像的铺粉缺陷检测方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN116984628B CN116984628B CN202311272364.0A CN202311272364A CN116984628B CN 116984628 B CN116984628 B CN 116984628B CN 202311272364 A CN202311272364 A CN 202311272364A CN 116984628 B CN116984628 B CN 116984628B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- laser
- layer
- optical device
- image
- powder spreading
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000000843 powder Substances 0.000 title claims abstract description 120
- 230000007547 defect Effects 0.000 title claims abstract description 80
- 230000004927 fusion Effects 0.000 title claims abstract description 80
- 238000003892 spreading Methods 0.000 title claims abstract description 78
- 238000001514 detection method Methods 0.000 title claims abstract description 60
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 title claims abstract description 30
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 69
- 239000002356 single layer Substances 0.000 claims abstract description 49
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims abstract description 48
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 48
- 238000005245 sintering Methods 0.000 claims abstract description 29
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 claims abstract description 23
- 238000012216 screening Methods 0.000 claims abstract description 6
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 6
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 claims description 7
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 claims description 5
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 5
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims description 3
- 238000003860 storage Methods 0.000 claims description 3
- 230000000877 morphologic effect Effects 0.000 claims description 2
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 10
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 4
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 2
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 239000011344 liquid material Substances 0.000 description 1
- 238000007639 printing Methods 0.000 description 1
- 239000011343 solid material Substances 0.000 description 1
- 239000004071 soot Substances 0.000 description 1
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F10/00—Additive manufacturing of workpieces or articles from metallic powder
- B22F10/30—Process control
- B22F10/31—Calibration of process steps or apparatus settings, e.g. before or during manufacturing
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F10/00—Additive manufacturing of workpieces or articles from metallic powder
- B22F10/30—Process control
- B22F10/36—Process control of energy beam parameters
- B22F10/366—Scanning parameters, e.g. hatch distance or scanning strategy
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F10/00—Additive manufacturing of workpieces or articles from metallic powder
- B22F10/80—Data acquisition or data processing
- B22F10/85—Data acquisition or data processing for controlling or regulating additive manufacturing processes
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F12/00—Apparatus or devices specially adapted for additive manufacturing; Auxiliary means for additive manufacturing; Combinations of additive manufacturing apparatus or devices with other processing apparatus or devices
- B22F12/90—Means for process control, e.g. cameras or sensors
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
- G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
- G01N21/95—Investigating the presence of flaws or contamination characterised by the material or shape of the object to be examined
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
- B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
- B33Y10/00—Processes of additive manufacturing
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
- B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
- B33Y50/00—Data acquisition or data processing for additive manufacturing
- B33Y50/02—Data acquisition or data processing for additive manufacturing for controlling or regulating additive manufacturing processes
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/25—Process efficiency
Abstract
本发明公开了一种基于激光特征融合成像的铺粉缺陷检测方法，包括：根据预设的基板范围内的激光采集位安装光学器件，调整光学器件的参数；对光学器件进行标定，获取其内外参数；根据激光的移动速率匹配调节光学器件的帧速率，控制光学器件采集逐层铺粉过程中激光粉末烧结时的激光特征，获得各层铺粉对应的若干单帧激光特征图像；对各层铺粉对应的若干单帧激光特征图像按照相应层级进行融合，获得各层铺粉对应的单层多帧融合激光特征图像；根据光学器件的内外参数对获得各层铺粉对应的单层多帧融合激光特征图像进行畸变校正，获得最终单层融合图像；获取最终单层融合图像对应的单层融合灰度值图像后筛选出灰度值异常的区域，获取缺陷的位置和尺寸。
Description
技术领域
本发明涉及金属粉末选区激光熔融技术领域，尤其涉及一种基于激光特征融合成像的铺粉缺陷检测方法。
背景技术
选区激光熔融技术是一种先进的制造工艺，通过激光束控制的方式在粉末、液体或固体材料表面定向熔融，以精密地制造零件和构件。这种技术已经广泛应用于航空航天、医疗、汽车制造以及高端电子设备等领域，并且在不断地发展和完善中。选区激光熔融技术既可以实现小批量定制化生产，又可以形成复杂形状和高质量的部件，其应用前景十分广阔。然而，在零件熔融成型过程中，金属粉末的铺粉质量能够直接影响整个零件最终质量，因此，对打印过程中粉末铺粉质量进行实时检测具有重要意义。
当前针对铺粉质量检测的方法主要是通过光学器件采集铺粉动作完成后的粉末床图像，再利用图像处理技术分析图像内存在异常区域，最后根据各种铺粉缺陷所对应的表现形式，将异常区域对应划分至各缺陷，最后完成对铺粉质量的判断。然而利用铺粉图像进行缺陷检测时，对铺粉图像的质量要求较高，需要图像内具有较为明显的特征才能保证检测准确率。另外，由于缺陷在铺粉过程中存在演变阶段，利用铺粉图像进行缺陷检测缺乏较强的适应性和扩展性，进一步造成对铺粉缺陷的漏、错判。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种基于激光特征融合成像的铺粉缺陷检测方法，以使缺陷检测不受缺陷演变的干扰。
为解决上述技术问题，本发明的目的是通过以下技术方案实现的：提供一种基于激光特征融合成像的铺粉缺陷检测方法，包括以下步骤：安装并调整光学器件：根据预设的基板范围内的激光采集位安装光学器件，调整光学器件的参数；获取光学器件的内外参数：对安装调整完成的光学器件进行标定，获取光学器件的内外参数；采集激光特征图像：根据激光的移动速率匹配调节光学器件的帧速率，控制光学器件采集逐层铺粉过程中激光粉末烧结时的激光特征，获得各层铺粉对应的若干单帧激光特征图像并进行记录保存；融合成像：对获得的各层铺粉对应的若干单帧激光特征图像按照相应的层级进行融合，获得各层铺粉对应的单层多帧融合激光特征图像；图像畸变校正：根据光学器件的内外参数对获得各层铺粉对应的单层多帧融合激光特征图像进行畸变校正，获得最终单层融合图像；缺陷检测：获取最终单层融合图像对应的单层融合灰度值图像后筛选获取灰度值异常的区域，分析获取缺陷的位置和尺寸。
本发明的有益技术效果在于：本发明的基于激光特征融合成像的铺粉缺陷检测方法通过根据激光的移动速率匹配调节光学器件的帧速率并控制光学器件采集逐层铺粉过程中激光粉末烧结时的激光特征，获得各层铺粉对应的若干单帧激光特征图像，以确保完全采集激光移动烧结粉末过程中的所有激光特征，避免粉末烧结过程中激光特征的丢失；通过根据各层铺粉对应的若干单帧激光特征图像按照相应的层级进行融合，获得各层铺粉对应的单层多帧融合激光特征图像，分析融合图像存在的灰度异常部分实现对铺粉缺陷的检测，缺陷检测不受缺陷演变的干扰，以可提高缺陷检测的完整性和准确性，有效降低现有缺陷检测方法因图像处理造成的缺陷漏检和误检，而且，整个过程无需进行复杂的图像处理且对图像的像素及精确程度要求较低，对采集激光特征环境没有特殊要求，降低检测方法的部署环境，且操作方便简洁，可有效提高铺粉质量的检测效率和检测准确性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的基于激光特征融合成像的铺粉缺陷检测方法的流程示意图；
图2为本发明实施例提供的基于激光特征融合成像的铺粉缺陷检测方法的获取光学器件的内外参数的步骤中的标准标定板的示意图；
图3为本发明实施例提供的基于激光特征融合成像的铺粉缺陷检测方法的子流程示意图；
图4为本发明实施例提供的基于激光特征融合成像的铺粉缺陷检测方法的光学器件采集的单帧激光特征图像；
图5为本发明实施例提供的基于激光特征融合成像的铺粉缺陷检测方法的融合图像的过程示意图；
图6为本发明实施例提供的基于激光特征融合成像的铺粉缺陷检测方法的图像畸变校正后获得的最终单层融合图像的示意图；
图7为本发明实施例提供的基于激光特征融合成像的铺粉缺陷检测方法的缺陷检测的检测结果示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，图1为本发明实施例提供的基于激光特征融合成像的铺粉缺陷检测方法的流程示意图，所述基于激光特征融合成像的铺粉缺陷检测方法包括以下步骤：
步骤S11、安装并调整光学器件：根据预设的基板范围内的激光采集位安装光学器件，调整光学器件的参数，以使光学器件满足激光采集的要求；其中，由于激光在烧结粉末过程中所发出的光为特定光谱段范围的光，则光学器件需满足该特定光谱段范围的图像采集；而且，该光学器件需具备高帧速率图像采集的功能，以将烧结过程中的激光移动情况进行采集成像；同时，该光学器件需具有高动态范围和高分辨率的性能，进而保证成像质量，为后续图像融合和缺陷分析做好保障。根据预设的基板范围内的激光采集位安装光学器件可保证视场能够将基板范围全部覆盖，对光学器件的参数进行调整可保证后续采集获得的激光特征的清晰度。
步骤S12、获取光学器件的内外参数：对安装调整完成的光学器件进行标定，获取光学器件的内外参数，以便后续对融合图像进行畸变校正。
其中，所述步骤S12具体为：光学器件依次采集在光学器件的视场的不同位置和不同角度的标准标定板的图像，根据张正友标定法和采集到的标准标定板的图像计算获取光学器件的内外参数。该标准标定板可如图2所示。
步骤S13、采集激光特征图像：根据激光的移动速率匹配调节光学器件的帧速率，控制光学器件采集逐层铺粉过程中激光粉末烧结时的激光特征，获得各层铺粉对应的若干单帧激光特征图像并进行记录保存；其中，在对粉末进行烧结的过程中，激光是以一定的速率在粉末表面进行移动使金属粉末受热并熔化凝固形成固定零件，则为了采集激光在对粉末烧结过程中的激光特征，光学器件需以一定的帧速率将激光移动烧结粉末的激光特征进行采集记录。光学器件的帧速率与激光的移动速率相匹配可确保完全采集激光移动烧结粉末过程中的所有激光特征，避免粉末烧结过程中激光特征的丢失。选区熔融技术是通过逐层铺粉烧结，最后堆积形成最终零件，则为了保证最终零件的烧结质量，需要对每层的铺粉质量进行检测。粉末烧结过程的激光特征是指激光粉末烧结过程中所表现出的位于特定光谱段范围的光辐射特征。特定光谱段范围是指激光在烧结粉末过程中生成的位于不同光谱段范围的光辐射，而不同光谱段范围的光辐射代表的辐射源头物质不同。例如，烧结过程中产生的烟尘所产生的光辐射位于一个特定波段，而激光粉末烧结产生的飞溅效应所产生的光辐射位于另一个特定波段。因此，根据不同的光辐射波段，能够对光辐射来源进行区分。
步骤S14、融合成像：对获得的各层铺粉对应的若干单帧激光特征图像按照相应的层级进行融合，获得各层铺粉对应的单层多帧融合激光特征图像；其中，采用裁剪拼合的方法进行对获得的各层铺粉对应的若干单帧激光特征图像按照相应的层级进行融合，以获得各层铺粉对应的单层多帧融合激光特征图像。
步骤S15、图像畸变校正：根据光学器件的内外参数对获得各层铺粉对应的单层多帧融合激光特征图像进行畸变校正，获得最终单层融合图像。
步骤S16、缺陷检测：获取最终单层融合图像对应的单层融合灰度值图像后筛选获取灰度值异常的区域，分析获取缺陷的位置和尺寸。
其中，光学器件可为相机，所述基于激光特征融合成像的铺粉缺陷检测方法通过根据激光的移动速率匹配调节光学器件的帧速率并控制光学器件采集逐层铺粉过程中激光粉末烧结时的激光特征，获得各层铺粉对应的若干单帧激光特征图像，以确保完全采集激光移动烧结粉末过程中的所有激光特征，避免粉末烧结过程中激光特征的丢失；通过根据各层铺粉对应的若干单帧激光特征图像按照相应的层级进行融合，获得各层铺粉对应的单层多帧融合激光特征图像，分析融合图像存在的灰度异常部分实现对铺粉缺陷的检测，缺陷检测不受缺陷演变的干扰，以可提高缺陷检测的完整性和准确性，有效降低现有缺陷检测方法因图像处理造成的缺陷漏检和误检，而且，整个过程无需进行复杂的图像处理且对图像的像素及精确程度要求较低，对采集激光特征环境没有特殊要求，降低检测方法的部署环境，且操作方便简洁，可有效提高铺粉质量的检测效率和检测准确性。
具体地，在本实施例中，所述步骤S13中的激光粉末烧结过程中激光的移动速率可为200mm/s，光学器件的采集的帧速率可为20fps，以确保完全采集激光移动烧结粉末过程中的所有激光特征，并可保证具有较好的图像融合效果。
具体地，在本实施例中，激光位于的光谱段范围为1060nm，而激光对粉末进行烧结时，激光强度存在微小范围波动，因此，激光产生的光辐射也会发生波动。为了能够将激光光辐射特征采集的较为完全，在采集激光特征时，所述步骤S13中的光学器件的目标光谱波段范围设置为1035nm~1085nm，以形成一个具有50nm波动范围的带宽。
结合图3，具体地，所述步骤S14包括：
步骤S141、单帧激光特征图像获取：根据相应层级获取同一层铺粉对应的若干单帧激光特征图像；其中，光学器件采集的单帧激光特征图像如图4所示。
步骤S142、空白图像建立：建立一张尺寸与单帧激光特征图像的尺寸相同的空白图像；
步骤S143、单层多帧融合激光特征图像获取：裁剪获取同一层铺粉对应的若干单帧激光特征图像的有效区域，根据该有效区域在原图的位置将有效区域拼合至空白图像的对应位置中，获得同一层铺粉对应的单层多帧融合激光特征图像。其中，融合图像的过程示意图如图5所示，图5中，同一层铺粉对应的两个单帧激光特征图像分别为A和B，裁剪获取该单帧激光特征图像A和B对应的有效区域，根据对应的有效区域在原图的位置将有效区域拼合至空白图像的对应位置，获得单层多帧融合激光特征图像。
其中，所述步骤S143具体为：裁剪获取同一层铺粉对应的若干单帧激光特征图像的有效区域，根据该有效区域在原图的位置将有效区域拼合至空白图像的对应位置中，于每个拼合的有效区域的拼接区域周围采用直径为1的圆形掩膜进行中值滤波操作，获得同一层铺粉对应的单层多帧融合激光特征图像。通过于每个拼合的有效区域的拼接区域周围进行中值滤波操作可提高拼接区域的边界有效像素突出性。
具体地，所述步骤S16为：对获得的最终单层融合图像进行阈值二值化处理，获得单层融合灰度值图像，筛选获取单层融合灰度值图像中灰度值异常的区域，根据灰度值异常的区域对应于单层融合灰度值图像中的位置和尺寸，获取缺陷的位置和尺寸。其中，灰度值正常范围可为130~160，则灰度值不在该灰度值正常范围的区域为灰度值异常的区域，即灰度值异常的区域为灰度值小于130或灰度值大于160的区域。缺陷为单层融合灰度值图像中灰度值异常的区域。其中，图像畸变校正后获得的最终单层融合图像和缺陷检测的检测结果可分别如图6和图7所示。
具体地，所述步骤S16后还包括：
采用形态学开运算消除最终单层融合图像内孤立的像素点。其中，根据缺陷灰度范围确定缺陷区域，获得的单层融合灰度值图像中灰度值异常的区域中存在激光粉末烧结过程中产生的飞溅和灰尘等孤立像素点对后续的缺陷识别会造成影响，采用形态学开运算消除最终单层融合图像中孤立的像素点，可避免噪声，提高缺陷识别的准确率。
同时，由于应力效应，使得零件边缘处的灰度值范围较高，激光粉末烧结过程中当激光烧结至零件边缘处时会产生类似缺陷的灰度值范围，但边缘灰度范围呈线状，在步骤S16后还可包括：
采用较小掩膜的开运算操作对单层融合灰度值图像中灰度值异常的区域进行过滤，以消除边缘对于缺陷的影响。
具体地，所述步骤S16后还包括：
过滤单层融合灰度值图像中灰度值异常的区域中尺寸面积小于预设缺陷尺寸面积阈值的区域，记录过滤后的灰度值异常的区域对应于消除孤立的像素点后的最终单层融合图像中的位置和尺寸为最终缺陷位置和尺寸。其中，缺陷尺寸面积较小的区域对打印件成型质量影响较小。
综上所述，本发明的基于激光特征融合成像的铺粉缺陷检测方法通过根据激光的移动速率匹配调节光学器件的帧速率并控制光学器件采集逐层铺粉过程中激光粉末烧结时的激光特征，获得各层铺粉对应的若干单帧激光特征图像，以确保完全采集激光移动烧结粉末过程中的所有激光特征，避免粉末烧结过程中激光特征的丢失；通过根据各层铺粉对应的若干单帧激光特征图像按照相应的层级进行融合，获得各层铺粉对应的单层多帧融合激光特征图像，分析融合图像存在的灰度异常部分实现对铺粉缺陷的检测，缺陷检测不受缺陷演变的干扰，以可提高缺陷检测的完整性和准确性，有效降低现有缺陷检测方法因图像处理造成的缺陷漏检和误检，而且，整个过程无需进行复杂的图像处理且对图像的像素及精确程度要求较低，对采集激光特征环境没有特殊要求，降低检测方法的部署环境，且操作方便简洁，可有效提高铺粉质量的检测效率和检测准确性。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
Claims (7)
1.一种基于激光特征融合成像的铺粉缺陷检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
安装并调整光学器件：根据预设的基板范围内的激光采集位安装光学器件，调整光学器件的参数；
获取光学器件的内外参数：对安装调整完成的光学器件进行标定，获取光学器件的内外参数；
采集激光特征图像：根据激光的移动速率匹配调节光学器件的帧速率，控制光学器件采集逐层铺粉过程中激光粉末烧结时的激光特征，获得各层铺粉对应的若干单帧激光特征图像并进行记录保存；
融合成像：对获得的各层铺粉对应的若干单帧激光特征图像按照相应的层级进行融合，获得各层铺粉对应的单层多帧融合激光特征图像；
图像畸变校正：根据光学器件的内外参数对获得各层铺粉对应的单层多帧融合激光特征图像进行畸变校正，获得最终单层融合图像；
缺陷检测：获取最终单层融合图像对应的单层融合灰度值图像后筛选获取灰度值异常的区域，分析获取缺陷的位置和尺寸；
所述获取光学器件的内外参数的步骤具体为：
光学器件依次采集在光学器件的视场的不同位置和不同角度的标准标定板的图像，根据张正友标定法和采集到的标准标定板的图像计算获取光学器件的内外参数；
所述融合成像的步骤具体包括：
单帧激光特征图像获取：根据相应层级获取同一层铺粉对应的若干单帧激光特征图像；
空白图像建立：建立一张尺寸与单帧激光特征图像的尺寸相同的空白图像；
单层多帧融合激光特征图像获取：裁剪获取同一层铺粉对应的若干单帧激光特征图像的有效区域，根据该有效区域在原图的位置将有效区域拼合至空白图像的对应位置中，获得同一层铺粉对应的单层多帧融合激光特征图像。
2.根据权利要求1所述的基于激光特征融合成像的铺粉缺陷检测方法，其特征在于，所述采集激光特征图像的步骤中的激光的移动速率为200mm/s，光学器件的帧速率为20fps。
3.根据权利要求1所述的基于激光特征融合成像的铺粉缺陷检测方法，其特征在于，所述采集激光特征图像的步骤中的光学器件的目标光谱波段范围设置为1035nm~1085nm。
4.根据权利要求1所述的基于激光特征融合成像的铺粉缺陷检测方法，其特征在于，所述缺陷检测的步骤具体为：
对获得的最终单层融合图像进行阈值二值化处理，获得单层融合灰度值图像，筛选获取单层融合灰度值图像中灰度值异常的区域，根据灰度值异常的区域对应于单层融合灰度值图像中的位置和尺寸，获取缺陷的位置和尺寸。
5.根据权利要求1所述的基于激光特征融合成像的铺粉缺陷检测方法，其特征在于，所述缺陷检测的步骤中的所述灰度值异常的区域为灰度值小于130或灰度值大于160的区域。
6.根据权利要求1所述的基于激光特征融合成像的铺粉缺陷检测方法，其特征在于，所述缺陷检测的步骤后还包括：
采用形态学开运算消除最终单层融合图像内孤立的像素点。
7.根据权利要求6所述的基于激光特征融合成像的铺粉缺陷检测方法，其特征在于，所述缺陷检测的步骤后还包括：
过滤单层融合灰度值图像中灰度值异常的区域中尺寸面积小于预设缺陷尺寸面积阈值的区域，记录过滤后的灰度值异常的区域对应于消除孤立的像素点后的最终单层融合图像中的位置和尺寸为最终缺陷位置和尺寸。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311272364.0A CN116984628B (zh) | 2023-09-28 | 2023-09-28 | 一种基于激光特征融合成像的铺粉缺陷检测方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311272364.0A CN116984628B (zh) | 2023-09-28 | 2023-09-28 | 一种基于激光特征融合成像的铺粉缺陷检测方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN116984628A CN116984628A (zh) | 2023-11-03 |
| CN116984628B true CN116984628B (zh) | 2023-12-29 |
Family
ID=88527028
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202311272364.0A Active CN116984628B (zh) | 2023-09-28 | 2023-09-28 | 一种基于激光特征融合成像的铺粉缺陷检测方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN116984628B (zh) |
Citations (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101678613A (zh) * | 2007-11-27 | 2010-03-24 | Eos有限公司电镀光纤系统 | 借助激光烧结制造三维物体的方法 |
| RU2012147712A (ru) * | 2012-11-09 | 2014-05-20 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Российский государственный университет нефти и газа имени И.М. Губкина" | Способ диагностики дефектов на металлических поверхностях |
| CN105150546A (zh) * | 2015-09-29 | 2015-12-16 | 党金行 | 带铺粉监控装置的3d打印机 |
| CN106312062A (zh) * | 2016-08-02 | 2017-01-11 | 西安铂力特激光成形技术有限公司 | 一种检验铺粉质量的方法及增材制造设备 |
| CN107402220A (zh) * | 2017-07-01 | 2017-11-28 | 华中科技大学 | 一种激光选区熔化成形铺粉质量视觉在线检测方法及系统 |
| CN109685760A (zh) * | 2018-11-05 | 2019-04-26 | 华中科技大学 | 一种基于matlab的slm粉床铺粉图像凸包凹陷缺陷检测方法 |
| CN110253019A (zh) * | 2019-07-25 | 2019-09-20 | 阳江市五金刀剪产业技术研究院 | 一种激光选区熔化的质量监控与控制方法 |
| CN111062913A (zh) * | 2019-11-25 | 2020-04-24 | 西安空天能源动力智能制造研究院有限公司 | 一种激光选区融化成型粉床铺粉质量检测方法 |
| CN111429514A (zh) * | 2020-03-11 | 2020-07-17 | 浙江大学 | 一种融合多帧时序点云的激光雷达3d实时目标检测方法 |
| CN112001909A (zh) * | 2020-08-26 | 2020-11-27 | 北京科技大学 | 基于图像特征融合的粉末床缺陷视觉检测方法 |
| CN113002588A (zh) * | 2021-03-15 | 2021-06-22 | 上海交通大学 | 一种列车轨道异物检测方法及系统 |
| CN114897908A (zh) * | 2022-07-14 | 2022-08-12 | 托伦斯半导体设备启东有限公司 | 基于机器视觉的激光选区铺粉烧结面缺陷分析方法及系统 |
| CN115588037A (zh) * | 2022-09-27 | 2023-01-10 | 杭州海康机器人股份有限公司 | 一种数据采集设备、方法、装置及存储介质 |
| WO2023077404A1 (zh) * | 2021-11-05 | 2023-05-11 | 宁德时代新能源科技股份有限公司 | 缺陷检测方法、装置和系统 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20220048243A1 (en) * | 2020-08-13 | 2022-02-17 | Uchicago Argonne, Llc | Identifying Subsurface Porocity In Situ During Laser Based Additive Manufacturing Using Thermal Imaging |
-
2023
- 2023-09-28 CN CN202311272364.0A patent/CN116984628B/zh active Active
Patent Citations (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101678613A (zh) * | 2007-11-27 | 2010-03-24 | Eos有限公司电镀光纤系统 | 借助激光烧结制造三维物体的方法 |
| RU2012147712A (ru) * | 2012-11-09 | 2014-05-20 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Российский государственный университет нефти и газа имени И.М. Губкина" | Способ диагностики дефектов на металлических поверхностях |
| CN105150546A (zh) * | 2015-09-29 | 2015-12-16 | 党金行 | 带铺粉监控装置的3d打印机 |
| CN106312062A (zh) * | 2016-08-02 | 2017-01-11 | 西安铂力特激光成形技术有限公司 | 一种检验铺粉质量的方法及增材制造设备 |
| CN107402220A (zh) * | 2017-07-01 | 2017-11-28 | 华中科技大学 | 一种激光选区熔化成形铺粉质量视觉在线检测方法及系统 |
| CN109685760A (zh) * | 2018-11-05 | 2019-04-26 | 华中科技大学 | 一种基于matlab的slm粉床铺粉图像凸包凹陷缺陷检测方法 |
| CN110253019A (zh) * | 2019-07-25 | 2019-09-20 | 阳江市五金刀剪产业技术研究院 | 一种激光选区熔化的质量监控与控制方法 |
| CN111062913A (zh) * | 2019-11-25 | 2020-04-24 | 西安空天能源动力智能制造研究院有限公司 | 一种激光选区融化成型粉床铺粉质量检测方法 |
| CN111429514A (zh) * | 2020-03-11 | 2020-07-17 | 浙江大学 | 一种融合多帧时序点云的激光雷达3d实时目标检测方法 |
| CN112001909A (zh) * | 2020-08-26 | 2020-11-27 | 北京科技大学 | 基于图像特征融合的粉末床缺陷视觉检测方法 |
| CN113002588A (zh) * | 2021-03-15 | 2021-06-22 | 上海交通大学 | 一种列车轨道异物检测方法及系统 |
| WO2023077404A1 (zh) * | 2021-11-05 | 2023-05-11 | 宁德时代新能源科技股份有限公司 | 缺陷检测方法、装置和系统 |
| CN114897908A (zh) * | 2022-07-14 | 2022-08-12 | 托伦斯半导体设备启东有限公司 | 基于机器视觉的激光选区铺粉烧结面缺陷分析方法及系统 |
| CN115588037A (zh) * | 2022-09-27 | 2023-01-10 | 杭州海康机器人股份有限公司 | 一种数据采集设备、方法、装置及存储介质 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 金属粉末床熔融工艺在线监测技术综述;赵德陈;林峰;;中国机械工程(第17期);第2100-2110页 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN116984628A (zh) | 2023-11-03 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8784721B2 (en) | Method of manufacturing three-dimensional objects by laser sintering | |
| US7889207B2 (en) | Image apparatus with image noise compensation | |
| US20200232785A1 (en) | Surface height measurement system | |
| CN108580899A (zh) | 一种激光选区熔化加工过程离轴监测装置及方法 | |
| WO2018208833A1 (en) | Systems and methods for defect detection in additively manufactured bodies | |
| KR20190002289A (ko) | 카메라 및 컬러 이미지 생성 방법 | |
| US20100171947A1 (en) | Pattern inspection device and method | |
| CN116984628B (zh) | 一种基于激光特征融合成像的铺粉缺陷检测方法 | |
| US20190039314A1 (en) | Three-Dimensional Shaping Method | |
| CA2973456C (en) | Three-dimensional shaping method | |
| CN109862332B (zh) | 用于检测并减小彩色边纹效应的方法、装置和系统 | |
| JP2007264087A (ja) | ピント状態検出装置 | |
| JP2017072439A (ja) | 粗大粒子の測定方法および粗大粒子の測定装置 | |
| EP3434393A1 (en) | Three-dimensional shaping method | |
| US7456859B2 (en) | Image pickup device | |
| CN112017207A (zh) | 一种滤光片计数方法及计数装置 | |
| TW202303275A (zh) | 決定光罩上瑕疵的方法與製作光罩的瑕疵分布圖的方法 | |
| Zhang et al. | Polarized Illumination for Optical Monitoring System in Laser Powder Bed Fusion | |
| JP2009232348A (ja) | 撮像装置、距離情報取得方法、画像処理方法及び光学系の駆動制御方法 | |
| US20170132778A1 (en) | Mask inspection device and method thereof | |
| JP2005345590A (ja) | 撮像装置の検査方法及び検査装置 | |
| KR20170073384A (ko) | 노즐과 냉각롤 사이의 갭 측정 시스템 및 그 방법 | |
| US20240077434A1 (en) | Method for automatically setting up computed tomography scan parameters | |
| KR100673644B1 (ko) | 플레어 평가방법 및 평가장치 | |
| JP2010151478A (ja) | 周期性パターンのムラ検査方法及び検査装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |