基于激光超声及振镜协同的金属增材同步检测系统技术方案

本申请公开一种基于激光超声及振镜协同的金属增材同步检测系统，包括：机械制造组件、超声激励模块、超声检测模块和显示控制模块；其中，机械制造组件包括相互电连接的机械手和机械手控制柜，机械手的操作端设置有用于打印或修复的加工头；超声激励模块包括超声激励探头，超声激励探头包括设置在机械手操作端的扫描振镜和场镜，用于实现激励光束在工件表面的二维扫查；超声检测模块包括设置在机械手操作端的超声检测探头，超声检测探头用于接收超声表面波信号和超声体波信号，并传输至显示控制模块的工控机，由工控机输出检测结果。本申请提供的系统协同调控机械制造组件和超声检测模块，实现在线检测与增材制造装备的一体化集成。成。成。

【技术实现步骤摘要】
基于激光超声及振镜协同的金属增材同步检测系统


[0001]本申请涉及增材制造过程在线检测
，具体的涉及一种基于激光超声及振镜协同的金属增材同步检测系统。

技术介绍

[0002]金属增材制造技术近几年发展较快，目前该技术所应用的材料种类已经涵盖不锈钢、高温合金、铝合金、钛合金和梯度材料等，在医疗、汽车、核电及航空航天等领域具有广阔的技术产业化应用前景。
[0003]由于在增材制造过程中，金属材料会经历快速反复熔凝以及复杂的传热相变过程，因为会导致采用金属增材制造技术所得的增材制造件组织各向异性明显，易使增材制造件出现孔隙、未熔合或裂纹，且存在残余应力等缺陷。
[0004]为促进金属增材制造技术的推广应用，可以将增材制造件的质量监测前移到3D打印过程中，以实现不同冶金特征的无损检测，并基于检测信息反馈实现3D打印工艺在线闭环调控，降低3D打印金属件产品报废率，提高3D打印制件生产效率、提升产品质量。
[0005]现有增材制造在线检测主要基于激光超声检测技术，采用超声波检测缺陷的同时对制件温度采用红外测温仪进行实时检测。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于激光超声及振镜协同的金属增材同步检测系统，其特征在于，包括：机械制造组件(1)，包括相互电连接的机械手(11)和机械手控制柜(12)；所述机械手(11)的操作端设置有加工头(111)；所述加工头(111)的下方设有用于盛放工件的工作台(13)；超声激励模块(2)，包括超声激励探头(24)；所述超声激励探头(24)用于发出脉冲激励激光束，在所述工作台(13)上的工件表面及内部激发超声表面波信号和超声体波信号；所述超声激励探头(24)包括设置在所述机械手(11)操作端的扫描振镜(244)和场镜(245)；超声检测模块(3)，包括设置在所述机械手(11)操作端的超声检测探头(34)；所述超声检测探头(34)用于获取来自所述工作台(13)上工件的超声表面波信号和超声体波信号；显示控制模块(4)，包括与所述超声激励模块(2)电连接的控制板卡(41)，与所述超声检测模块(3)电连接的采集卡(42)，以及，分别与所述控制板卡(41)、采集卡(42)、机械手控制柜(12)电连接的工控机(43)；所述控制板卡(41)被配置为根据所述工控机(43)的控制指令控制所述超声激励模块(2)开启或关闭，实现激励光束在工件表面的二维扫查；还被配置为当所述超声激励模块(2)开启时向所述采集卡(42)发送同步触发信号；所述采集卡(42)被配置为根据所述同步触发信号控制所述超声检测模块(3)获取超声表面波信号和超声体波信号，并将获取到的超声信号发送至所述工控机(43)；所述工控机(43)被配置为向所述机械手控制柜(12)发送增材制造或超声检测的控制指令，并根据发送控制指令的类型，相应生成对所述采集卡(42)以及控制板卡(41)的控制指令；还被配置为根据所述采集卡(42)发送的超声信号生成检测结果。2.根据权利要求1所述的金属增材同步检测系统，其特征在于，所述超声激励探头(24)还包括准直镜(241)、扩束镜(242)、反射镜(243)；所述准直镜(241)与所述扩束镜(242)相连，所述扩束镜(242)的光出口位于所述反射镜(243)的正上方，所述扫描振镜(244)的光入口接收所述反射镜(243)的反射光线；所述控制板卡(41)与所述扫描振镜(244)连接，用于控制所述扫描振镜(244)的扫描运动。3.根据权利要求2所述的金...

【专利技术属性】
技术研发人员：白雪，许万卫，马健，陈建伟，刘帅，郭锐，宋江峰，王贺，吴宏勤，潘京伦，
申请(专利权)人：山东省科学院激光研究所，
类型：新型
国别省市：