[发明专利]一种3D打印机的打印质量实时监测装置及监测方法

说明书

本发明公开一种3D打印机的打印质量实时监测装置及监测方法，在3D打印机的机体的内侧顶部设有双目摄像头，实时拍摄3D打印中正在打印工件的加工情况，所述图像存储模块与双目摄像头连接，将处理后的图像文件与打印文件的解析文件比对，确定其误差值是否超过预先的设定值，进而控制3D打印机的后续动作。本发明与现有技术相比具有以下有益效果：提高了操作者的工作效率，使打印工件的质量得到了有效的保障，降低了问题工件产生的可能性，对各种类型3D打印机具有普遍适用性。

技术领域

本发明涉及3D打印技术领域，特别是一种适用于3D打印机打印质量的实时监测装置及监测方法。

背景技术

3D打印是近年来新兴发展的科技，也称为增材制造技术，是通过材料的逐层累积来实现制造的技术。这种技术制造速度快，生产周期短，效率高，是先进制造技术的重要发展方向，也是智能制造体系中最前沿最有潜力的技术。

由于3D打印是逐层打印的，加工部件需要较长时间，如果出现问题不能及时解决将直接影响打印质量，因而需要对3D打印机的打印质量进行实时监测。专利号201610862914.8提出的实时监测装置及监测方法存在以下两个问题：第一，该实时监测装置仅能够通过摄像头对打印质量进行在线监控，但不能将打印质量在外部设备上进行实时显示，不利于工作人员了解实时的打印质量；第二，该监测装置及监测方法仅适用于激光溶化成形类3D打印机打印质量的监测，并不适用于其他种类3D打印机打印质量的监测。因而，需要一种适用于不同种类3D打印机打印质量的实时监测的方法。

本发明利用机器视觉技术，通过双目摄像头获取3D打印机正在打印部件的实时图像信息，不仅能够通过显示屏进行裸眼3D立体显示，而且通过将图像处理后的文件与打印的解析文件对比，从而确定打印是否准确，如果对比的误差值超过误差设定值，则证明已打印的部件存在问题，打印机则发出警报信号并暂停工作，工作人员能够及时处理打印过程中出现的问题，从而降低打印机产生问题工件的可能性。

发明内容

本发明的目的是设计一种方法合理、能对3D打印机打印的质量实时监测的3D打印机的打印质量实时监测装置及监测方法。

本发明的技术方案是，一种3D打印机的打印质量实时监测装置及监测方法，其特征在于：在3D打印机的机体的内侧顶部设有双目摄像头，该双目摄像头在打印开始之前需将两个摄像头的参数设置一致，当打印文件的解析发送到驱动打印模块后，开始实时拍摄3D打印中正在打印工件的加工情况，所述图像存储模块与双目摄像头连接，用磁盘来存储实时拍摄到的图像信息，所述图像处理模块与图像存储模块相连接，该模块采用FPGA实现，基于像素级流水处理，采用纯逻辑设计，能满足实时处理要求，主要有视差图像的校正、移位裁剪与合成图像的生成等步骤，所述立体显示屏与图像处理模块连接，该立体显示屏为柱镜光栅液晶屏，完成图像的裸眼3D立体显示，所述延迟同步处理模块接收3D打印机打印的切片图像和双目摄像头拍摄的图像，由于拍摄的过程中可能出现遮挡，通过延迟同步技术实现打印文件与图像处理后文件的同步，提高打印文件与图像处理后文件对比的准确率；所述打印文件与图像处理后文件对比模块和图像处理模块电性连接，该模块使用ARM处理器，将处理后的图像文件与打印文件的解析文件比对，确定其误差值是否超过预先的设定值，若没有超过设定值，则打印机继续进行下一步的驱动打印，若超过设定值，处理器则触发报警器发出警报信号，同时控制打印机的暂停键，使打印机暂停工作，直至操作人员完成问题处理后，才进行下一步的打印。

本发明与现有技术相比具有以下有益效果：一种3D打印机的打印质量实时监测装置及监测方法实现了用裸眼3D立体画面对打印机内工件加工情况的实时显示，为打印机操作者提供了实时、准确的信息反馈，有效的减少了操作者的工作量，提高了操作者的工作效率，监测了3D打印中的各个过程的工作状况，能够及时对打印中出现问题的工件发出警报并使打印机暂停工作，使打印工件的质量得到了有效的保障，降低了问题工件产生的可能性，对各种类型3D打印机具有普遍适用性。

附图说明

图1是本发明的结构示意图，