[发明专利]一种增材制造在线检测及修复方法

权利要求书

1.一种增材制造在线检测及修复方法，其特征在于，包括缺陷检测系统、数据处理及控制系统、缺陷修复系统，其中缺陷检测系统包括导轨、环形灯以及双CCD摄像模块，数据处理及控制系统包括计算机、图像采集模块、动作控制模块及系统连接模块，缺陷修复系统包括激光发生器及红外摄像头， 缺陷检测系统通过双CCD摄像模块于导轨进行XY轴运动，并于增材制造过程中的单片层制造完成后通过数据处理及控制系统对所加工片层进行平面数据采集及缺陷判定，在缺陷修复系统执行后对修复区域进行三维数据采集并再次进行对所加工片层进行平面数据采集及缺陷判定，其检测及修复的具体步骤如下：

步骤一、设置缺陷检测系统的参数：加工前设定最大允许缺陷面积S_max，可忽略的缺陷面积S_min，单层缺陷数量最大值N_max，设定超过最大允许缺陷面积S_max的数量阈值M，边缘点直径阈值C；

步骤二、增材制造设备加工完成当前片层，缺陷检测系统启动，环形灯开启，双CCD摄像模块通过导轨移动至工件上方合适位置，摄像头开始片层图像扫描，并将数据输出至图像采集模块，图像采集模块将信号进行A/D转化后将图像信息发送至计算机；

步骤三、计算机对图像进行处理，使用拉普拉斯高斯算子进行缺陷边缘提取，获取缺陷F(i)，i＝1，2，3，...，n，其中n为缺陷数目，且F(i)对应的缺陷边缘点集合为P_i(x_i，y_i)，其中x_i，y_i为第i个缺陷于二维图像像素点坐标，定义不同于i的缺陷j(i≠j且i，j∈n，)，P_j(x_j，y_j)为F(j)对应的缺陷边缘上的点，使用边缘距离公式ΔD＝{P_i(x_i，y_i)，若ΔD＜C，则合并两相近缺陷，并重新修正缺陷数目，得到合并后缺陷数目n_f及缺陷面积值S_i；

步骤四、动作控制模块启动，执行缺陷修复决策，针对缺陷信息，其面积分别S₁，S₂，S₃…S_n，并统计超过缺陷最大面积S_max的缺陷个数K，统计小于缺陷忽略面积S_min的缺陷个数L，并根据不同条件执行不同的修复策略，并且缺陷修复系统是根据所述修复策略向增材制造设备发送片层整体重熔指令或部分修复指令：

条件1：当缺陷数量(n_f-L)＞N_max或K＞M时，缺陷修复系统进行片层整体修复，修复完成动作后环形灯启动，双CCD摄像模块开始图像的扫描，并将数据输出至图像采集模块，图像采集模块将信号进行A/D转化后将该片层图像信息反馈至计算机，计算机进行数据处理并得到当前已修复片层三维数据值并调整下一层增材制造参数，执行步骤五

条件2：当(n_f-L)＜N_max且K＜M时，缺陷修复系统进行片层部分修复，修复完成动作后环形灯启动，双CCD摄像模块开始图像的扫描，并将数据输出至图像采集模块，图像采集模块将信号进行A/D转化后将该片层图像信息反馈至计算机，计算机进行数据处理并得到当前已修复片层三维数据值并调整下一层增材制造参数，执行步骤五；

条件3：当L＝N且K＝0时，执行步骤五；

步骤五、增材制造设备继续进行下一片层加工及检测。