[发明专利]电子束熔丝沉积中丝材与电子束相对位置的在线控制方法

权利要求书

1.一种电子束熔丝沉积中丝材与电子束相对位置的在线控制方法，其特征在于，包括：

获取丝材与电子束的实时相对位置；

根据预先标定的丝材与电子束的目标相对位置，确定所述丝材与电子束的实时相对位置与所述目标相对位置之间的偏差量；

根据所述偏差量，确定所述丝材的控制参数；

根据所述丝材的控制参数，在线调整所述丝材与电子束的实时相对位置。

2.根据权利要求1所述的电子束熔丝沉积中丝材与电子束相对位置的在线控制方法，其特征在于，预先标定所述丝材与电子束的目标相对位置，具体包括：

获取丝材与电子束相对位置的初始图像；

利用图像识别算法提取所述初始图像中的熔化痕迹区域和丝材区域；

计算所述熔化痕迹区域的形心坐标，以及所述丝材区域中丝材轴线对应的丝材轴线方程；

根据所述形心坐标与所述丝材轴线方程，确定所述丝材与电子束的目标相对位置；

其中，所述目标相对位置中所述形心坐标为所述丝材轴线方程上的一点，所述初始图像中单一像素对应的实际物理尺寸低于预设阈值，且所述初始图像的获取间隔低于所述丝材与电子束的实时相对位置变化一个预设阈值所需的时长值。

3.根据权利要求2所述的电子束熔丝沉积中丝材与电子束相对位置的在线控制方法，其特征在于，所述利用图像识别算法提取所述初始图像中的熔化痕迹区域和丝材区域，包括：

对增强处理后的初始图像进行阈值分割处理，得到所述熔化痕迹区域；

补偿所述熔化痕迹区域内部受到丝材遮挡的低灰度值区域，得到补偿后熔化痕迹区域；

对所述补偿后熔化痕迹区域与所述熔化痕迹区域作差处理，得到所述丝材区域。

4.根据权利要求2所述的电子束熔丝沉积中丝材与电子束相对位置的在线控制方法，其特征在于，所述确定所述丝材与电子束的实时相对位置与所述目标相对位置之间的偏差量，包括：

确定实时丝材轴线方程上任意一点均不属于判别区域，则过所述目标相对位置中所述形心坐标作所述丝材轴线方程的垂线；

确定所述垂线与所述实时丝材轴线方程的交点；

其中，所述判别区域为以所述目标相对位置中所述形心坐标为圆心，以电子束半径为半径的圆形区域，所述偏差量为所述形心坐标与所述交点之间的距离。

5.根据权利要求2所述的电子束熔丝沉积中丝材与电子束相对位置的在线控制方法，其特征在于，所述确定所述丝材与电子束的实时相对位置与所述目标相对位置之间的偏差量，包括：

确定实时丝材轴线方程上存在至少一点属于判别区域，则识别实时丝材轴线方向上灰度梯度值最大的点；

其中，所述判别区域为以所述目标相对位置中所述形心坐标为圆心，以电子束半径为半径的圆形区域，所述偏差量为所述灰度梯度值最大的点到所述目标相对位置中丝材轴线的距离，所述灰度梯度值的计算公式如下：

其中，i为实时丝材轴线方向上的像素点标号，x和y分别为实时丝材轴线上像素点的横坐标和纵坐标，S为实时丝材轴线，I为像素点的灰度值。

6.根据权利要求4或5所述的电子束熔丝沉积中丝材与电子束相对位置的在线控制方法，其特征在于，所述根据所述偏差量，确定所述丝材的控制参数，包括：

确定所述偏差量所位于的偏离区间；

根据所述偏差量和所述偏离区间，确定所述丝材的控制参数。

7.根据权利要求6所述的电子束熔丝沉积中丝材与电子束相对位置的在线控制方法，其特征在于，所述确定所述偏离量所位于的偏离区间，具体包括：

确定所述实时丝材轴线方程上任意一点均不属于所述判别区域，则所述偏离量属于第一偏离区间；

确定所述实时丝材轴线方程上至少存在一点属于所述判别区域，且所述偏离量的数值大于设定阈值，则所述偏离量属于第二偏离区间；

确定所述实时丝材轴线方程上至少存在一点属于判别区域，且所述偏离量的数值小于等于所述设定阈值，则所述偏离量属于第三偏离区间。