本技術涉及增材制造，尤其涉及一種金屬打印控制方法、電子設備、系統及存儲介質。

背景技術：

1、隨著航空航天、醫療器械、高精密模具制造等領域，對復雜幾何形狀的高性能金屬零部件需求的日益增長，多激光同軸送絲金屬五軸3d打印技術因具備高沉積率、可制造大尺寸構件、變角度打印等優勢，被廣泛關注。多激光同軸送絲五軸打印過程涉及光、熱、力、流、冶金等多物理場耦合，工藝窗口窄，易因熔池不穩定、熱應力累積、送絲中斷等問題導致球化、孔隙、未熔合等缺陷，嚴重影響加工的金屬零部件質量。高效智能的打印控制直接關系到金屬零部件的工藝質量和工藝穩定性。

2、相關技術中，通常通過紅外測溫儀監測熔池溫度；然后，在熔池溫度出現異常時，基于人工經驗調整工藝參數，進行對應調整，以使得熔池溫度恢復正常。但打印成品率低，難以保障打印質量，從而無法有效保障金屬零部件的工藝質量和工藝穩定性。

技術實現思路

1、本技術提供一種金屬打印控制方法、電子設備、系統及存儲介質，用以達到提升打印成品率，保障打印質量，進而有效保障金屬零部件的工藝質量和工藝穩定性的效果。

2、第一方面，本技術提供一種金屬打印控制方法，包括：

3、獲取金屬打印過程的多維監測數據，多維監測數據至少包括熔池視覺圖像、熔池溫度場分布、打印層三維形貌數據和成型艙環境數據；

4、對多維監測數據中的各維度監測數據，分別進行對應維度特征提取，獲得多維度特征參量，多維度特征參量包括熔池視覺圖像對應的幾何形態特征參量、熔池溫度場分布對應的動態熱特征參量、打印層三維形貌數據對應的幾何精度特征參量以及成型艙環境數據對應的環境特征參量；

5、基于多維度特征參量，評估得到狀態評估結果，狀態評估結果包含打印狀態、打印狀態對應的缺陷類型以及缺陷發生概率；

6、根據狀態評估結果，確定待調整的工藝參數和工藝參數對應的目標調整量；

7、根據目標調整量，控制金屬打印控制系統中與工藝參數對應的執行機構動作，以修正打印狀態。

8、在一種可能的實施方式中，基于多維度特征參量，評估得到狀態評估結果，包括：

9、將多維度特征參量與對應維度的標準閾值進行比對，并根據比對結果，確定當前打印狀態；

10、基于打印狀態與缺陷類型間的映射關系，確定與當前打印狀態對應的目標缺陷類型，以及目標缺陷類型對應的缺陷發生概率。

11、在一種可能的實施方式中，基于多維度特征參量，評估得到狀態評估結果，包括：

12、將多維度特征參量輸入至訓練好的狀態評估模型進行評估，得到狀態評估結果，狀態評估模型是基于樣本多維度特征參量及對應的樣本狀態評估標簽，以監督學習方式訓練得到的，狀態評估結果包含當前打印狀態、當前打印狀態對應的目標缺陷類型，以及目標缺陷類型對應的缺陷發生概率。

13、在一種可能的實施方式中，根據狀態評估結果，確定待調整的工藝參數和工藝參數對應的目標調整量，包括：

14、根據缺陷發生概率，確定目標缺陷類型對應的權重系數，權重系數表征抑制目標缺陷類型的緊急程度；

15、根據目標缺陷類型與當前打印狀態，從預設的參數調整策略庫中匹配得到目標調整策略，目標調整策略包含待調整的工藝參數及工藝參數的參數調整幅度；

16、針對同一個待調整的工藝參數，基于權重系數，對工藝參數對應的參數調整幅度進行加權融合，生成針對工藝參數的目標調整量。

17、在一種可能的實施方式中，金屬打印控制系統中包含多個激光器，金屬打印材質在多個激光器發出光束的匯聚作用下形成熔池，工藝參數包括激光器輸出功率，根據目標調整量，控制金屬打印控制系統中與工藝參數對應的執行機構動作，包括：

18、根據各激光器對應的功率調整權重和目標調整量，確定各激光器對應的功率調整量，功率調整權重是根據從熔池指向激光器的光斑中心的方向與熔池的移動方向之間的夾角確定的，功率調整權重與夾角呈負相關；

19、根據功率調整量，控制與激光器對應的激光功率控制器動作。

20、在一種可能的實施方式中，對多維監測數據中的各維度監測數據，分別進行對應維度特征提取，獲得多維度特征參量，包括：

21、基于圖像處理算法，對熔池視覺圖像進行特征提取，得到熔池的幾何形態特征參量，幾何形態特征參量包括熔池的長度、寬度、面積和長寬比中的至少一種；

22、對熔池溫度場分布進行時序分析，提取動態熱特征參量，動態熱特征參量包括熔池的最高溫度、平均溫度、溫度梯度和冷卻速率中的至少一種；

23、將打印層三維形貌數據與預設的三維數字模型切片層進行配準，提取幾何精度特征參量，幾何精度特征參量包括層高偏差和輪廓偏差中的至少一種；

24、對成型艙環境數據進行解析，得到環境特征參量，環境特征參量包括氧濃度和真空度中的至少一種。

25、在一種可能的實施方式中，在得到狀態評估結果之后，還包括：

26、在狀態評估結果指示當前的金屬打印過程存在異常時，輸出預警信息。

27、第二方面，本技術提供一種金屬打印控制裝置，包括：

28、獲取模塊，用于獲取金屬打印過程的多維監測數據，多維監測數據至少包括熔池視覺圖像、熔池溫度場分布、打印層三維形貌數據和成型艙環境數據；

29、中央處理模塊，用于對多維監測數據中的各維度監測數據，分別進行對應維度特征提取，獲得多維度特征參量，多維度特征參量包括熔池視覺圖像對應的幾何形態特征參量、熔池溫度場分布對應的動態熱特征參量、打印層三維形貌數據對應的幾何精度特征參量以及成型艙環境數據對應的環境特征參量；

30、中央處理模塊，還用于基于多維度特征參量，評估得到狀態評估結果，狀態評估結果包含打印狀態、打印狀態對應的缺陷類型以及缺陷發生概率；

31、智能決策模塊，用于根據狀態評估結果，確定待調整的工藝參數和工藝參數對應的目標調整量；

32、控制執行模塊，用于根據目標調整量，控制金屬打印控制系統中與工藝參數對應的執行機構動作，以修正打印狀態。

33、在一種可能的實施方式中，中央處理模塊具體用于：將多維度特征參量與對應維度的標準閾值進行比對，并根據比對結果，確定當前打印狀態；基于打印狀態與缺陷類型間的映射關系，確定與當前打印狀態對應的目標缺陷類型，以及目標缺陷類型對應的缺陷發生概率。

34、在一種可能的實施方式中，中央處理模塊還用于：將多維度特征參量輸入至訓練好的狀態評估模型進行評估，得到狀態評估結果，狀態評估模型是基于樣本多維度特征參量及對應的樣本狀態評估標簽，以監督學習方式訓練得到的，狀態評估結果包含當前打印狀態、當前打印狀態對應的目標缺陷類型，以及目標缺陷類型對應的缺陷發生概率。

35、在一種可能的實施方式中，智能決策模塊，具體用于：根據缺陷發生概率，確定目標缺陷類型對應的權重系數，權重系數表征抑制目標缺陷類型的緊急程度；根據目標缺陷類型與當前打印狀態，從預設的參數調整策略庫中匹配得到目標調整策略，目標調整策略包含待調整的工藝參數及工藝參數的參數調整幅度；針對同一個待調整的工藝參數，基于權重系數，對工藝參數對應的參數調整幅度進行加權融合，生成針對工藝參數的目標調整量。

36、在一種可能的實施方式中，金屬打印控制系統中包含多個激光器，金屬打印材質在多個激光器發出光束的匯聚作用下形成熔池，工藝參數包括激光器輸出功率，控制執行模塊具體用于：根據各激光器對應的功率調整權重和目標調整量，確定各激光器對應的功率調整量，功率調整權重是根據從熔池指向激光器的光斑中心的方向與熔池的移動方向之間的夾角確定的，功率調整權重與夾角呈負相關；根據功率調整量，控制與激光器對應的激光功率控制器動作。

37、在一種可能的實施方式中，中央處理模塊還用于：基于圖像處理算法，對熔池視覺圖像進行特征提取，得到熔池的幾何形態特征參量，幾何形態特征參量包括熔池的長度、寬度、面積和長寬比中的至少一種；對熔池溫度場分布進行時序分析，提取動態熱特征參量，動態熱特征參量包括熔池的最高溫度、平均溫度、溫度梯度和冷卻速率中的至少一種；將打印層三維形貌數據與預設的三維數字模型切片層進行配準，提取幾何精度特征參量，幾何精度特征參量包括層高偏差和輪廓偏差中的至少一種；對成型艙環境數據進行解析，得到環境特征參量，環境特征參量包括氧濃度和真空度中的至少一種。

38、在一種可能的實施方式中，中央處理模塊還用于：在得到狀態評估結果之后，在狀態評估結果指示當前的金屬打印過程存在異常時，輸出預警信息。

39、第三方面，本技術提供一種電子設備，包括：存儲器，處理器；

40、存儲器存儲計算機執行指令；

41、處理器執行存儲器存儲的計算機執行指令，使得處理器執行如上第一方面和/或第一方面各種可能的實施方式。

42、第四方面，本技術提供一種金屬打印控制系統，包括：多傳感數據采集模塊、電子設備和執行機構，電子設備分別與多傳感數據采集模塊和執行機構連接；

43、多傳感數據采集模塊，用于監測金屬打印過程的多維監測數據；

44、電子設備，用于執行第一方面的金屬打印控制方法；

45、執行機構，用于在電子設備的控制下動作，以修正打印狀態。

46、第五方面，本技術提供一種計算機可讀存儲介質，計算機可讀存儲介質中存儲有計算機執行指令，計算機執行指令被處理器執行時用于實現如上第一方面和/或第一方面各種可能的實施方式。

47、第六方面，本技術提供一種計算機程序產品，包括計算機程序，該計算機程序被處理器執行時實現如上第一方面和/或第一方面各種可能的實施方式。

48、本技術提供的金屬打印控制方法、電子設備、系統及存儲介質，通過獲取金屬打印過程的多維監測數據，多維監測數據至少包括熔池視覺圖像、熔池溫度場分布、打印層三維形貌數據和成型艙環境數據；對多維監測數據中的各維度監測數據，分別進行對應維度特征提取，獲得多維度特征參量，多維度特征參量包括熔池視覺圖像對應的幾何形態特征參量、熔池溫度場分布對應的動態熱特征參量、打印層三維形貌數據對應的幾何精度特征參量以及成型艙環境數據對應的環境特征參量；基于多維度特征參量，評估得到狀態評估結果，狀態評估結果包含打印狀態、打印狀態對應的缺陷類型以及缺陷發生概率；根據狀態評估結果，確定待調整的工藝參數和工藝參數對應的目標調整量；根據目標調整量，控制金屬打印控制系統中與工藝參數對應的執行機構動作，以修正打印狀態。在該過程中，構建從多維度感知到智能決策執行的實時閉環控制，具體而言，通過融合多個維度的監測數據，實現對金屬打印過程的全面感知，有效克服傳統方法依賴單一維度的監測而導致的監控盲區與判斷偏差，確保狀態感知的可靠性與完整性，進而提升狀態評估結果的精準度。基于多維度特征參量，有助于系統準確識別過程異常并預測缺陷風險，進而生成針對性的工藝參數調整指令，這種前瞻性干預機制，實現在打印缺陷實際形成前實施精準調控，有效降低缺陷發生概率，大幅減少因質量問題導致的零件報廢，有效提升打印成品率。同時，通過實時閉環反饋控制，實現工藝參數的動態優化與多執行機構的協同調整，有效避免了傳統控制中因響應滯后造成的質量波動，顯著提升了打印過程的穩定性和一致性。從而在根本上保障了金屬零部件的工藝質量與長期工藝穩定性。