[发明专利]增材制造监控系统、方法、装置及增材制造设备

权利要求书

1.一种增材制造监控系统，其特征在于，包括上位机、光分束器、熔池监测模组和成形层监测模组；

所述光分束器用于采集增材制造过程中的熔池及其边沿受热区域的辐射光信号，以及对所述辐射光信号进行分束后送入所述熔池监测模组，所述熔池监测模组和所述成形层监测模组分别与所述上位机通信连接；

所述上位机在增材制造中的样件每一层成形开始时，触发所述熔池监测模组，所述熔池监测模组接收经所述光分束器分束后的所述辐射光信号后，对所述辐射光信号进行处理，以获取增材制造过程中熔池及其边沿受热区域的过程信息；分束后的所述辐射光信号包括第一辐射光信号和第二辐射光信号，所述过程信息包括熔池及其边沿受热区域的温度场信息和熔池的变化图像，所述温度场信息与所述第一辐射光信号对应，所述变化图像与所述第二辐射光信号对应；

所述上位机在增材制造中的样件每一层成形完毕时，触发所述成形层监测模组，所述成形层监测模组采集当前层状态下样件上表面及侧面的图像，根据采集到的所述图像进行提取分析，以采集并保存当前层状态下样件上表面及侧面的缺陷信息；

所述上位机提取并分析所述过程信息和所述缺陷信息，根据所述过程信息和所述缺陷信息实时控制所述增材制造过程中的制造参数。

2.根据权利要求1所述的增材制造监控系统，其特征在于，

所述熔池监测模组包括熔池温度记录装置和熔池图像记录装置，所述熔池温度记录装置和熔池图像记录装置分别与所述上位机通信连接；

所述熔池温度记录装置用于接收所述第一辐射光信号后，获取所述温度场信息；所述熔池图像记录装置用于接收所述第二辐射光信号后，获取所述熔池的变化图像。

3.根据权利要求2所述的增材制造监控系统，其特征在于，所述熔池温度记录装置包括第一滤波片、第一照相机以及第一图像采集卡；

所述第一图像采集卡分别与所述第一照相机和所述上位机通信连接；

所述第一滤波片用于对所述光分束器分束后的第一辐射光信号进行滤波，所述第一照相机用于接收经所述第一滤波片滤波后的所述第一辐射光信号并转换生成相应的第一电信号，所述第一图像采集卡用于接收所述第一电信号并对所述第一电信号进行温度计算，以获取所述温度场信息。

4.根据权利要求2所述的增材制造监控系统，其特征在于，所述熔池图像记录装置包括第二滤波片、第二照相机以及第二图像采集卡；

所述第二图像采集卡分别与所述第二照相机和所述上位机通信连接；

所述第二滤波片用于对所述光分束器分束后的第二辐射光信号进行滤波，所述第二照相机用于接收经所述第二滤波片滤波后的所述第二辐射光信号并转换生成相应的第二电信号，所述第二图像采集卡用于接收所述第二电信号并对所述第二电信号进行图像处理，以获取所述熔池的变化图像。

5.根据权利要求1所述的增材制造监控系统，其特征在于，所述成形层监测模组包括图像摄取装置和图像处理装置；

所述图像处理装置分别与所述图像摄取装置和所述上位机通信连接；

所述图像摄取装置，用于摄取当前层状态下样件的上表面及侧面的图像并将所得的图像传至所述图像处理装置，所述图像处理装置用于对所述上表面及侧面的图像进行去噪处理和缺陷匹配分析，以采集并保存当前层状态下样件的上表面及侧面的缺陷信息。

6.根据权利要求5所述的增材制造监控系统，其特征在于，所述图像处理装置包括第三图像采集卡，所述第三图像采集卡与所述图像摄取装置连接；所述图像摄取装置包括光纤探头、CCD相机和CMOS相机中的任一种。