[发明专利]一种激光增材制造中的扫描点温度预测控制方法

权利要求书

1.一种激光增材制造中的扫描点温度预测控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、在零件成形扫描过程中，实时采集当前层的成形表面温度图像，并将当前层所有所述成形表面温度图像的扫描点温度根据其位置汇集起来，绘制成一张该层扫描点温度集合图像，重复上述过程得到连续若干层的扫描点温度集合图像；所述扫描点包括SLM熔池或者SLS激光烧结点；

步骤1具体过程为：

在零件成形扫描过程中，实时采集当前层的成形表面温度图像，并为当前层成形表面温度图像对应建立一个以层号命名的.dat格式的数据文件，将每张所述成形表面温度图像转化为一个n×m的矩阵P_nm，所述矩阵P_nm的每个元素的值为图像相应像素点的温度，将当前层的每张所述成形表面温度图像对应的矩阵P_nm按照拍摄顺序编号并依次存入当前层的.dat文件；在当前层扫描完成后、开始扫描下一层前的准备时间，读取当前层的.dat文件中所有的矩阵P_nm，获取每个矩阵P_nm的最大值元素及其在矩阵P_nm中的位置，将所有最大值元素依据其在原矩阵P_nm中的位置汇集为新的n×m的矩阵H_nm，并将所述矩阵H_nm绘制成一张虚拟的m×n像素的层扫描点温度集合图像；重复上述过程得到连续若干层的层扫描点温度集合图像；

步骤2、利用连续若干层的所述层扫描点温度集合图像预测得到下一层的预测扫描点温度集合图像；

利用开始下一层扫描前的准备时间，将连续若干层的所述扫描点温度集合图像输入卷积长短期记忆神经网络，通过卷积长短期记忆神经网络视频预测算法对所述连续若干层的扫描点温度集合图像帧的深度学习预测出下一层的扫描点温度集合图像；

步骤3、利用开始扫描下一层前的准备时间，对所述预测扫描点温度集合图像进行子区域划分，然后根据图像子区域划分结果对成形表面进行对应的成形子区域划分，并计算各成形子区域的激光扫描点坐标；

步骤3具体包括以下步骤：

步骤3.1、将每张所述预测扫描点温度集合图像的所有像素用一个n×m的矩阵Q_nm代表，将像素RGB值中的R值划分若干等级，获取预测扫描点温度集合图像的每个像素的RGB值，判断每个像素点RGB值的R值等级，并给矩阵Q的相应元素赋以该等级值，根据矩阵Q中各元素的等级对图像进行子区域分区，并将R值等级与激光功率等级对应；

步骤3.2、根据图像子区域划分结果对成形表面进行对应的成形子区域划分，计算每个成形子区域中与相应图像子区域所有像素点对应的激光扫描点的坐标；

矩阵Q_nm中第（i，j）个元素对应的所述激光扫描点坐标（X，Y）的计算公式为：

上式中，第（i，j）个元素的在成形表面上对应的尺寸为β×βmm；

步骤4、当进行下一层成形扫描时，根据成形子区域划分结果，在各成形子区域分别采用对应等级的激光功率进行扫描，直至整层全部扫描完成；

当进行下一层成形扫描时，当激光束扫描到所述成形子区域时，根据该成形子区域相对应的预测扫描点温度集合图像子区域的R值等级，采用与该R值等级对应的激光功率等级进行成形扫描；

步骤5、重复步骤1-4，直至完成整个零件的成形制作。

2.根据权利要求1所述的一种激光增材制造中的扫描点温度预测控制方法，其特征在于，对于未划分子区域的成形表面，则采用刚扫描过的与其相邻的子区域的激光功率等级进行扫描，如果没有刚扫描过的与其相邻的子区域，则采用3级激光功率进行扫描，直至整层全部扫描完成。