用于扫描系统的校准装置及其校准方法制造方法及图纸

一种用于扫描系统的校准装置及其校准方法，其中校准装置包括检测激光、控制系统以及设置于铺粉机构顶部并可沿与铺粉方向垂直的方向移动的光电位置传感器，光电位置传感器在控制系统的控制下依次移动于若干对应检测点，且当光电位置传感器移动于对应检测点的同时，通过控制扫描系统的偏转使得检测激光在扫描系统的偏转下入射该光电位置传感器，依次获取光电位置传感器的检测信息并根据检测信息对扫描系统进行校准。本发明专利技术仅需在现有铺粉机构上安装光电位置传感器，便可结合软件自动进行校准，不仅校准装置结构简单、成本低；而且避免了大量人工操作而引入的误差，即具有良好的稳定性及精度。

【技术实现步骤摘要】
用于扫描系统的校准装置及其校准方法
本专利技术涉及三维物体制造
，特别是涉及一种用于扫描系统的校准装置及其校准方法。
技术介绍
作为增材制造技术之一的选择性激光熔融技术，其基本过程是：供粉缸上升一个层厚以将一定量粉末送至工作区域，成型缸的活塞或基板下降一个层的厚度，铺粉机构将一层粉末材料平铺在成型缸的基板或已成型零件的上表面，振镜系统控制激光器按照该层的截面轮廓对实心部分粉末层进行扫描，使粉末熔化并与下面已成型的部分实现粘接。重复上述步骤，直至若干层扫描叠加以完成整个原型制造。在上述快速成型技术的扫描过程中，扫描系统根据分层切片信息精准控制镜片旋转角度以实现高能激光束达到指定位置，控制的精确性直接决定着成型零件的精细程度。目前，在扫描系统运行前一般需要经过大量调试工作以实现切片信息的高度还原，而扫描系统运行一定时长后受自身稳定性和外界环境因素的影响，定位精度可能产生一定变化，导致成型截面与切片信息出现一定偏差，进而影响成型件精度。因此，需要不定期对扫描的定位精度进行检测。传统的检测方法采用高能激光束在特制校准板上扫描固定形状，经扫描仪扫描并通过模块进行处理，输出图像文件进行前后比对以实现扫描位置校准。该方法使用的校准板在校准前需经过定位、调平等一系列复杂的操作，也仅在建造前进行一次校准，无法实现建造过程中的多次校准，且校准过程中采集信息往往通过人工测量，主观性较强，误差较大。
技术实现思路
基于此，本专利技术提供了一种结构简单、校准方便，且校准精确的用于扫描系统的校准装置及其校准方法。为实现了上述目的，本专利技术提供了一种用于扫描系统的校准装置，包括检测激光、控制系统以及设置于铺粉机构顶部并可沿与铺粉方向垂直的方向移动的光电位置传感器，所述光电位置传感器在控制系统的控制下依次移动于若干对应检测点，且当光电位置传感器移动于对应检测点的同时，通过控制扫描系统的偏转使得检测激光入射该光电位置传感器，依次获取光电位置传感器的检测信息并根据检测信息对扫描系统进行校准。作为本专利技术的进一步优选方案，所述扫描系统包括第一镜片和第二镜片。作为本专利技术的进一步优选方案，所述校准装置还包括能量衰减模块，用于对经过扫描系统之后，以及入射光电位置传感器之前的检测激光进行能量衰减。作为本专利技术的进一步优选方案，所述用于扫描系统的校准装置在建造前执行，或者在建造中的扫描完成后执行。作为本专利技术的进一步优选方案，所述校准装置还包括直线导轨、电机和滑块，所述直线导轨通过支撑架水平安装在铺粉机构的顶部，所述滑块在电机的驱动下可移动地安装在直线导轨上，所述光电位置传感器安装在滑块上。本专利技术还提供了一种上述任一项所述用于扫描系统的校准装置的校准方法，包括以下步骤：构建位于激光扫描平面上方且包括光电位置传感器移动位置的虚拟检测平面；光电位置传感器在控制系统的控制下依次移动于虚拟检测平面的若干对应检测点；且当光电位置传感器移动于对应检测点的同时，通过控制扫描系统的偏转使得检测激光入射该光电位置传感器，所述若干对应检测点与激光扫描平面中的若干目标检测点分别对应；依次获取光电位置传感器的检测信息并根据检测信息对扫描系统进行校准。作为本专利技术的进一步优选方案，依次获取光电位置传感器的检测信息并根据检测信息对扫描系统进行校准具体包括：依次获取光电位置传感器的在各个对应检测点的偏移量并分别判断对应检测点的偏移量是否大于或等于预设值，当某个对应检测点的偏移量大于或等于预设值时，通过该对应检测点的偏移量计算该对应检测点的补偿值，否则，确定该对应检测点的补偿值为0；将若干对应检测点的补偿值作为对应的若干目标检测点的补偿值；将若干目标检测点的补偿值通过拟合运算得到补偿集，该补偿集包括激光扫描平面中所有点分别对应的补偿量；当扫描系统接收到扫描指令时，控制系统控制扫描系统针对激光扫描平面中的每一点进行相应偏转以进行扫描，且激光扫描平面中每一点对应的扫描系统的偏转角为该点对应的扫描系统的理论偏转角与补偿量之和。作为本专利技术的进一步优选方案，通过该对应检测点的偏移量计算该对应检测点的补偿值具体包括：根据获取的光电位置传感器在对应检测点的偏移量得到该对应检测点对应的目标检测点在激光扫描平面的实际位置值；从预存的理论位置集中查找该目标检测点在激光扫描平面的实际位置值对应的理论偏转角并将该理论偏转角记作实际偏转角，同时从预存的理论位置集中查找该目标检测点在激光扫描平面的理论位置值对应的理论偏转角；将理论偏转角与对应的实际偏转角相减得到该对应检测点的补偿值。作为本专利技术的进一步优选方案，将若干目标检测点的补偿值通过拟合运算得到补偿集具体包括：将若干目标检测点的补偿值通过拟合运算得到激光扫描平面中不属于目标检测点的近似补偿值；将激光扫描平面中所有点的坐标位置以及分别对应的补偿值形成补偿集。本专利技术的用于扫描系统的校准装置，通过包括检测激光、控制系统以及设置于铺粉机构顶部并可沿与铺粉方向垂直的方向移动的光电位置传感器，所述光电位置传感器在控制系统的控制下依次移动于若干对应检测点，且当光电位置传感器移动于对应检测点的同时，通过控制扫描系统的偏转使得检测激光入射该光电位置传感器，依次获取光电位置传感器的检测信息并根据检测信息对扫描系统进行校准，使得本专利技术仅需在现有铺粉机构上安装光电位置传感器，便可结合软件自动进行校准，不仅校准装置结构简单、成本低；而且避免了大量人工操作而引入的误差，即具有良好的稳定性及精度。本专利技术的用于扫描系统的校准装置的校准方法，不仅具备用于扫描系统的校准装置的上述所有优点，而且，通过采用上述用于扫描系统的校准装置，使得该方法可在设备待机时执行，即设备建造之前执行，也可以在设备运行时执行，即设备建造中的扫描系统扫描之后执行，这样使得本专利技术校准方法可根据需要随时启动校准，即更灵活，更便捷且操作更方便；另外，本专利技术的校准方法是对激光烧结平面的具体检测点进行修正，并不针对扫描形状及轨迹，这样可随着检测点的数量增加，幅面定位精度提高，扫描过程更为稳定，切片信息细节的还原更为精准，相应的成型尺寸控制更加准确。附图说明图1为本专利技术提供的一实施例的用于扫描系统的校准装置的结构示意图；图2为本专利技术提供的一实施例的用于扫描系统的校准装置的校准方法的方法流程图；图3为本专利技术提供的一优选实施例的用于扫描系统的校准装置的校准方法的方法流程图。图中标号：1、铺粉机构，2、直线导轨，3、滑块，4、光电位置传感器，5、虚拟检测平面，6、成型区域，7、检测激光，8、扫描系统，9、控制系统。具体实施方式为了便于理解本专利技术，下面将对本专利技术进行更全面的描述，并给出了本专利技术的较佳实施例。但是，本专利技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本专利技术的公开内容的理解更加透彻全面。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于扫描系统的校准装置，其特征在于，包括检测激光、控制系统以及设置于铺粉机构顶部并可沿与铺粉方向垂直的方向移动的光电位置传感器，所述光电位置传感器在控制系统的控制下依次移动于若干对应检测点，且当光电位置传感器移动于对应检测点的同时，通过控制扫描系统的偏转使得检测激光在扫描系统的偏转下入射该光电位置传感器，依次获取光电位置传感器的检测信息并根据检测信息对扫描系统进行校准。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于扫描系统的校准装置，其特征在于，包括检测激光、控制系统以及设置于铺粉机构顶部并可沿与铺粉方向垂直的方向移动的光电位置传感器，所述光电位置传感器在控制系统的控制下依次移动于若干对应检测点，且当光电位置传感器移动于对应检测点的同时，通过控制扫描系统的偏转使得检测激光在扫描系统的偏转下入射该光电位置传感器，依次获取光电位置传感器的检测信息并根据检测信息对扫描系统进行校准。


2.如权利要求1所述的用于扫描系统的校准装置，其特征在于，所述扫描系统包括第一镜片和第二镜片。


3.如权利要求1所述的用于扫描系统的校准装置，其特征在于，所述校准装置还包括能量衰减模块，用于对经过扫描系统之后，以及入射光电位置传感器之前的检测激光进行能量衰减。


4.如权利要求1所述的用于扫描系统的校准装置，其特征在于，所述用于扫描系统的校准装置在建造前执行，或者在建造中的扫描完成后执行。


5.如权利要求1至4任一项所述的用于扫描系统的校准装置，其特征在于，所述校准装置还包括直线导轨、电机和滑块，所述直线导轨通过支撑架水平安装在铺粉机构的顶部，所述滑块在电机的驱动下可移动地安装在直线导轨上，所述光电位置传感器安装在滑块上。


6.一种权利要求1至5任一项用于扫描系统的校准装置的校准方法，其特征在于，包括以下步骤：
构建位于激光扫描平面上方且包括光电位置传感器移动位置的虚拟检测平面；
光电位置传感器在控制系统的控制下依次移动于虚拟检测平面的若干对应检测点；且当光电位置传感器移动于对应检测点的同时，通过控制扫描系统的偏转使得检测激光入射该光电位置传感器，所述若干对应检测点与激光扫描平面中的若干目标检测点分别对应；
依次获取光电位置传感器的检测信息并根据检测信息对扫描系统进行校准。
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【专利技术属性】
技术研发人员：彭伟，姜源源，鲍光，
申请(专利权)人：湖南华曙高科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43