[发明专利]一种SLM成型过程参数监测系统

权利要求书

1.一种SLM成型过程参数监测系统，该系统主要包括激光功率调节和扫描系统、送粉铺粉运动系统、成型底板垂直运动系统；其特征在于，还包括工件表面温度场分布实时测定与调节系统、激光烧结保护气流测定与调节系统、成型过程光信号监测系统、成型设备运动系统振动监测系统、铺粉和打印零件表面缺陷特征识别系统；所述工件表面温度场分布实时测定与调节系统用于测定成型局部区域点的温度；所述激光烧结保护气流测定与调节系统用于检测气压大小，调节控制进气泵的流量；所述成型过程光信号监测系统用于将金属粉末熔融时的发光信号转换成电压信号；所述成型设备运动系统振动监测系统用于检测所述送粉铺粉运动系统和所述成型底板垂直运动系统的振动；所述铺粉和打印零件表面缺陷特征识别系统用于提取铺粉表面和打印零件表面特征，进行缺陷分析。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述工件表面温度场分布实时测定与调节系统用于测定成型局部区域点的温度，具体包括：所述工件表面温度场分布实时测定与调节系统由热成像仪和双色高温计组成，两者都是非接触测量，安装于成型腔左侧顶部，热成像仪用于成型整个区域温度，双色高温计对辐射率变化不敏感，用于测定成型局部区域点的温度，并对红外热成像仪进行校核。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述激光烧结保护气流测定与调节系统用于检测气压大小，调节控制进气泵的流量，具体包括：

在成型腔左右两侧底部分别安装保护气泵进气口，左侧气泵为主气流输出，右侧气泵为调节气泵输出；在成型腔中部安装两个气流压差传感器，用来监测气流流动大小；左右两侧上部设置出气口，在SLM成型过程中，气流压差传感器检测气压大小，通过调节控制左右进气泵的流量，使保护气体的气流量稳定。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述成型过程光信号监测系统用于将金属粉末熔融时的发光信号转换成电压信号，具体包括：

成型腔左侧顶部安装有光电二极管，光电二极管将金属粉末熔融时的发光信号转换成电压信号，并通过放大器进行放大后输出。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述成型设备运动系统振动监测系统用于检测所述送粉铺粉运动系统和所述成型底板垂直运动系统的振动，具体包括：铺粉辊端部和成型平台底部安装有加速度振动传感器，加速度振动传感器实时采集铺粉辊和成型平台上的加速度振动传感器输出数据，根据振动测量值实时调节电机运行参数，实现闭环调节，降低铺粉辊和成型平台的振动。

6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述铺粉和打印零件表面缺陷特征识别系统用于提取铺粉表面和打印零件表面特征，具体包括：

采用双目立体视觉技术提取铺粉表面和打印零件表面特征，将两台高速清晰相机在三维空间中标定，在3D打印机内固定这两台相机，使相机以各自角度同时拍摄待测对象来获得两幅图像，由于两台相机位置不同，空间同一个点在两幅图像中会因为成像位置不同产生视差，将两幅图像的像素点进行匹配。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于：所述铺粉和打印零件表面缺陷特征识别系统用于提取铺粉表面和打印零件表面特征，具体还包括：

通过几何关系转换计算出物体表面点的深度信息，将深度信息与图像中二维位置相结合，获得待测物体表面各点空间坐标值，完成二维图像到三维点云的重建。