[发明专利]一种面成型增材制造系统零件精度改善方法及装置

摘要

本发明公开了一种面成型增材制造系统零件精度改善方法及装置，该方法包括以下步骤步骤1）对零件支撑结构的数字几何模型根据给定的层厚 z 进行切片处理，并根据得到的二维层面信息生成相应的掩膜图像；步骤2）扫描转换；步骤3）以基于高斯分布的灰度计算方法获得灰度掩膜图像；步骤4）生成图像。本发明相比传统采用二值掩膜图像进行面成型加工的方式，为基于高斯分布的灰度计算方法，可以快速高效的获得满足要求的灰度掩膜图像；所采用的灰度掩膜图像可以实现在不改变投影机硬件分辨率的前提下，显著改善加工零件的形状、尺寸精度，同时明显消除XY方向的锯齿效应，以带来更好的XY表面质量。

主权项

一种面成型增材制造系统零件精度改善方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1）：对零件支撑结构的数字几何模型根据给定的层厚 z 进行切片处理，并根据得到的二维层面信息生成相应的掩膜图像；步骤2）：掩膜图像的获取是将获得的各层零件实体轮廓，通过扫描转换的方式存储而得；2.1）读取掩膜图像的总层数，从i=0开始，依次读取第i层所对应的掩膜图像，经图像处理识别出第i层掩模图像中的全部轮廓；2.2）读取第i层掩膜图像，获取第 i 层掩膜图像中轮廓总个数 m，从j=0开始，依次读取第j个轮廓所包含的全部点；2.3）读取第i层第j个轮廓，遍历第j个轮廓中所有的点，从而寻到Y值最小的点记为MinPioint(m0,n0)，并取其前一点PrePoint(m1,n1)以及后一点NextPoint(m2,n2)；2.4）针对第j个轮廓的MinPioint(m0,n0),找到其前一点PrePoint(m1,n1)和后一点NextPoint(m2,n2)，利用以下公式：p=(n‑n1)(m2‑m1)‑(n2‑n1)(m‑m1)      公式（1）当p>0时，该轮廓为逆时针，设置标志位isClockwise为错误false；当p<0时，该轮廓为顺时针，设置标志位isClockwise为正确true；当p=0时，表示Y值最小的点有多个，选择下一Y值最小点，重复步骤2.4）；2.5）将平行于X轴、以dx为间隔的一系列扫描线与轮廓j求交，将交点保存在EdgePoint[height][width]中，其中，height，width分别表示投影仪Y，X方向的分辨率,PlantFormX,PlantFormY分别表示加工区域的X，Y方向的尺寸，dx= PlantFormX/width，且dx的范围为0‑0.2mm；2.6）建立结构体Point2D用来保存端点坐标，建立结构体IntersectPoint用来保存所述扫描线与轮廓j的交点，以及该交点对应的轮廓线段的两端点StartPoint、EndPoint，其中，Struct Point2D{ Float x;Float y;}；struct IntersectPoint{ Bool EdgePoint[height][width];Point2D StartPoint;Point2D EndPoint;};步骤3）：以基于高斯分布的灰度计算方法获得灰度掩膜图像；3.1）依次取结构体IntersectPoint中的交点，若isClockWise为错误false，则通过以下公式（2）‑（5）得到该边界点的灰度值，并将灰度值保存在数组PixelPointValue[height][width]中；公式（2）其中，()，()分别为结构体IntersectPoint中的StartPoint和EndPoint，将像素中心坐标()带入上述公式（2）以得出f值；当f>0,像素中心位于有向线段左侧，（公式3）当f=0,像素中心位于有向线段上，（公式4）当f<0,像素中心位于有向线段右侧，（公式5）3.2）若isClockWise为正确true，则通过公式（2）‑（5）得到该边界点的灰度值，并将灰度值保存在数组PixelPointValue[height][width]中；公式（2）其中，()，()分别为结构体IntersectPoint中的StartPoint和EndPoint，将像素中心坐标()带入上述公式（2）以得出f值；当f>0,像素中心位于有向线段左侧，（公式5）当f=0,像素中心位于有向线段上，（公式4）当f<0,像素中心位于有向线段右侧，（公式3）3.3 ）重复步骤2.2）‑步骤3.2），直至完成第i层所有轮廓的计算；步骤4）：生成图像。