(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210844185.9 (22)申请日 2022.07.18 (71)申请人 上海海事大学 地址 201306 上海市浦东 新区临港新城 海 港大道15 50号 (72)发明人 谢文满　胡肇炜　张浩东　李运达　 赵忠贤　赵远涛　 (74)专利代理 机构 上海邦德专利代理事务所 (普通合伙) 31312 专利代理师 刘旭章 (51)Int.Cl. G06T 7/00(2017.01) G06V 10/141(2022.01) G06V 10/20(2022.01) G06V 10/26(2022.01)G06V 10/28(2022.01) G06V 10/30(2022.01) G06V 10/36(2022.01) G06V 10/44(2022.01) G06V 10/82(2022.01) B22F 12/90(2021.01) B22F 10/37(2021.01) B22F 10/85(2021.01) B22F 10/28(2021.01) B33Y 50/02(2015.01) (54)发明名称 一种SLM铺粉 过程粉床缺陷特征识别的系统 与方法 (57)摘要 本发明公开了一种SLM铺粉 过程粉床缺陷特 征识别的系统与方法， 包括： 加工室厢体， 所述加 工室厢体内部相对设置有左粉仓与右粉仓， 左粉 仓与右粉仓之间设置有成型仓， 左粉仓与右粉仓 内分别设置有左粉仓平台与右粉仓平台， 成型仓 内设置有基板， 左粉仓平台、 右粉仓平台及基板 上分别固接有左分仓活塞、 右分仓活塞及基板活 塞， 左分仓活塞、 右分仓活塞及基板活塞用于带 动左粉仓平台、 右粉仓平台及基板沿竖直方向移 动； 右粉仓上设置有铺粉刮板， 所述铺粉刮板一 侧设置有溢粉槽。 根据本发明， 提取缺陷特征程 序更加简单， 且提取出来的特征准确度和清晰度 更高， 缺陷特 征更具有辨识度以及高精度。 权利要求书2页 说明书5页 附图2页 CN 115222698 A 2022.10.21 CN 115222698 A 1.一种SLM铺粉过程粉床缺陷特 征识别的系统， 其特 征在于， 包括： 加工室厢体(1)， 所述加工室厢体(1)内部相对设置有左粉仓(4)与右粉仓(13)， 左粉仓 (4)与右粉仓(13)之间设置有成型仓(7)， 左粉仓(4)与右粉仓(13)内分别设置有左粉仓平 台(5)与右粉仓平台(10)， 成型仓(15)内设置有基板(8)， 左粉仓平台(5)、 右粉仓平台(10) 及基板(8)上分别固接有左分仓活塞(6)、 右分仓活塞(11)及基板活塞(9)， 左分仓活塞(6)、 右分仓活塞(11)及基板活塞(9)用于带动左粉仓平台(5)、 右粉仓平台(10)及基板(8)沿竖 直方向移动； 右粉仓(13)上设置有铺粉刮板(12)， 所述铺粉刮板(12)一侧设置有溢粉槽(3)； 加工室厢体(1)的顶端开设有两个激光透光孔(23)， 两个激光透光孔(23)之间固接有 吸盘式高速工业相机支架(21)， 吸盘式高速工业相机支架(21)上固接有工业相机(22)， 且 加工室厢体(1)一相对的内壁上固接有照明光源(2)， 工业相机(2 2)连接有计算机(15)。 2.如权利要求1所述的一种SLM铺粉过程粉床缺陷特征识别的系统， 其特征在于， 加工 室厢体(1)外设置有激光器(16)， 基板(8)的正上方设置有扫描振镜(20)， 激光器(16)通过 合束器(17)， 扩束器(18)， f ‑θ透镜(19)和扫描振镜(20)将激光打到基板(8)上面的工作区 内， 对粉末进行加工成型。 3.如权利要求2所述的一种SLM铺粉过程粉床缺陷特征识别的系统， 其特征在于， 加工 室厢体(1)的侧面上开设有 多个通气口(14)。 4.应用于权利要求3所述的一种SLM铺粉过程粉床缺陷特征识别的系统的识别方法， 其 特征在于， 包括以下步骤： S1、 接通电源， 通过通气口(14)向加工室厢体(1)通入保护气体通入保护气体； S2、 输入工艺 参数， 启动SLM； S3、 选择开启 加工室厢体(1)的照明光源(2)， 照明光源(2)在多个角 度直接照射粉床， 对铺粉缺陷进行补光； S4、 工业相机(22)对铺粉过程进行监测， 采集铺粉后的粉床图像， 并将图像直接传输到 计算机(15)； S5、 在计算机(15)上进行图像处 理； S6、 根据图像处理的结果判断铺粉效果并作出工艺参数调整， 若铺粉过程检测正常， 则 继续加工 至工件成型； 若铺粉过程检测出缺陷， 则停止加工， 并进行相应调节。 5.如权利要求4所述的一种SLM铺粉过程粉床缺陷特征识别的系统的识别方法， 其特征 在于， 步骤S2中铺粉刮板(12)将左粉仓(4)或右粉仓(13)内的粉 料刮到基板活塞(9)上的基 板(8)上， 完成一次铺粉， 激光器(16)通过扫描振镜(20)作用成型后， 基板活塞(9)控制基板 下降一个粉层厚度， 进行二次铺粉， 循环往复至成型完成。 6.如权利要求5所述的一种SLM铺粉过程粉床缺陷特征识别的系统的识别方法， 其特征 在于， 步骤S 3中通过给粉床补光构成铺 粉缺陷特征， 对于粉堆、 铺 粉过量和铺 粉不足的缺陷 的检测选择铺粉远端照明的方式， 对于铺粉沟纹缺陷选择侧向照明的方式。 7.如权利要求6所述的一种SLM铺粉过程粉床缺陷特征识别的系统的识别方法， 其特征 在于， 步骤S5中， 采用YOLOv5目标检测技术对步骤S4采集到的图像完成铺粉缺陷目标的定 位和分类， 然后对预 处理后的图像进一步处理， 得到铺 粉缺陷的特征， 所述处理方法以下步 骤：权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115222698 A 2S51、 目标检测， 使用YOLOv5目标检测技术将步骤S4中的图像缩放到网络 的输入大小， 并进行归一化等操作， 通过数据增强操作提升模型 的训练速度和网络的精度； 使用自适应 锚框计算与自适应图片缩放的方法提升检测效率和速度； S52、 图像处理， 将经过步骤S51初步处理之后的图像进行进一步处理， 获取不同缺陷的 特征。 首先使用加权平均法将图像灰度化， 再通过直方图均衡化进 行图像增强， 其次采用高 斯滤波法将图像去噪， 然后通过Canny边缘检测法进行图像分割或人工阈值分割的方法提 取缺陷特 征， 最后通过 形态学腐蚀、 膨胀、 开、 闭等操作来 提高特征提取效果； S53、 缺陷标记， 对所有区域完成目标区域提取后， 可以利用所得连通域的信息在原始 图像上进行 标记以体现检测结果， 并输出缺陷的各项信息 。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115222698 A 3