[发明专利]一种基于机器视觉的3D打印成型精度检测方法

说明书

本发明公开了一种基于机器视觉的3D打印成型精度检测方法，包含以下步骤：A、设计3D打印视觉系统结构；B、图像采集及滤波；C、图像拼接；D、图像边缘处理；E、三维建模；F、精度检测，本发明基于机器视觉的3D打印成型精度检测方法用机器视觉检测技术实现3D打印的闭环控制，增加检测设备对误差进行校正的功能，从而提高3D打印成型精度。

技术领域

本发明涉及打印机技术领域，具体是一种基于机器视觉的3D打印成型精度检测方法。

背景技术

3D打印是一种新的生产制造方式，它集合了数字化、人工智能化、新型材料的应用等技术特点。在当今3D打印领域中，打印技术类型呈现多样化，依据打印原理的不同可以分为熔融沉积快速成型(FDM)、光固化成型(SLA)、三维粉末黏接(3DP)以及选择性激光烧结(SLS)等。

FDM工艺具有成型成本低、设备体积小、操作简单等优点，但也面临着成型精度不高的问题。制件的性能表现往往决定着FDM工艺的应用推广程度。如何提高制件的成型精度成为了相关研究人员关注的焦点。成型件的表面质量不高已经严重限制了熔融沉积快速成型技术在市场上的推广运用。因此，有必要从成型过程的各个环节找出影响成型件精度的每个因素，从这些因素入手找出改善制件成型精度的方法。

目前市场上的3D打印技术多为开环控制，打印前需在切片软件对打印模型进行切片处理，确定固定打印路径，进而形成对应G代码，控制器通过G代码控制并联臂的移动。打印过程中只能按照预设打印路径、打印速度以及打印温度机械运动，没有检测与反馈装置，对于打印成型的精度不能有效的实时检测和反馈，控制器无法进行有效的调整打印路径、速度与温度，导致打印成型精度较低。

机器视觉是多学科融合的高科技产物，它的发展依赖于光学、微电子半导体学、计算机学、图像处理算法的发展。近年来，随着计算机和成像硬件技术的突破，机器视觉已经取得了蓬勃发展，在工业检测、农业食品、航空航天、军事科技、智能交通、生物医学等领域得到了广泛的使用。机器视觉在尺寸测量、表面质量检测、视觉引导定位和分类识别等主要方向发挥着重要作用，是智能制造时代不可缺少的一环。

机器视觉的高速发展及其在工业检测的广泛应用为3D打印成型检测提供了一种有效途径。利用机器视觉实时检测打印效果，并反馈检测数据到控制器，控制器根据实际成型效果与目标效果的数据偏差调节打印路径、速度与温度，实现3D打印的闭环控制，可以有效的提高3D打印成型精度。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于机器视觉的3D打印成型精度检测方法，以解决所述背景技术中提出的问题。

为实现所述目的，本发明提供如下技术方案：

一种基于机器视觉的3D打印成型精度检测方法，包含以下步骤：A、设计3D打印视觉系统结构；B、图像采集及滤波；C、图像拼接；D、图像边缘处理；E、三维建模；F、精度检测。

作为本发明的进一步技术方案：所述步骤A具体是：根据相机属性以及视野角度计算相机与喷头装置的相对位置，并根据实际需要确定相机的个数，添加光源，同时调整挤出头的长度，根据需要设计视觉系统结构的采集结构和运动结构，使用SolidWorks、Ansys软件对整个视觉系统建模与仿真，并对视觉系统的整体结构的稳定性进行论证，保证其采集过程中的稳定性。

作为本发明的进一步技术方案：所述B具体是：采用工业相机连续拍照，实时提供连续图像，利用Visual Studio软件开发MFC程序，实现图像采集和提取功能，安装 OpenCV函数库，对图像进行滤波处理，滤波处理采取高斯滤波。

作为本发明的进一步技术方案：所述C具体是：对步骤B处理过的图像进行图像采用SURF算法拼接处理。

作为本发明的进一步技术方案：所述D具体是：将合成的图片通过高斯滤波去噪，获得平滑图像，对平滑图像使用Canny算子等算法进行边缘化处理，对图像进行轮廓提取。