[发明专利]监视工件的机械生产

说明书

用于基于CAD模型监视工件的机械生产过程的方法，具有步骤：在工件的至少一个加工状态下对工件记录测量数据；从测量数据中确定在哪些实际位置上会出现至少一种预给定类型的特征；将所确定的实际位置与预给定类型的特征根据CAD模型所处的额定位置进行比较；根据比较的结果，评估工件在多大程度上与预给定的质量要求相应。用于监视工件的机械生产过程的方法，具有步骤：在工件的至少一个加工状态下对工件记录测量数据；使用自动编码器将测量数据转换为复制品，其中基于与预给定的质量要求相应的工件对自动编码器进行了训练；将测量数据与复制品进行比较；根据比较的结果评估工件在多大程度上与预给定的质量要求相应。以及关联的训练方法。

技术领域

本发明涉及用于监视工件的机械生产的方法，这些方法特别是可以用于3D打印中的质量控制。

背景技术

通过增材生产（例如3D打印）可以产生具有无法使用切削生产方法制造的结构的工件。因此，除了可以使用3D打印比较快速并以较低的产前成本制造原型工件外，也有兴趣将3D打印用于工件的批量生产。

对于所述批量生产而言，重要的是已生产的工件具有可再现的质量。因此，DE 102016 222 315 A1建议在打印头以液态形式输出原材料的情况下，主动将液态原材料的各种状态变量调节到额定值。

发明内容

在本发明的框架下，开发了一种用于基于CAD模型监视工件的机械生产过程的方法。

在这种方法中，在所述工件的至少一个加工状态下对所述工件记录空间分辨的测量数据，例如，使用可见光和/或不可见光（例如红外光）产生的图像或使用激光扫描获得的反射光强度的点云。因此，可以在制造期间的任何时刻记录所述测量数据，但也可以在所述制造结束之后才记录。例如，可以总是在所述生产过程达到定义的中间结果时记录诸如一个或多个图像的测量数据。在逐层的生产过程中，例如一层的完成可以是这种中间结果。特别有利地，从多个角度记录诸如图像的测量数据，以便覆盖所述工件的所有区域并解决歧义。对所述测量数据提出的唯一前提条件是它们是空间分辨的，即所述测量数据将位置（例如图像传感器上的像素位置）与至少一个测量变量（例如光强度）的值关联。

从所述测量数据（例如至少一个图像）中确定在哪些实际位置上会出现至少一种预给定类型的特征。将所确定的实际位置与所述预给定类型的特征根据所述CAD模型所处的额定位置进行比较。所述额定位置可以例如直接从所述CAD模型的定义中得出，或者可以通过评估所述CAD模型获得。

所述实际位置与所述额定位置的比较可以使用任何方法并且在任何空间内进行。例如，可以将根据所述CAD模型确定的额定位置转换为掩模（Maske），所述掩模存在于所记录图像的空间中并为该图像的每个像素说明该像素是否属于所述特征的出现。

根据所述比较的结果，评估所述工件在多大程度上与预给定的质量要求相应。为此，例如可以将所述比较设计为使得所述比较提供定量的度量值。然后可以使用合适的校准例如设定该度量值的阈值，超出该阈值或低于该阈值表明所述工件与所述预给定的质量要求相应或不相应。因此，所述质量要求特别是可以包括例如所述工件的二维或三维结构与所述CAD模型一致。

在此，特别是还可以使用不同类型的特征，并且可以以任何方式互相计算基于这些特征确定的与所述CAD模型的偏差。例如可以设定，在同一位置上基于第一类型的特征确定的与所述CAD模型的偏差仅当该偏差也从第二类型的特征的评估中得到时才被评估为错误或缺陷。替代地可以设定，将基于所有现有类型的特征确定的所有偏差收集在一个池中。

已经认识到，用所述方法特别是可以从一开始就伴随所述生产过程。例如，如果在逐层生产方法中的每一层之后记录图像并执行所述比较，则有可能在工件的错误或缺陷尚未影响所述工件的预期技术功能的阶段就已经识别出所述工件的错误或缺陷。在该阶段，有可能还可以影响所述生产过程，使得所述错误或缺陷可以被再次补偿，由此可以“拯救”所述工件。如果所述错误或缺陷不再可逆，则可以至少在早期就终止对所涉及的工件的工作，以避免浪费时间、原材料和能量。