[发明专利]一种熔融沉积3D打印故障无损检测方法和检测装置

权利要求书

1.一种熔融沉积3D打印故障无损检测方法，应用于熔融沉积3D打印机，其特征在于：包括以下步骤，

获取熔融沉积3D打印机逐层打印过程的声发射原始波形信号以及与声发射原始波形信号同步的同步打印视频；

根据同步打印视频对声发射原始波形信号进行逐层甄别与标定，获取每层熔融沉积3D打印的离散声波信号数据；

从离散声波信号数据中提取时域特征值和频域特征值；

以时域特征值和频域特征值作为输入参数进行机器学习训练；

当对输入参数识别为打印故障模式时，发布与所述打印故障模式对应的报警信息。

2.按照权利要求1所述的一种熔融沉积3D打印故障无损检测方法，其特征在于：提取离散声波信号的时域特征值和频域特征值的实现方式为，通过快速傅立叶变换和小波变换频谱分析方法，从离散声波信号数据中提取离散声波信号的时域特征值和频域特征值。

3.按照权利要求1所述的一种熔融沉积3D打印故障无损检测方法，其特征在于：机器学习训练包括打印故障模式的模式分类、识别与学习训练。

4.按照权利要求1所述的一种熔融沉积3D打印故障无损检测方法，其特征在于：机器学习模块的输入参数为每一层熔融沉积3D打印时间段内离散声波信号的时域特征值的均值和标准差以及频域特征值的均值和标准差。

5.按照权利要求4所述的一种熔融沉积3D打印故障无损检测方法，其特征在于：时域特征值包括幅值、均方根；频域特征值包括幅值频率、均方根频率、功率谱密度、绝对能量。

6.按照权利要求1所述的一种熔融沉积3D打印故障无损检测方法，其特征在于：获取熔融沉积3D逐层打印过程的声发射原始波形信号的实现方式为，

数据处理模块接收声音采集装置采集并发送来的熔融沉积3D逐层打印过程中包括熔丝沉积、喷头运动、传动机构动作、热床升降、电机转动、送丝、加热散热发出的声音。

7.按照权利要求6所述的一种熔融沉积3D打印故障无损检测方法，其特征在于：声音采集装置为非接触式数字录音机，非接触式数字录音机设于熔融沉积3D打印机一侧。

8.按照权利要求6所述的一种熔融沉积3D打印故障无损检测方法，其特征在于：获取与声发射原始波形信号同步的同步打印视频的实现方式为，

数据处理模块接收视频录制装置录制并发送来的熔融沉积3D逐层打印过程中的工件打印、喷头扫描、热床升降、步进电机转动和传动机构动作的视频，视频录制装置与声音采集装置同步运行。

9.一种熔融沉积3D打印故障无损检测装置，应用于熔融沉积3D打印机，其特征在于：包括声音采集装置、视频录制装置和数据处理模块，声音采集装置和视频录制装置分别设于熔融沉积3D打印机一侧，数据处理模块分别与声音采集装置和视频录制装置连接；

声音采集装置用于采集熔融沉积3D逐层打印过程的声发射原始波形信号并发送到数据处理模块；

视频录制装置用于同步录制熔融沉积3D逐层打印过程的同步打印视频并发送到数据处理模块；

数据处理模块用于接收声音采集装置发送来的声发射原始波形信号与视频录制装置发送来的同步打印视频，根据同步打印视频对声发射原始信号数据进行逐层甄别与标定，获取每层熔融沉积3D打印的离散声波信号数据，从离散声波信号数据中提取离散声波信号的时域特征值和频域特征值并作为输入参数进行机器学习训练；当对输入参数识别为打印故障模式时，发布与所述打印故障模式对应的报警信息。

10.按照权利要求9所述的一种熔融沉积3D打印故障无损检测装置，其特征在于：声音采集装置为非接触式数字录音机。