[发明专利]一种金属制造缺陷修复方法及系统

说明书

本发明提出了一种金属制造缺陷修复方法及系统，涉及图像处理及制造领域。一种金属制造缺陷修复方法包括：获取指定帧数的红外热图序列；通过热图序列压缩重建技术对热图序列进行压缩重建；进行图像处理得到对比度增强后的图像；对热图进行图像处理后，判断热图图像中是否存在亮斑热，根据判断结果确定缺陷所在的区域，对缺陷位进行修复缺陷。能够快速评估产品的缺陷信息，对缺陷位置进行重新熔化以及补焊，减少了产品报废率。

技术领域

本发明涉及图像处理及制造领域，具体而言，涉及一种金属制造缺陷修复方法及系统。

背景技术

增材制造与焊接是工业领域中重要的制造方式，其中增材制造作为一种新兴的材料加工方法，在航空航天，汽车，精密制造等领域得到了越来越广泛的应用。

在金属的增材制造与焊接过程中，需要先通过能量输入设备将金属材料熔化，通过金属的凝固再结晶达到制造和连接的目标。由于金属在再结晶后不仅内部的晶体结构发生改变，还会产生微裂纹和微气孔这些内部缺陷，导致了产品的力学性能降低甚至是报废。

目前对于熔化再结晶区域的质量检测，主要是通过在3D打印以及焊接完成后，再通过无损检测的方法检测内部的缺陷，例如磁粉，超声波，x射线的等方法。一旦检测不合格，则需要重新生产制造，减低了生产效率，并增加了成本。

发明内容

本发明的目的在于提供一种金属制造缺陷修复方法，其能够通过红外热波检测方法，不需要接触产品表面以及涂覆耦合剂，以及检测面积大，距离远的优点，因此在增材制造以及焊接过程中，使用红外热波设备对产品进行边制造，边检测，实时在线检测刚凝固的金属区域内部的缺陷。还可以快速评估产品的缺陷信息，对缺陷位置进行重新熔化以及补焊，减少了产品报废率。

本发明的另一目的在于提供一种金属制造缺陷修复系统，其能够运行一种金属制造缺陷修复方法。

本发明的实施例是这样实现的：

第一方面，本申请实施例提供一种金属制造缺陷修复方法，其包括获取指定帧数的红外热图序列；通过热图序列压缩重建技术对热图序列进行压缩重建；进行图像处理得到对比度增强后的图像；对热图进行图像处理后，判断热图图像中是否存在亮斑热，根据判断结果确定缺陷所在的区域，对缺陷位进行修复缺陷。

在本发明的一些实施例中，在上述获取指定帧数的红外热图序列之前还包括：将红外热成像仪安装在能量与物料输入设备安装在同一运动平台上，红外热成像仪根据需要与能量与物料输入设备相对固定的安装以使二者同步运动，似红外成像仪检测物料输入设备刚进料熔化的位置。

在本发明的一些实施例中，在上述获取指定帧数的红外热图序列之前还包括：将红外热成像仪安装在单独的运动平台，使得红外热成像仪检测任何位置而不需要与物料输入设备同步移动。

在本发明的一些实施例中，上述通过热图序列压缩重建技术对热图序列进行压缩重建包括：根据热成像检测机理，热流在经过热传递过程后被红外热像仪采集生成热图序列，因外部因素的影响产生噪声降低热图的质量，淹没热图中的损伤信息，导致损伤信息在解读过程中高度失真，在图像处理软件接收到热图序列之后，通过热图序列压缩重建技术对热图序列进行压缩重建，降低热图序列数据量。

在本发明的一些实施例中，上述进行图像处理得到对比度增强后的图像包括：根据第一预设公式求得热图f(x,y)，第一预设公式为

f(x,y)＝i(x,y)·r(x,y)

式中，i(x,y)为入射分量，0i(x,y)∞，反映热图中的背景区域等低频信息；r(x,y)为反射分量，0r(x,y)1，反映热图中的损伤细节和边缘等高频信息；“·”为点乘运算符；

由于i(x,y)和r(x,y)的点乘关系，无法变换到频域处理，因此，通过第二预设公式对第一预设公式进行取对数处理，将空域中的点乘关系变为相加关系，得到，