一种3D打印激光振镜校准系统的制作方法

一种3d打印激光振镜校准系统
技术领域
1.本发明涉及一种3d打印激光振镜校准系统。


背景技术：

2.3d打印是一种增材制造方法，以数字信息技术和机械制造技术为基础，以产品的实体3d建模和打印技术为手段，以加工的自动化和装配的一体化为特征的新型制造技术。它相较于传统的机床或cnc加工最大的不同是通过层叠加的方式进行形貌构建，而非材料切削等减材方式进行形貌构建。
3.3d打印系统中需要采用激光振镜输出激光光束。激光振镜，也称为激光扫描器，其是一种由驱动板与高速摆动电机组成的一个高精度、高速度伺服控制系统。激光振镜的电参数变化和设备的机械变形会影响三维物体的成型精度。为了提高三维物体的成型精度，前常规的激光振镜校准方式为，在玻璃底板上贴上一层不透明的薄膜，通过激光振镜在薄膜上扫描出特定图案的阵列，然后通过移动机构带动图像采集模块或者扫描仪等方式，对薄膜上的图案进行坐标值检测，从而确定扫描图案的坐标值与预先设定值之间的偏差，通过该偏差对激光振镜进行校准。采用移动机构带动图像采集模块获取薄膜上的图案的方案，对移动机构的定位和控制精度要求极高，否则将影响检测精度，从而导致设备成本较高；而采用扫描仪获取薄膜上的图案的方案，对应成像部件以及移载机构的精度要求也较高，也同样会导致设备成本较高。因此现有技术有待于进一步改进。


技术实现要素：

4.本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术提供一种3d打印激光振镜校准系统，使用该校准系统对3d打印激光振镜校准时，对机械移动机构的定位及控制的精度要求不高，但依然能准确对3d打印激光振镜进行校准。
5.本发明解决上述第一个技术问题所采用的技术方案为：一种3d打印激光振镜校准系统，用于对3d打印激光振镜进行校准，其特征在于包括：
6.检测支撑板，用于固定待侧平板，待侧平板上设有3d打印激光振镜根据预存校准图案数据扫描出的校准图案；
7.标准对比板，与待侧平板尺寸相同，该标准对比板上制有与所述校准图案相同的标准比对图案；标准对比板叠放于所述待侧平板上；
8.检测模块，用于检测待侧平板上的校准图案与标准对比板上的标准比对图案之间的坐标偏差值；
9.移动定位模块，用来使检测模块移动定位到待侧平板和标准对比板的图案上方；
10.控制系统，与检测模块和移动定位模块通信连接；
11.所述3d打印激光振镜内预存有校准图案数据，当需要对3d打印激光振镜进行校准时，先利用3d打印激光振镜在待侧平板上扫描出校准图案；然后将待侧平板固定在检测支撑板上，同时将标准对比板叠放于所述待侧平板上；再然后，所述控制系统启动移动定位模
块和检测模块，利用移动定位模块驱使检测模块移动定位到待侧平板和标准对比板的图案上方，使检测模块检测得到待侧平板上的校准图案与标准对比板上的标准比对图案之间的坐标偏差值，将该坐标偏差值作为3d打印激光振镜的坐标偏差值发送至所述控制系统，利用该控制系统对3d打印激光振镜行校准。
12.所述的移动定位模块可以仅包括用于驱动检测支撑板移动的第一驱动模块；也可以仅包括用于驱动检测模块移动的第二驱动模块；还可以既包括用于驱动检测支撑板移动的第一驱动模块，又包括用于驱动检测模块移动的第二驱动模块。
13.所述检测模块包括图像检测模块和与图像检测模块连接的图像处理系统。
14.所述检测模块设置在检测支撑板上方；或所述检测模块设置在检测支撑板下方，此时所述检测支撑板为透明玻璃板。
15.所述标准对比板为透明玻璃板或不透明的薄膜。
16.所述校准图案和标准比对图案均为呈阵列排布的对比元素构成的图案，对比元素为圆点或圆圈或方形圈或三角形或“十”字形。
17.所述检测模块将待侧平板上单个对比元素图案逐一与标准对比板上位置对应的单个对比元素图案在同一个视野内进行成像，然后通过图像处理系统进行处理后，得到待侧平板上的校准图案与标准对比板上的标准比对图案之间的坐标偏差值，生成特定格式坐标偏差值数据包，将该数据包导入控制系统，利用控制系统对激光振镜的偏差进行自动校准。
18.所述检测支撑板的四周设有用于固定待侧平板和标准对比板的定位固定元件。
19.与现有技术相比，本发明的优点在于：通过预先制作标准对比板，每次需要对3d打印激光振镜进行校准时，先利用3d打印激光振镜在待侧平板上扫描出校准图案，将将标准对比板叠放于所述待侧平板上，利用检测模块检测得到待侧平板上的校准图案与标准对比板上的标准比对图案之间的坐标偏差值，由于同时测量了待侧平板上的校准图案与标准对比板上的标准比对图案，因此对移动定位模块的机械定位及控制的精度要求不高，只需要后期通过检测模块就能精确获取坐标偏差值，成本低，检测方便。
附图说明
20.图1为本发明实施例中3d打印激光振镜校准系统的立体结构示意图。
21.图2为本发明实施例中某一视野内标准对比板与待侧平板上对比元素图案成像示意图。
具体实施方式
22.以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
23.如图1所示的3d打印激光振镜校准系统，用于对3d打印激光振镜进行校准，其包括：
24.检测台1；
25.检测支撑板2，用于固定待侧平板3和标准对比板4，检测支撑板2的四周设有用于固定待侧平板3和标准对比板4的定位固定元件21；其中待侧平板3上设有3d打印激光振镜根据预存校准图案数据扫描出的校准图案；
26.标准对比板4，与待侧平板3尺寸相同，该标准对比板4上预先制有与所述校准图案相同的标准比对图案；标准对比板4叠放于所述待侧平板3上；
27.检测模块，用于检测待侧平板3上的校准图案与标准对比板4上的标准比对图案之间的坐标偏差值；检测模块包括图像检测模块51和与图像检测模块51连接的图像处理系统52，图像检测模块51为高清摄像头，图像处理系统52为内部运载有图像处理软件的控制器；
28.移动定位模块，包括与检测支撑板2连接的用于驱动检测支撑板2移动的第一驱动模块6，和与检测模块连接的用于驱动检测模块移动的第二驱动模块7；第一驱动模块6为设置在检测台1上的y轴位移装置，检测支撑板2设置在y轴位移装置上，能在y轴位移装置左右下沿检测台1的y轴移动；第二驱动模块7为设置在检测台1上的x轴位移装置，x轴位移装置通过龙门支架8连接在检测台1上，检测模块连接在x轴位移装置上，且检测模块位于检测支撑板2上方，检测模块能在x轴位移装置左右下沿检测台1的x轴移动，x轴与y轴f为相互垂直的两个方向；
29.控制系统，设置在检测台1内部，与检测模块、x轴位移装置和y轴位移装置通信连接；
30.所述3d打印激光振镜内预存有校准图案数据，当需要对3d打印激光振镜进行校准时，先利用3d打印激光振镜在待侧平板上扫描出校准图案；然后将待侧平板固定在检测支撑板上，同时将标准对比板叠放于所述待侧平板上；再然后，所述控制系统启动移动定位模块和检测模块，利用移动定位模块驱使检测模块移动定位到待侧平板和标准对比板的图案上方，使检测模块检测得到待侧平板上的校准图案与标准对比板上的标准比对图案之间的坐标偏差值，将该坐标偏差值作为3d打印激光振镜的坐标偏差值发送至所述控制系统，利用该控制系统对3d打印激光振镜行校准。
31.本实施例中，也可以将检测模块设置为扫描仪，将扫描仪设置在检测支撑板2下方，此时所述检测支撑板2为透明玻璃板。
32.标准对比板可以为透明玻璃板，也可以为不透明的薄膜。校准图案和标准比对图案均为呈阵列排布的对比元素构成的图案，对比元素为圆点或圆圈或方形圈或三角形或“十”字形。本实施例中，校准图案和标准比对图案均为呈阵列排布的圆点。
33.在对3d打印激光振镜进行校准过程中，控制系统控制检测模块和检测支撑板2分别在x轴方向和y轴方向移动，使检测模块的图像检测模块51逐一采集待侧平板和标准对比板上对应的单个对比元素，使待侧平板上单个对比元素图案逐一与标准对比板上位置对应的单个对比元素图案在同一个视野内进行成像，参加图2所示；然后通过图像处理系统52获取待侧平板3上对比元素图案的中心位置与标准对比板4上对应位置处的对比元素图案的中心位置之间的坐标偏差值，待所有对比元素图案中心位置的坐标偏差值都获取以后，生成特定格式坐标偏差值数据包，将该数据包导入控制系统，利用控制系统对激光振镜的偏差进行自动校准。

技术特征：
1.一种3d打印激光振镜校准系统，用于对3d打印激光振镜进行校准，其特征在于包括：检测支撑板，用于固定待侧平板，待侧平板上设有3d打印激光振镜根据预存校准图案数据扫描出的校准图案；标准对比板，与待侧平板尺寸相同，该标准对比板上制有与所述校准图案相同的标准比对图案；标准对比板叠放于所述待侧平板上；检测模块，用于检测待侧平板上的校准图案与标准对比板上的标准比对图案之间的坐标偏差值；移动定位模块，用来使检测模块移动定位到待侧平板和标准对比板的图案上方；控制系统，与检测模块和移动定位模块通信连接；所述3d打印激光振镜内预存有校准图案数据，当需要对3d打印激光振镜进行校准时，先利用3d打印激光振镜在待侧平板上扫描出校准图案；然后将待侧平板固定在检测支撑板上，同时将标准对比板叠放于所述待侧平板上；再然后，所述控制系统启动移动定位模块和检测模块，利用移动定位模块驱使检测模块移动定位到待侧平板和标准对比板的图案上方，使检测模块检测得到待侧平板上的校准图案与标准对比板上的标准比对图案之间的坐标偏差值，将该坐标偏差值作为3d打印激光振镜的坐标偏差值发送至所述控制系统，利用该控制系统对3d打印激光振镜行校准。2.根据权利要求1所述的振镜校准系统，其特征在于：所述的移动定位模块包括用于驱动检测支撑板移动的第一驱动模块；或，所述的移动定位模块包括用于驱动检测模块移动的第二驱动模块；或，所述的移动定位模块包括用于驱动检测支撑板移动的第一驱动模块和用于驱动检测模块移动的第二驱动模块。3.根据权利要求1所述的振镜校准系统，其特征在于：所述检测模块包括图像检测模块和与图像检测模块连接的图像处理系统。4.根据权利要求1所述的振镜校准系统，其特征在于：所述检测模块设置在检测支撑板上方；或所述检测模块设置在检测支撑板下方，此时所述检测支撑板为透明玻璃板。5.根据权利要求1所述的振镜校准系统，其特征在于：所述标准对比板为透明玻璃板或不透明的薄膜。6.根据权利要求5所述的振镜校准系统，其特征在于：所述校准图案和标准比对图案均为呈阵列排布的对比元素构成的图案，对比元素为圆点或圆圈或方形圈或三角形或“十”字形。7.根据权利要求6所述的振镜校准系统，其特征在于：所述检测模块将待侧平板上单个对比元素图案逐一与标准对比板上位置对应的单个对比元素图案在同一个视野内进行成像，然后通过图像处理系统进行处理后，得到待侧平板上的校准图案与标准对比板上的标准比对图案之间的坐标偏差值，生成特定格式坐标偏差值数据包，将该数据包导入控制系统，利用控制系统对激光振镜的偏差进行自动校准。8.根据权利要求1所述的振镜校准系统，其特征在于：所述检测支撑板的四周设有用于固定待侧平板和标准对比板的定位固定元件。

技术总结
本发明涉及一种3D打印激光振镜校准系统，其特征在于包括用于固定待侧平板的检测支撑板，待侧平板上设有3D打印激光振镜根据预存校准图案数据扫描出的校准图案；标准对比板，叠放于待侧平板上，制有与校准图案相同的标准比对图案；检测模块，用于检测待侧平板上的校准图案与标准对比板上的标准比对图案之间的坐标偏差值；移动定位模块，用来使检测模块移动定位到待侧平板和标准对比板的图案上方；控制系统，与检测模块和移动定位模块通信连接。与现有技术相比，本发明通过预先制作标准对比板，利用待侧平板上的校准图案与标准对比板上的标准比对图案进行对比获取坐标偏差值，对移动定位模块的机械定位及控制的精度要求不高，成本低，检测方便。检测方便。检测方便。


技术研发人员：张承宁 许培元 王磊 刘中祥
受保护的技术使用者：宁波微视智能科技有限公司
技术研发日：2023.06.21
技术公布日：2023/10/5