Estudio de Detección de Defectos en Superficies Basado en Visión por Máquina para Impresión 3D de Cerámica
Autores: Zhou, Jing; Li, Haili; Lu, Lin; Cheng, Ying
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Estudio de Detección de Defectos en Superficies Basado en Visión por Máquina para Impresión 3D de Cerámica
Categoría
Tecnología de Equipos y Accesorios
Subcategoría
Diseño de equipos y herramientas
Palabras clave
Sistemas de inspección en línea
Defectos de superficie
Visión por computadora
Impresión 3D de cerámica por moldeo por extrusión
Defectos
Proceso de impresión
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 19
Citaciones: Sin citaciones
Se diseñó un conjunto de sistemas de inspección en línea para defectos superficiales basados en visión por computadora en respuesta al problema de que la impresión 3D por moldeo por extrusión es propensa a hoyos, burbujas, protuberancias y otros defectos durante el proceso de impresión que afectan las propiedades mecánicas de los productos impresos. El sistema de inspección identifica y localiza automáticamente los defectos en el proceso de impresión al inspeccionar la superficie superior de la pieza en impresión, y luego retroalimenta al sistema de control para producir una capa de ajuste o detener la impresión. Debido al conflicto entre la posición de la cámara y la cabeza de extrusión de la impresora, la cámara se coloca en un ángulo, y se utilizó el método de identificación de puntos y ajuste de la función a los datos para corregir la cámara de aberraciones. La región a detectar se extrae utilizando el método de Otsu (OSTU) en la imagen adquirida, y los defectos se detectan utilizando métodos como el algoritmo de Canny y la Transformada Rápida de Fourier, y los tres defectos se distinguen utilizando el método de doble umbral. Los resultados experimentales muestran que el nuevo método de corrección de aberraciones puede minimizar efectivamente el efecto de selección cercana-grande causado por la colocación inclinada de la cámara, y la precisión de este sistema en la detección de defectos superficiales alcanzó más del 97.2%, con una precisión de detección de 0.051 mm, lo que puede cumplir con los requisitos de detección. Utilizando la función de ponderación para distinguir entre sus características y defectos, y utilizando la matriz de confusión con la tasa de recuperación y precisión como índices de evaluación de este sistema, los resultados muestran que el sistema de detección tiene una capacidad de detección precisa para los defectos que ocurren durante el proceso de impresión.
Descripción
Se diseñó un conjunto de sistemas de inspección en línea para defectos superficiales basados en visión por computadora en respuesta al problema de que la impresión 3D por moldeo por extrusión es propensa a hoyos, burbujas, protuberancias y otros defectos durante el proceso de impresión que afectan las propiedades mecánicas de los productos impresos. El sistema de inspección identifica y localiza automáticamente los defectos en el proceso de impresión al inspeccionar la superficie superior de la pieza en impresión, y luego retroalimenta al sistema de control para producir una capa de ajuste o detener la impresión. Debido al conflicto entre la posición de la cámara y la cabeza de extrusión de la impresora, la cámara se coloca en un ángulo, y se utilizó el método de identificación de puntos y ajuste de la función a los datos para corregir la cámara de aberraciones. La región a detectar se extrae utilizando el método de Otsu (OSTU) en la imagen adquirida, y los defectos se detectan utilizando métodos como el algoritmo de Canny y la Transformada Rápida de Fourier, y los tres defectos se distinguen utilizando el método de doble umbral. Los resultados experimentales muestran que el nuevo método de corrección de aberraciones puede minimizar efectivamente el efecto de selección cercana-grande causado por la colocación inclinada de la cámara, y la precisión de este sistema en la detección de defectos superficiales alcanzó más del 97.2%, con una precisión de detección de 0.051 mm, lo que puede cumplir con los requisitos de detección. Utilizando la función de ponderación para distinguir entre sus características y defectos, y utilizando la matriz de confusión con la tasa de recuperación y precisión como índices de evaluación de este sistema, los resultados muestran que el sistema de detección tiene una capacidad de detección precisa para los defectos que ocurren durante el proceso de impresión.