CN108213433A - Slm打印控制系统 - Google Patents

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陆忠华
彭丰
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徐兴昌
桂鹏
吴锦淼
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Abstract

本发明公开了SLM打印控制系统，包括：分别通过PROFINET(以太网)通讯总线相连的PLC控制系统、俩轴振镜扫描系统、供粉缸伺服电机、成型缸伺服电机、铺粉刮刀伺服电机以及激光器；其中，PLC控制系统为为总控制中心，用于控制各个模块的协调工作，PC上位机通过RTC4控制卡控制俩轴振镜扫描系统，PLC控制系统通过供粉缸伺服电机向工作台上供粉，成型缸伺服电机启动用于驱动成型腔下降，然后铺粉刮刀伺服电机用于将工作台上的原料粉末均匀地铺设在成型腔上。该SLM打印控制系统克服现有技术中的SLM打印机控制系统控制精度差，在使用过程中会影响打印产品的质量，而且在使用时系统容易产生故障的问题。

Description

SLM打印控制系统
技术领域
本发明涉及SLM打印控制领域，具体地，涉及一种SLM打印控制系统。
背景技术
选择性激光熔化(简称SLM)是一种被广泛应用的快速成型技术，其以金属粉末材料为原料，采用激光对三维实体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。
SLM打印机中需要控制系统控制各个模块之前的工作，从而实现自动打印过程，但是现有技术中的SLM打印机控制系统控制精度差，在使用过程中会影响打印产品的质量，而且在使用时系统容易产生故障。
因此，提供一种在使用过程中可以有效地控制SLM打印机有序地工作，而且精度好，稳定性高，打印产品的合格率高的SLM打印控制系统是本发明亟需解决的问题。
发明内容
针对上述技术问题，本发明的目的是克服现有技术中的SLM打印机控制系统控制精度差，在使用过程中会影响打印产品的质量，而且在使用时系统容易产生故障的问题，从而提供一种在使用过程中可以有效地控制SLM打印机有序地工作，而且精度好，稳定性高，打印产品的合格率高的SLM打印控制系统。
为了实现上述目的，本发明提供了SLM打印控制系统，所述SLM打印控制系统包括：分别通过PROFINET(以太网)通讯总线相连的PLC控制系统、俩轴振镜扫描系统、供粉缸伺服电机、成型缸伺服电机、铺粉刮刀伺服电机以及激光器；其中，所述PLC控制系统为为总控制中心，用于控制各个模块的协调工作，PC上位机通过RTC4控制卡控制所述俩轴振镜扫描系统，从而控制所述激光器在工作台上的打印位置，完成一层打印后，所述PLC控制系统通过所述供粉缸伺服电机向工作台上供粉，所述成型缸伺服电机启动用于驱动成型腔下降，然后所述铺粉刮刀伺服电机用于将工作台上的原料粉末均匀地铺设在成型腔上，所述PC上位机亟需控制所述俩轴振镜扫描系统进行下一层激光打印，每层的打印过程相同，一层层的打印实现产品成型。
优选地，所述SLM打印控制系统还包括：相互连接的气体循环系统以及循环风机，所述气体循环系统还与通过PROFINET通讯总线与所述PLC控制系统相连；其中，所述气体循环系统用于将打印机腔体内部的空气质量进行检测，从而保证所述打印机腔体内部的空气质量，所述循环风机为所述气体循环系统地执行机构，用于对所述打印机腔体内部的空气进行循环处理。
优选地，所述气体循环系统包括：可吸入颗粒物检测模块、气体成分检测模块以及控制器，所述可吸入颗粒物检测模块用于检测所述打印机腔体内部的空气中的可吸入颗粒物含量，所述保护气体含量检测模块用于检测所述打印机腔体内部的空气的气体成分，从而得出保护气体的含量，当检测的可吸入颗粒物含量高于预设值或者检测的保护气体的含量小于预设值时，所述控制器控制所述循环风机启动，从而对所述打印机腔体内部的空气进行更换处理。
优选地，所述供粉缸伺服电机、所述成型缸伺服电机以及所述铺粉刮刀伺服电机分别连接有伺服驱动器，且所述伺服驱动器都使用SIEMENS V90型伺服驱动器。
优选地，所述激光器使用IPG大功率光纤激光器，所述激光器与所述俩轴振镜扫描系统之间通过光纤传输。
优选地，所述SLM打印控制系统还包括电源，所述电源与所述PLC控制系统相连，用于提供所述PLC控制系统所需工作电压。
优选地，所述电源的电压为23-25V。
优选地，所述电源的电压为24V。
根据上述技术方案，本发明提供的SLM打印控制系统在使用时，所述PLC控制系统为为总控制中心，用于控制各个模块的协调工作，PC上位机通过RTC4控制卡控制所述俩轴振镜扫描系统，从而控制所述激光器在工作台上的打印位置，完成一层打印后，所述PLC控制系统通过所述供粉缸伺服电机向工作台上供粉，所述成型缸伺服电机启动用于驱动成型腔下降，然后所述铺粉刮刀伺服电机用于将工作台上的原料粉末均匀地铺设在成型腔上，所述PC上位机亟需控制所述俩轴振镜扫描系统进行下一层激光打印，每层的打印过程相同，一层层的打印实现产品成型，本发明的SLM打印控制系统克服现有技术中的SLM打印机控制系统控制精度差，在使用过程中会影响打印产品的质量，而且在使用时系统容易产生故障的问题。
本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是本发明的一种优选的实施方式中提供的SLM打印控制系统的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
如图1所示，本发明提供了一种SLM打印控制系统，所述SLM打印控制系统包括：分别通过PROFINET(以太网)通讯总线相连的PLC控制系统、俩轴振镜扫描系统、供粉缸伺服电机、成型缸伺服电机、铺粉刮刀伺服电机以及激光器；其中，所述PLC控制系统为为总控制中心，用于控制各个模块的协调工作，PC上位机通过RTC4控制卡控制所述俩轴振镜扫描系统，从而控制所述激光器在工作台上的打印位置，完成一层打印后，所述PLC控制系统通过所述供粉缸伺服电机向工作台上供粉，所述成型缸伺服电机启动用于驱动成型腔下降，然后所述铺粉刮刀伺服电机用于将工作台上的原料粉末均匀地铺设在成型腔上，所述PC上位机亟需控制所述俩轴振镜扫描系统进行下一层激光打印，每层的打印过程相同，一层层的打印实现产品成型。
根据上述技术方案，本发明提供的SLM打印控制系统在使用时，所述PLC控制系统为为总控制中心，用于控制各个模块的协调工作，PC上位机通过RTC4控制卡控制所述俩轴振镜扫描系统，从而控制所述激光器在工作台上的打印位置，完成一层打印后，所述PLC控制系统通过所述供粉缸伺服电机向工作台上供粉，所述成型缸伺服电机启动用于驱动成型腔下降，然后所述铺粉刮刀伺服电机用于将工作台上的原料粉末均匀地铺设在成型腔上，所述PC上位机亟需控制所述俩轴振镜扫描系统进行下一层激光打印，每层的打印过程相同，一层层的打印实现产品成型，本发明的SLM打印控制系统克服现有技术中的SLM打印机控制系统控制精度差，在使用过程中会影响打印产品的质量，而且在使用时系统容易产生故障的问题。
本发明为了进一步提供打印产品的质量，在本发明的一种优选的实施方式中，所述SLM打印控制系统还包括：相互连接的气体循环系统以及循环风机，所述气体循环系统还与通过PROFINET通讯总线与所述PLC控制系统相连；其中，所述气体循环系统用于将打印机腔体内部的空气质量进行检测，从而保证所述打印机腔体内部的空气质量，所述循环风机为所述气体循环系统地执行机构，用于对所述打印机腔体内部的空气进行循环处理。
在本发明的一种优选的实施方式中，所述气体循环系统包括：可吸入颗粒物检测模块、气体成分检测模块以及控制器，所述可吸入颗粒物检测模块用于检测所述打印机腔体内部的空气中的可吸入颗粒物含量，所述保护气体含量检测模块用于检测所述打印机腔体内部的空气的气体成分，从而得出保护气体的含量，当检测的可吸入颗粒物含量高于预设值或者检测的保护气体的含量小于预设值时，所述控制器控制所述循环风机启动，从而对所述打印机腔体内部的空气进行更换处理。因为SLM打印机为金属打印机，其原料粉末为金属粉末，容易氧化而损坏，在使用过程中需要冲入保护气体(例如氮气)，但是随着打印地进行，内部的保护气体可能流失，从而原料粉末得不到保护，本发明中利用所述保护气体含量检测模块监测所述打印机腔体内部的保护气体含量，从而及时地冲入保护气体，防止影响打印产品的质量。
在本发明的一种优选的实施方式中，所述供粉缸伺服电机、所述成型缸伺服电机以及所述铺粉刮刀伺服电机分别连接有伺服驱动器，且所述伺服驱动器都使用SIEMENSV90型伺服驱动器，从而使得三个伺服电机稳定地工作。
在本发明的一种优选的实施方式中，所述激光器使用IPG大功率光纤激光器，所述激光器与所述俩轴振镜扫描系统之间通过光纤传输，该传输方式的传输速度快，精度高，且所述IPG大功率光纤激光器的工作效率高，打印的产品质量也高。
在本发明的一种优选的实施方式中，所述SLM打印控制系统还包括电源，所述电源与所述PLC控制系统相连，用于提供所述PLC控制系统所需工作电压。
在本发明的一种优选的实施方式中，所述电源的电压为23-25V。
在本发明的一种优选的实施方式中，所述电源的电压为24V。
以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (8)

1.一种SLM打印控制系统，其特征在于，所述SLM打印控制系统包括：分别通过PROFINET(以太网)通讯总线相连的PLC控制系统、俩轴振镜扫描系统、供粉缸伺服电机、成型缸伺服电机、铺粉刮刀伺服电机以及激光器；其中，
所述PLC控制系统为总控制中心，用于控制各个模块的协调工作，PC上位机通过RTC4控制卡控制所述俩轴振镜扫描系统，从而控制所述激光器在工作台上的打印位置，完成一层打印后，所述PLC控制系统通过所述供粉缸伺服电机向工作台上供粉，所述成型缸伺服电机启动用于驱动成型腔下降，然后所述铺粉刮刀伺服电机用于将工作台上的原料粉末均匀地铺设在成型腔上，所述PC上位机亟需控制所述俩轴振镜扫描系统进行下一层激光打印，每层的打印过程相同，一层层的打印实现产品成型。
2.根据权利要求1所述的SLM打印控制系统，其特征在于，所述SLM打印控制系统还包括：相互连接的气体循环系统以及循环风机，所述气体循环系统还与通过PROFINET通讯总线与所述PLC控制系统相连；其中，
所述气体循环系统用于将打印机腔体内部的空气质量进行检测，从而保证所述打印机腔体内部的空气质量，所述循环风机为所述气体循环系统地执行机构，用于对所述打印机腔体内部的空气进行循环处理。
3.根据权利要求2所述的SLM打印控制系统，其特征在于，所述气体循环系统包括：可吸入颗粒物检测模块、气体成分检测模块以及控制器，所述可吸入颗粒物检测模块用于检测所述打印机腔体内部的空气中的可吸入颗粒物含量，所述保护气体含量检测模块用于检测所述打印机腔体内部的空气的气体成分，从而得出保护气体的含量，当检测的可吸入颗粒物含量高于预设值或者检测的保护气体的含量小于预设值时，所述控制器控制所述循环风机启动，从而对所述打印机腔体内部的空气进行更换处理。
4.根据权利要求1所述的SLM打印控制系统，其特征在于，所述供粉缸伺服电机、所述成型缸伺服电机以及所述铺粉刮刀伺服电机分别连接有伺服驱动器，且所述伺服驱动器都使用SIEMENS V90型伺服驱动器。
5.根据权利要求1所述的SLM打印控制系统，其特征在于，所述激光器使用IPG大功率光纤激光器，所述激光器与所述俩轴振镜扫描系统之间通过光纤传输。
6.根据权利要求1所述的SLM打印控制系统，其特征在于，所述SLM打印控制系统还包括电源，所述电源与所述PLC控制系统相连，用于提供所述PLC控制系统所需工作电压。
7.根据权利要求6所述的SLM打印控制系统，其特征在于，所述电源的电压为23-25V。
8.根据权利要求7所述的SLM打印控制系统，其特征在于，所述电源的电压为24V。
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