[发明专利]基于视觉传感的激光增材制造缺陷的在线诊断方法

摘要

本发明提出一种基于视觉传感的激光增材制造缺陷的在线诊断方法，包括以下步骤：通过CCD摄像机实时采集熔池模拟图像信号；通过图像采集卡，将熔池模拟图像信号转换成数字图像信号导入计算机；通过计算机对数字图像信号进行实时图像处理以得到熔池面积的时域图；对上述时域图进行短时傅里叶变换以得到熔池面积的频域图；基于熔池面积的时域图，判断熔池面积是否发生急剧波动或变化；若否，不存在制造缺陷；若是，在熔池面积发生急剧波动或者变化的时间段内，判断熔池面积的频域图中是否出现明显的异常波动；若是，存在肉眼可辨的制造缺陷；若否，存在非肉眼可辨的制造缺陷。上述方法能判断激光增材制造过程中缺陷的产生、出现时刻及缺陷类型。

主权项

一种基于视觉传感的激光增材制造缺陷的在线诊断方法，其特征在于：所述在线诊断方法所涉及的在线诊断装置包括CCD摄像机，所述CCD摄像机前置窄带滤光片，所述CCD摄像机经连接线与图像采集卡相连接，所述图像采集卡安装在计算机内；其中所述CCD摄像机采用与激光发射器同轴的方式安装在激光增材制造系统中的增材加工头上，并且所述CCD摄像机与所述增材加工头保持实时相对静止；所述在线诊断方法包括以下步骤： 步骤1、当基于同轴送粉的激光增材制造系统开始工作时，通过CCD摄像机实时采集熔池模拟图像信号； 步骤2、通过图像采集卡，将熔池模拟图像信号转换成数字图像信号后导入计算机； 步骤3、通过计算机对导入的数字图像信号进行实时图像处理以得到熔池面积随时间变化的时域图； 步骤4、对熔池面积随时间变化的时域图，进行短时傅里叶变换，以得到熔池面积的频域图； 步骤5、基于熔池面积随时间变化的时域图，判断熔池面积是否发生急剧波动或者变化； 步骤6、如果否，则表明在激光增材制造过程中不存在制造缺陷； 步骤7、如果是，则在熔池面积发生急剧波动或者变化的时间段内，判断熔池面积的频域图中是否出现明显的异常波动； 步骤8、如果是，则表明在激光增材制造过程中存在肉眼可辨的制造缺陷； 步骤9、如果否，则表明在激光增材制造过程中存在非肉眼可辨的制造缺陷。