The Study of Vision Inspection on Material Extrusion Process with Image Feature Analysis

摘要

材料擠製成型(Material Extrusion ME)屬於積層製造(Additive Manufacturing AM)技術的一種，也是使用上最為普及；這個製程是藉由小孔徑的熱熔性材料的擠出，以規劃路徑層狀堆疊成型。然而過程中一有瑕疵產生就會隨著後續的列印逐漸放大致使整體列印失敗。因此本論文主要目標為加入自動化光學檢測的方法，使實驗室內的擠製成型三維列印機能自動識別當下列印狀況並因應作動，達到製程自動化的效果。 論文中利用PYCHARM 2018環境建立PYQT人機介面視窗來整合整個檢測系統。通訊方面，以微處理器為主做兩端的雙向通訊，一端以USB序列埠連結三維列印機完成G-code的字串傳輸，另一端以TCP/IP傳輸影像至人機介面端。演算法方面，本研究以樣板追蹤噴頭的方式定義感興趣區域(Region of Interest ROI)以作為檢測的單位，並計算直方圖以及灰階共生矩陣的影像特徵以建立數據資料庫。資料庫內的資料用來訓練與評估支持向量機(Support Vector Machine SVM)模型，最終部屬至人機介面以建立影像辨識系統。實驗結果顯示系統能夠完全檢測出深色消光線材的列印狀況(成?列印以及堆疊失敗狀態)，並且針對無擠出狀態也能在噴頭與列印元件高度差約7至10mm時完全檢測出來。

獎項日期	2019
原文	English
監督員	Wei-Hsiang Lai (Supervisor)