本發(fā)明涉及增材制造，特別涉及一種基于激光粉末床熔融路徑吸附的標簽打印方法及控制系統(tǒng)。

背景技術：

1、隨著3d打印設備平臺的不斷發(fā)展，平臺支持同時打印的三維模型數(shù)量不斷增多，對于從事3d打印工藝測試人員而言，當需要大批量打印試樣時，如何區(qū)分不同的試樣成為一個問題，因此對每一個三維模型設計標簽是常見的解決方案。在相關技術中，需要使用人員手動指定三維模型上的打標位置，將標簽投影到三維模型的指定位置上，并且合并生成帶標簽的stl模型，并參與后續(xù)切片及路徑規(guī)劃過程。但是，這種方式在模型數(shù)量大時，通常需要耗費大量時間。

2、為解決3d打印大批量零件標簽設置問題，本發(fā)明提供了一種基于激光粉末床熔融路徑吸附的標簽打印方法，基于激光粉末床熔融上位機設備端實現(xiàn)了二維路徑層面上的標簽吸附，避免在三維模型層面上的手動標記，從而大大減少工作量，提高設計生成效率。

技術實現(xiàn)思路

1、針對現(xiàn)有技術存在的問題，本發(fā)明提供了一種基于激光粉末床熔融路徑吸附的標簽打印方法及控制系統(tǒng)，通過在用戶端輸入目標標簽信息，經(jīng)過標簽生成模塊生成目標標簽，并經(jīng)過外形輪廓特征識別模塊，將數(shù)據(jù)進一步轉(zhuǎn)化為輪廓數(shù)據(jù)，通過標簽吸附模塊處理，最終打印出帶有目標標簽的幾何模型，有利于提高打印效率，并且可以實現(xiàn)目標標簽層厚、圖案等的精細化定制，以方便用戶打印出更為精良的目標標簽。

2、本發(fā)明采用的技術方案是提供一種基于激光粉末床熔融路徑吸附的標簽打印方法，其包括以下步驟：

3、s1、導入多個待打印的幾何模型；

4、s2、調(diào)整多個待打印幾何模型在打印平臺中的位置，并設置打印參數(shù)；

5、s3、通過標簽生成模塊生成吸附至多個待打印幾何模型上的目標標簽信息，具體步驟為：

6、s31、確定吸附至待打印幾何模型上的目標標簽類型及目標標簽尺寸；

7、s32、輸入相應類型的目標標簽；

8、s33、將輸入的目標標簽轉(zhuǎn)化為目標標簽的二維圖形矩陣；

9、s34、確定待吸附目標標簽的厚度，并依據(jù)待吸附目標標簽的厚度對二維圖形矩陣進行厚度處理，從而將二維圖形矩陣轉(zhuǎn)化為三維圖形矩陣；

10、s35、確定待吸附目標標簽在待打印幾何模型上的吸附位置，若選擇將待吸附目標標簽吸附在待打印幾何模型的側(cè)面，則執(zhí)行步驟s36；若選擇將待吸附目標標簽吸附在待打印幾何模型的上表面，則直接執(zhí)行步驟s37；

11、s36、對步驟s34中形成的三維圖形矩陣進行轉(zhuǎn)置；

12、s37、使用輪廓提取算法對待吸附目標標簽三維圖形矩陣的每層數(shù)據(jù)進行輪廓提取，獲取待吸附目標標簽外形輪廓以及待吸附目標標簽外形輪廓包圍盒；

13、s38、設置工藝參數(shù)，按照待吸附目標標簽外形輪廓對目標標簽進行路徑填充；

14、s4、通過模型輪廓特征識別模塊識別多個待打印幾何模型的外形輪廓以及外形輪廓包圍盒；

15、s5、確定待吸附目標標簽在待打印幾何模型各平面上的相對位置；

16、s6、通過標簽吸附模塊將待吸附目標標簽依次吸附至多個待打印幾何模型的表面；

17、s7、打印帶有吸附目標標簽的幾何模型。

18、優(yōu)選的，步驟s31中的目標標簽類型包括字符類目標標簽、字符串類目標標簽以及圖形類目標標簽。

19、優(yōu)選的，步驟s32中對于輸入的字符類目標標簽，標簽生成模塊能依據(jù)輸入的多個待打印幾何模型的數(shù)量自動生成相應數(shù)量并順序排列的字符類目標標簽。

20、優(yōu)選的，步驟s4中通過模型輪廓特征識別模塊識別多個待打印幾何模型的外形輪廓以及外形輪廓包圍盒，具體步驟為：

21、s41、提取多個待打印幾何模型的外形輪廓包圍盒；

22、s42、將多個待打印幾何模型依次排序，并記錄待打印幾何模型在打印平臺上的位置；

23、s43、提取不同的待打印幾何模型各打印高度層面的外形輪廓，并獲取各層的外形輪廓包圍盒；

24、s44、儲存多個待打印幾何模型的輪廓數(shù)據(jù)以及各層的外形輪廓包圍盒數(shù)據(jù)。

25、優(yōu)選的，步驟s6中目標標簽吸附方式包括標簽自動吸附方式和標簽手動吸附方式。

26、進一步的，若采用標簽自動吸附方式，具體步驟為：

27、s61、將待吸附目標標簽放置于待打印幾何模型的上表面處；

28、s62、判斷待吸附目標標簽的外形輪廓包圍盒尺寸是否大于待打印幾何模型上表面的外形輪廓包圍盒，若待吸附目標標簽的外形輪廓包圍盒尺寸大于待打印幾何模型上表面的外形輪廓包圍盒，則執(zhí)行s63；若待吸附目標標簽的外形輪廓包圍盒尺寸小于待打印幾何模型上表面的外形輪廓包圍盒，則直接執(zhí)行步驟s64；

29、s63、修改待吸附目標標簽的尺寸，直至修改后的待吸附目標標簽的外形輪廓包圍盒尺寸小于待打印幾何模型上表面的外形輪廓包圍盒，則執(zhí)行s64；

30、s64、將待吸附目標標簽最底層的外形輪廓與待打印幾何模型上表面的外形輪廓做布爾運算并求并集，從而獲得新的層數(shù)據(jù)；

31、s65、完成目標標簽在幾何模型上的吸附。

32、進一步的，若采用標簽手動吸附方式，具體步驟為：

33、s61、將待吸附目標標簽放置于待打印幾何模型處；

34、s62、選擇待吸附目標標簽在待打印幾何模型上的吸附表面，若選擇待打印幾何模型的上表面為吸附表面時，則執(zhí)行步驟s63、s64、s65和s66；若選擇待打印幾何模型的側(cè)面為吸附表面時，則執(zhí)行步驟s67、s68、s69、s610和s611；

35、s63、提取待吸附目標標簽的外形輪廓包圍盒與待打印幾何模型的上表面輪廓包圍盒；

36、s64、判斷待吸附目標標簽的外形輪廓包圍盒與待打印幾何模型的上表面輪廓包圍盒是否相交，若待吸附目標標簽的外形輪廓包圍盒與待打印幾何模型的上表面輪廓包圍盒相交，則執(zhí)行s65，若待吸附目標標簽的外形輪廓包圍盒與待打印幾何模型的上表面輪廓包圍盒不相交，則執(zhí)行步驟s66；

37、s65、將待吸附目標標簽的外形輪廓與待打印幾何模型的上表面輪廓逐層進行布爾運算并求并集，獲得待打印幾何模型上表面處吸附的目標標簽輪廓；

38、s66、將目標標簽吸附至待打印幾何模型的上表面；

39、s67、對待吸附目標標簽進行轉(zhuǎn)置；

40、s68、提取待吸附目標標簽的外形輪廓包圍盒與待打印幾何模型的側(cè)面輪廓包圍盒；

41、s69、判斷待吸附目標標簽的外形輪廓包圍盒與待打印幾何模型的側(cè)面輪廓包圍盒是否相交，若待吸附目標標簽的外形輪廓包圍盒與待打印幾何模型的側(cè)面輪廓包圍盒相交，則執(zhí)行s610，若待吸附目標標簽的外形輪廓包圍盒與待打印幾何模型的側(cè)面輪廓包圍盒不相交，則執(zhí)行步驟s611；

42、s610、將待吸附目標標簽的外形輪廓與待打印幾何模型的側(cè)面輪廓逐層進行布爾運算并求并集，獲得待打印幾何模型側(cè)面處吸附的目標標簽輪廓；

43、s611、將目標標簽吸附至待打印幾何模型的側(cè)面；

44、s612、完成目標標簽在待打印幾何模型上的吸附。

45、本發(fā)明的另一方面，提供一種用于前述基于激光粉末床熔融路徑吸附標簽打印方法的控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)包括標簽生成模塊、模型輪廓特征識別模塊以及標簽吸附模塊，標簽生成模塊能根據(jù)需要生成目標標簽，模型輪廓特征識別模塊能依據(jù)算法識別出目標標簽以及幾何模型的外形特征輪廓，標簽吸附模塊能將目標標簽吸附至幾何模型的表面處，且標簽吸附模塊包括自動吸附模塊和手動吸附模塊。

46、本發(fā)明的有益效果是：

47、1、本發(fā)明提供的基于激光粉末床熔融路徑吸附的標簽打印方法及控制系統(tǒng)，基于激光粉末床熔融上位機設備端予以實現(xiàn)，以切片填充后的路徑數(shù)據(jù)以及用戶設定的字符、字符串以及圖形等目標標簽為輸入數(shù)據(jù)，借助于圖形算法，以實現(xiàn)二維輪廓數(shù)據(jù)的運算。不同于以往技術中基于三維模型的融合，以二維輪廓數(shù)據(jù)的運算更為直接與高效。

48、2、本發(fā)明提供的基于激光粉末床熔融路徑吸附的標簽打印方法及控制系統(tǒng)，基于輸入幾何模型的層數(shù)據(jù)輪廓特征，可在用戶設置的輪廓識別特征，如幾何模型的上表面，將多個目標標簽自動放置到模型路徑對應的區(qū)域，用戶也可自行手動調(diào)整標簽位置，實現(xiàn)更加精細的微調(diào)。不同于以往技術中，用戶需要對每一個幾何模型打印標簽的位置進行手動設置，基于輪廓特征識別與自動標簽吸附的方法大大節(jié)約了相關技術人員操作時間。

49、3、本發(fā)明提供的基于激光粉末床熔融路徑吸附的標簽打印方法及控制系統(tǒng)，通過預置用戶設定的圖案、字符等目標標簽，可以輕松實現(xiàn)定制化打印。不同于以往技術中打印標簽的工藝參數(shù)與模型相同，本發(fā)明可以非常容易的實現(xiàn)標簽層厚、工藝參數(shù)的精細化定制，以方便用戶打印出更為精良的目標標簽。

50、4、本發(fā)明提供的基于激光粉末床熔融路徑吸附的標簽打印方法及控制系統(tǒng)，在打印參數(shù)設置處添加了可選項，用于生成模型標簽并輸出合并后的可打印模型數(shù)據(jù)。用戶端輸入目標標簽信息，根據(jù)用戶選項不同，輸入目標標簽數(shù)據(jù)可以為字符、字符串以及圖形類，經(jīng)過標簽生成模塊，將其轉(zhuǎn)化為三維矩陣，經(jīng)過外形輪廓特征識別模塊，將數(shù)據(jù)進一步轉(zhuǎn)化為輪廓數(shù)據(jù)，通過標簽吸附模塊處理，最終打印出帶有目標標簽的幾何模型。