[发明专利]用于电子束熔丝沉积过程的丝件相对高度控制装置及方法

权利要求书

1.一种用于电子束熔丝沉积过程的丝件相对高度控制装置，其特征在于，包括图像采集模块、前置束斑生成模块和处理模块，其中：

所述图像采集模块，用于在电子束熔丝沉积过程中，实时采集所述前置束斑生成模块生成的前置束斑；

所述前置束斑生成模块，用于生成与电子束沿预设行进路径同步移动的前置束斑，其中，所述前置束斑设置于所述电子束的前方；

所述处理模块，用于对所述前置束斑图像进行处理，获取采集位置的实际相对高度数据，并将所述实际相对高度数据和预设相对高度数据进行对比，获取差值数据，以根据所述差值数据对丝材和零件之间的距离进行调整；

所述前置束斑生成模块基于电子束熔丝沉积设备的电子枪，通过偏转线圈产生偏转磁场，使得电子枪产生的电子束发生周期性偏转，生成预设规格的前置束斑。

2.根据权利要求1所述的用于电子束熔丝沉积过程的丝件相对高度控制装置，其特征在于，所述图像采集模块通过云台和支架，设置在电子束熔丝沉积设备的真空室的内部，其中，所述云台用于调整所述图像采集模块的图像采集方向，以使得所述图像采集模块的采集视野包含前置束斑和熔池。

3.根据权利要求1所述的用于电子束熔丝沉积过程的丝件相对高度控制装置，其特征在于，所述图像采集模块还包括采集终端保护单元，用于保护图像采集模块的采集镜头，其中，所述采集终端保护单元包含金属外壳和可更换玻璃片，用于防止加工过程中产生的金属蒸气蒸镀到相机镜头上。

4.根据权利要求1所述的用于电子束熔丝沉积过程的丝件相对高度控制装置，其特征在于，所述装置还包括图像预处理模块，用于对采集到的前置束斑进行预处理，所述预处理包括去噪处理、二值化处理和区域提取处理。

5.一种基于权利要求1至4任一所述用于电子束熔丝沉积过程的丝件相对高度控制装置的丝件相对高度控制方法，其特征在于，包括：

在电子束熔丝沉积过程中，生成与电子束沿预设行进路径同步移动的前置束斑，且所述前置束斑设置于所述电子束的前方；

对所述前置束斑进行实时采集，并根据所述前置束斑，计算采集位置的实际相对高度数据；

获取所述采集位置对应的预设相对高度数据，并将所述实际相对高度数据和所述预设相对高度数据进行比较，得到差值数据，以根据所述差值数据对丝材和零件之间的距离进行调整；

所述根据所述前置束斑，计算采集位置的实际相对高度数据，包括：

对所述前置束斑进行预处理，获取所述前置束斑区域中心的像素坐标(X，Y)；

根据实际相对高度计算公式，计算所述前置束斑对应的采集位置的实际相对高度数据h，所述实际相对高度计算公式为：

h′＝(Y-0.5·Y₀)·s；

其中，Y₀表示前置束斑图像包含的像素行数，s表示图像采集模块的感光芯片上每个像素的尺寸，h′表示前置束斑的中心在感光芯片上的位置，u₀表示理想零件表面到镜头的距离，v₀表示感光芯片到镜头的距离，α为表示图像采集模块的光轴与工作台水平面的夹角，h₀表示理想零件表面的高度。

6.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求5所述用于电子束熔丝沉积过程的丝件相对高度控制方法的步骤。

7.一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求5所述用于电子束熔丝沉积过程的丝件相对高度控制方法的步骤。