增材制造是一种通过逐层打印的方式构造物体的技术,传统机器视觉检测系统存在精度低、效率慢等问题,无法满足增材制造精度检测的要求。针对增材制造精度检测所存在的难题,在对成型过程进行数值模拟的基础上,本文设计了基于线结构光技术的成型精度检测系统,并通过实验分析进行成型参数优化。主要研究内容包括:1.研究温度、打印速度、分层高度和材料特性等参数对成型精度的影响。利用ANSYS软件,对不同参数下的增材制造成型过程进行数值模拟。采用“生死单元”技术模拟材料的堆积过程,用直接耦合法模拟成型件的应力场,验证了FDM型增材制造技术存在成型件翘曲变形问题。2.设计基于结构光的增材制造成型精度检测系统。选择线结构光法,作为成型件表面数据的采集方案。选择伺服电机、伺服驱动器和PLC控制器等主要器件,搭建运动平台的硬件装置,编写PLC程序完成运动控制方案设计,实现成型件表面数据采集。3.提出一种改进的双边滤波点云去噪算法,有效解决点云数据中的噪声问题。选用Power Crust算法对去噪后的点云数据进行处理,有效地减少表面重建时间,较好地保留了点云数据的几何特征,完成了成型件表面三维重建。使用Geomagic Qualify逆向工程软件进行缺陷位置标记,并计算成型件表面最大偏差、最小偏差以及标准偏差等特征参数。4.进行增材制造成型精度检测实验与参数优化。设计标准成型件打印模型,选取层高、打印速度和打印温度等参数,设计9次正交实验。结合检测系统,得到实际成型件的各方向尺寸数据。计算与模型尺寸之间的相对误差,通过极差法进行分析,研究各打印参数影响成型精度的主次顺序,得出优化后的参数组合方式,再次进行对比实验,验证了参数优化的有效性。