一种用于制造三维物体的扫描单元的实时检测方法和系统技术方案

本发明专利技术提供了用于制造三维物体的扫描单元的实时检测方法和系统，对扫描单元完成校准后，控制单元控制扫描单元的聚焦位置跳转至光电检测单元的检测幅面中心位置，保存该位置为标准位置，控制单元控制激光单元发射激光束，光电检测单元将初始烧结层和非初始烧结层的标准位置光斑位置数据发送给控制单元保存并进行比较，其中，当控制单元接收数据前，进行光电检测单元故障判定，光斑位置数据为光斑中心X、Y坐标值和光斑半径，当初始烧结层和非初始烧结层标准位置的光斑位置数据差值在设定误差范围内，判断扫描单元正常工作，否则，判断扫描单元故障。通过该系统在三维加工制造过程中实时检测振镜工作状态，实时反映三维建造过程中工件加工质量。

【技术实现步骤摘要】
一种用于制造三维物体的扫描单元的实时检测方法和系统
本专利技术涉及增材制造
，具体涉及一种用于制造三维物体的扫描单元的实时检测方法和系统。
技术介绍
选择性固化粉末增材制造技术是快速成型技术之一，其以粉末材料为原料，采用激光或其他能量源对三维实体制件的截面进行逐层扫描完成原型制造，不受零件形状复杂程度的限制，不需要任何的工装模具，应用范围广。在扫描过程中需要定位装置来实现激光或其他能量源的精确定位。振镜就是目前使用最广的一种定位装置，作为3D打印设备的核心部件之一，振镜的性能与稳定性直接影响3D打印的最终效果。目前行业内少有对打印过程中振镜故障或性能判定的装置，大都通过视频监控振镜扫描图像或者人为监视烧结效果来判断振镜是否在打印中突然不动作，或者动作有异常，无法对振镜实时定位精度进行检测，无法在建造过程中实时判断振镜是否出现故障并及时终止建造，无法反映三维建造过程中工件的加工质量。
技术实现思路
针对现有技术存在的上述技术问题，本专利技术提供了一种用于制造三维物体的扫描单元的实时检测方法和系统，通过该系统在三维加工制造过程中实时检测振镜的工作状态，能够判断振镜是否出现某一个轴不运动，或者定位不准、温漂等问题，在建造过程中实时判断振镜是否出现故障并及时终止建造，实时反映三维建造过程中工件的加工质量。为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种用于制造三维物体的扫描单元的实时检测方法，对扫描单元完成校准后，所述控制单元控制扫描单元的聚焦位置跳转至光电检测单元的检测幅面中心位置，保存该位置为标准位置，控制单元控制激光单元发射激光束，光电检测单元将初始烧结层和非初始烧结层的标准位置的光斑位置数据发送给控制单元保存并进行比较，其中，当所述控制单元接收数据前，进行光电检测单元故障判定，所述光斑位置数据为光斑中心的X、Y坐标值和光斑半径，当初始烧结层和非初始烧结层的标准位置的光斑位置数据差值在设定误差范围内，判断扫描单元正常工作，否则，判断扫描单元故障。作为本专利技术的进一步优选方案，所述初始烧结层标准位置的光斑位置数据为光斑中心坐标值(X0，Y0)和光斑半径R0，所述非初始烧结层的标准位置的光斑位置数据为光斑中心坐标值(Xn，Yn)和光斑半径Rn，初始烧结层和非初始烧结层的标准位置的光斑位置数据差值为dX＝Xn-X0，dY＝Yn-Y0，dR＝Rn-R0。作为本专利技术的进一步优选方案，所述非初始烧结层至少为一层。作为本专利技术的进一步优选方案，所述光电检测单元的数量为一个或多个。作为本专利技术的进一步优选方案，所述光电检测单元的故障判定方法为：当所述光电检测单元的数量为一个且检测到光斑位置数据时，判定光电检测单元正常。作为本专利技术的进一步优选方案，所述光电检测单元的故障判定方法为：所述光电检测单元的故障判定方法为：当所述光电检测单元的数量为一个且无法检测到光斑位置数据时，扫描单元的X轴或者Y出现定位误差过大，导致光斑无法定位在光电检测单元上；或者扫描单元的X轴或Y轴出现无法运动的现象；或者光电检测单元自身故障导致无法检测到光斑位置信息。作为本专利技术的进一步优选方案，所述光电检测单元的故障判定方法为：当所述光电检测单元的数量为多个且都检测到光斑位置数据时，判定光电检测单元正常。作为本专利技术的进一步优选方案，所述光电检测单元的故障判定方法为：当所述光电检测单元的数量为多个且其中至少一个光电检测单元无法检测到光斑位置数据时，每个所述扫描单元的故障情况判断方法如下：若其余光电检测单元均检测到的光斑位置信息，并且比较的数值均在允许范围内，判定无法检测到光斑位置数据的光电检测单元自身故障。本专利技术还提供一种用于制造三维物体的扫描单元的实时检测系统，包括控制单元、激光单元、扫描单元和光电检测单元，用于实现如所述的用于制造三维物体的扫描单元的实时检测方法。作为本专利技术的进一步优选方案，所述光电检测单元设于成型区域边界的位置，与成型区域在同一平面，并在扫描单元的最大扫描范围内。本专利技术提供了一种用于制造三维物体的扫描单元的实时检测方法和系统，通过该系统在三维加工制造过程中实时检测振镜的工作状态，能够判断振镜是否出现某一个轴不运动，或者定位不准、温漂等问题，在建造过程中实时判断振镜是否出现故障并及时终止建造，实时反映三维建造过程中工件的加工质量。附图说明图1为一实施例中一种用于制造三维物体的扫描单元的实时检测系统的结构示意图；图2为一实施例中一种用于制造三维物体的扫描单元的实时检测方法的原理示意图；图3为一实施例中一种用于制造三维物体的扫描单元的实时检测方法的又一原理示意图；图4为一实施例中一种用于制造三维物体的扫描单元的实时检测系统的又一结构示意图附图标记：1、控制单元；2、激光单元；3、扫描单元；4、第一光电检测单元；5、成型区域；6、第二光电检测单元；7、第三光电检测单元；8、标准光斑；9、第一检测光斑；10、第二检测光斑。具体实施方式为了便于理解本专利技术，下面结合附图和具体实施例，对本专利技术进行更详细的说明。需要说明的是，当元件被表述“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。当一个元件被表述“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。本说明书所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本说明书中在本专利技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是用于限制本专利技术。本说明书所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。在本专利技术中，一种用于制造三维物体的扫描单元的实时检测方法，对扫描单元完成校准后，控制单元控制扫描单元的聚焦位置跳转至光电检测单元的检测幅面中心位置，保存该位置为标准位置，控制单元控制激光单元发射激光束，光电检测单元将初始烧结层和非初始烧结层的标准位置的光斑位置数据发送给控制单元保存并进行比较，其中，当控制单元接收数据前，进行光电检测单元故障判定，光斑位置数据为光斑中心的X、Y坐标值和光斑半径，当初始烧结层和非初始烧结层的标准位置的光斑位置数据差值在设定误差范围内，判断扫描单元正常工作，否则，判断扫描单元故障。作为本专利技术的进一步优选方案，初始烧结层标准位置的光斑位置数据为光斑中心坐标值(X0，Y0)和光斑半径R0，非初始烧结层的标准位置的光斑位置数据为光斑中心坐标值(Xn，Yn)和光斑半径Rn，初始烧结层和非初始烧结层的标准位置的光斑位置数据差值为dX＝Xn-X0，dY＝Yn-Y0，dR＝Rn-R0。作为本专利技术的进一步优选方案，非初始烧结层至少为一层。作为本专利技术的进一步优选方案，光电检测单元的数量为一个或多个。作为本专利技术的进一步优选方案，所述光电检测单元的故障判定方法为：当所述光电检测单元的数量为一个本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于制造三维物体的扫描单元的实时检测方法，其特征在于，对扫描单元完成校准后，控制单元控制扫描单元的聚焦位置跳转至光电检测单元的检测幅面中心位置，保存该位置为标准位置，控制单元控制激光单元发射激光束，光电检测单元将初始烧结层和非初始烧结层的标准位置的光斑位置数据发送给控制单元保存并进行比较，其中，当所述控制单元接收数据前，进行光电检测单元故障判定，所述光斑位置数据为光斑中心的X、Y坐标值和光斑半径，当初始烧结层和非初始烧结层的标准位置的光斑位置数据差值在设定误差范围内，判断扫描单元正常工作，否则，判断扫描单元故障。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于制造三维物体的扫描单元的实时检测方法，其特征在于，对扫描单元完成校准后，控制单元控制扫描单元的聚焦位置跳转至光电检测单元的检测幅面中心位置，保存该位置为标准位置，控制单元控制激光单元发射激光束，光电检测单元将初始烧结层和非初始烧结层的标准位置的光斑位置数据发送给控制单元保存并进行比较，其中，当所述控制单元接收数据前，进行光电检测单元故障判定，所述光斑位置数据为光斑中心的X、Y坐标值和光斑半径，当初始烧结层和非初始烧结层的标准位置的光斑位置数据差值在设定误差范围内，判断扫描单元正常工作，否则，判断扫描单元故障。


2.根据权利要求1所述的用于制造三维物体的扫描单元的实时检测方法，其特征在于，所述初始烧结层标准位置的光斑位置数据为光斑中心坐标值(X0，Y0)和光斑半径R0，所述非初始烧结层的标准位置的光斑位置数据为光斑中心坐标值(Xn，Yn)和光斑半径Rn，初始烧结层和非初始烧结层的标准位置的光斑位置数据差值为dX＝Xn-X0，dY＝Yn-Y0，dR＝Rn-R0。


3.根据权利要求2所述的用于制造三维物体的扫描单元的实时检测方法，其特征在于，所述非初始烧结层至少为一层。


4.根据权利要求3所述的用于制造三维物体的扫描单元的实时检测方法，其特征在于，所述光电检测单元的数量为一个或多个。


5.根据权利要求4所述的用于制造三维物体的扫描单元的实时检测方法，其特征在于，所述光电检测单元的故障判定方法为：当所述光电检测单元的数量为一个且检测到光斑位置数据...

【专利技术属性】
技术研发人员：王鹏飞，陈虎清，梁冬生，
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