[发明专利]一种基于机器视觉的3D打印过程监控方法

说明书

本发明公开了一种基于机器视觉的3D打印过程监控方法，包括如下步骤：将三个相机等间距安装在打印平台的四周，且三个相机均位于同一水平面；设定系统的监控参数，对相机进行标定并进行图像处理；将处理后的图像数据与预先储存的模型特定面图像进行实时匹配；当发现打印异常时，触发打印中断模块；启动打印状态的采集；报警模块接调用打印异常时的图像位置信息和图像信息实时显示在显示屏上，并触发声光报警装置进行报警；当用户确认没问题需要恢复打印时，调用储存模块中的异常中断位置信息和图像信息，打印头根据异常中断的位置信息进行续打，相机根据中断时的图像信息继续监控打印过程；当用户确认打印出错时，则清除模型后，重新打印。

技术领域

本发明涉及3D打印技术领域，尤其涉及一种基于机器视觉的3D打印过程监控方法。

背景技术

20世纪90年代，3D打印技术开始在中国发展，自传入以来便一直受到广大科研技术人员的高度重视，并纷纷学习应用以及深入研究。因3D打印技术本身的变革性，在世界工业强国都重点发展并制定技术战略的大环境下，我国政府高度重视增材制造产业的发展。

现今3D技术在各个环节都取得了长足进步，在工程和教学研究等应用领域也占有了独特地位，并在不同行业中得到广泛应用，对改善制造业的产品设计和制造水平起到了巨大作用。

3D打印技术是快速成型技术(Rapid Prototyping，RP)的一种。RP技术的发展基于集成现代CAD/CAM技术、激光制造技术、计算机数控技术、电子通讯技术、精密伺服驱动技术以及新材料技术。快速成型系统因所用成形材料不同有所区别，成形原理和系统特点也各有不同。但是，其基本成型原理都是一样的，都是基于“分层制造，逐层叠加”的概念。

经过数十年的研究和发展，主流有数十种3D打印加工方法和工艺，其中基于分层制造的加工工艺就有30几种，目前比较成熟并流行使用的分层制造工艺有如下四种：

(1)光敏液相固化法(SLA)：用激光束对液态光敏树脂进行逐层扫描固化, 最后形成三维实体。

(2)选区粘结法(LOM)：用加热辊和激光束对背面涂有粘结剂的纸、塑料带、甚至金属带进行逐层粘结和切割,以形成产品各层轮廓,经各层叠加以形成产品原型。

(3)熔丝沉积制造法(FDM)：用逐步送进热融塑料丝的方法来堆积产品的各层轮廓。

(4)选区激光烧结法(SLS)：用激光束对塑料粉或金属粉进行扫描熔化, 从而构成产品各层轮廓。

熔丝沉积制造法(FDM)又叫熔丝沉积，它是将丝状热熔性材料加热融化，通过带有一个微细喷嘴的喷头挤喷出来。工作时，先确定各层间距，计算机对三维电脑模型进行切片，生成路径，然后在计算机控制下喷头按路径移动出料，热熔材料粘结在工作台上或前一层已固化的层面上，每固化一层工作台下移一个层间距，如此反复逐层制作，直至最后一层，通过材料的层层堆积形成最终成品。

但是，FDM技术存在一个问题，就是打印时间普遍较长且期间耗材必须不间断的供料，如果中间因为各种原因(如挤出头堵住、耗材缠绕、耗材使用完甚至软件故障等)使打印无法顺利进行，第一会造成模型报废，第二3D 打印机会空运行导致生产效率降低。

因此，现有技术需要进一步改进和完善。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种提高整体打印效率、降低生产成本的基于机器视觉的3D打印过程监控方法。

本发明的目的通过下述技术方案实现：

一种基于机器视觉的3D打印过程监控方法，该监控方法主要包括如下步骤：

步骤S1：将三个相机等间距安装在打印平台的四周，且三个相机均位于同一水平面；所述相机的水平拍照视野为120度，三个相机360度覆盖打印模型，每个相机对打印模型进行独立监控。