CN112810137A - 一种用于激光粉末床熔融设备扫描振镜校正方法和系统 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例提供的一种用于激光粉末床熔融设备扫描振镜校正方法和系统，该方法包括：制作带刻度标定点的透明标准标定板；为固定在振镜扫描平面上预设大小的测试纸打标；对齐所述透明标准标定板与打标测试纸的中心点和中心线；比较对齐后透明标准标定板与打标测试纸上对应各标定点之间的位置误差；根据所述位置误差对扫描振镜进行校正。本发明提出的带刻度标定点以及包含这种类型标定点的透明标定标准板，可在在不配备CCD图像采集模块的条件下，快速测量标定测试点的坐标误差，且通过本发明提供方法进行循环校正后振镜扫描精度可达到0.1mm，节约了激光粉末床熔融设备研制及调试过程CCD图像采集设备投入，具有一定经济性。

Description

一种用于激光粉末床熔融设备扫描振镜校正方法和系统
技术领域
本发明涉及激光粉末床熔融设备扫描振镜校正技术领域，具体涉及一种用于激光粉末床熔融设备扫描振镜校正方法和系统。
背景技术
激光粉末床熔融设备通常是通过扫描振镜控制激光运动实现粉末选择性熔化进行零件成形，由于振镜是通过电机运动控制激光运动的方式工作，安装误差、环境干扰及长时间工作后产生的偏差导致振镜扫描区域中的加工图形有各种变形失真，影响零件成形精度。此时需要对振镜进行校正。
传统技术是在校正测试板上打矩阵十字交叉标定点后，通过人工测量并计算出理论与实际的偏差，再通过补偿计算软件生成校正文件，这种方法不但费时，多点测量也容易出现累计误差，导致校准精度不够。
公开日为2009年8月26日，申请号为200910105786.2的中国发明专利申请公开了一种振镜校正系统及校正方法，该方法用CCD图像采集装置对矩阵标定点进行定位，用校正处理模块输出振镜用的补偿文件，由于CCD图像采集装置的镜头畸变导致每个标记点的位置偏差计算误差比较大，进而对振镜校正造成影响，且CCD图像采集装置成本较高。现有技术如，公开日为2011年08月17日，申请号为201110061492.1的中国发明专利申请公开了一种精密的振镜校正系统及校正方法，该方法通过在标定点平板底部增加精密二维运动平台的方式，消除CCD图像采集装置的镜头畸变误差，提高了校准精度，但该方法需定制专用运动平台和CCD图像采集装置，使用成本较高。公开日为2017年06月27日，申请号为201710120498.9的中国发明专利申请公开了一种自动激光扫描振镜校正设备及激光振镜设备，该设备采用线性导轨控制扫描头实现大面积矩阵标靶图像高精度采集。该装置只能应用于特定的设备且与定制线性导轨和扫描头。
然而传统人工技术低效且费时，现有技术需要制作成本较高的CCD图像采集装置，成本较高。
发明内容
为了解决现有技术中存在的制作成本高的问题，本发明实施例提供一种用于激光粉末床熔融设备扫描振镜校正方法和系统。该方法采用带刻度的标定点，通过振镜扫描打标该带刻度的标定点，通过透明标准标定板与测试标定板对比快速测量各点误差，从而根据该误差对扫描振镜校正的目的。其具体技术方案如下：
本发明实施例提供的一种用于激光粉末床熔融设备扫描振镜校正方法，包括步骤：
制作带刻度标定点的透明标准标定板；
为固定在振镜扫描平面上预设大小的测试纸打标；
对齐所述透明标准标定板与打标测试纸的中心点和中心线；
比较对齐后透明标准标定板与打标测试纸上对应各标定点之间的位置误差；
根据所述位置误差对扫描振镜进行校正。
进一步的，所述根据所述位置误差对扫描振镜进行校正包括：
将对比得到的各标定点之间的位置误差与预设的误差阈值进行比较；
若所述位置误差不小于所述预设的误差阈值，则对扫描振镜继续进行校正，直到所述位置误差小于所述预设的误差阈值，停止校正。
进一步的，所述制作带刻度标定点的透明标准标定板包括步骤：
根据扫描振镜的扫描范围，确定需要校正的标定点的数量；
为确定的所述标定点标定刻度线；
采用透明质材料带刻度线的标定点的标准标定板。
进一步的，所述标定点带刻度呈矩阵状，且所述标定点的个数不少于5×5个，标定点行、列数均为基数。
进一步的，所述透明质材料包括玻璃、塑料。
本发明实施例的第二方面提供一种用于激光粉末床熔融设备扫描振镜校正系统，包括：
制作模块，用于制作带刻度标定点的透明标准标定板；
打标模块，用于为固定在振镜扫描平面上预设大小的测试纸打标；
对齐模块，用于对齐所述透明标准标定板与打标测试纸的中心点和中心线；
比较模块，用于比较对齐后透明标准标定板与打标测试纸上对应各标定点之间的位置误差；
校正模块，用于根据所述位置误差对扫描振镜进行校正。
进一步的，所述校正模块包括：
阈值比较模块，用于将对比得到的各标定点之间的位置误差与预设的误差阈值进行比较；
循环校正模块，用于判断出所述位置误差不小于所述预设的误差阈值，则对扫描振镜继续进行校正，直到所述位置误差小于所述预设的误差阈值，停止校正。
进一步的，所述制作模块包括：
数量确定模块，用于根据扫描振镜的扫描范围，确定需要校正的标定点的数量；
刻度线标定模块，用于为确定的所述标定点标定刻度线；
标准标定板制成模块，用于采用透明质材料带刻度线的标定点的标准标定板。
本发明实施例的第三方面还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，使得所述处理器处理上述所述的用于激光粉末床熔融设备扫描振镜校正方法的步骤。
本发明的第四方面提供一种电子设备，该电子设备包括：
处理器；以及，
被安排成存储计算机可执行指令的存储器，所述可执行指令在被执行时使所述处理器执行上述所述用于激光粉末床熔融设备扫描振镜校正的方法。
本发明实施例提供的一种用于激光粉末床熔融设备扫描振镜校正方法，该方法包括：制作带刻度标定点的透明标准标定板；为固定在振镜扫描平面上预设大小的测试纸打标；对齐所述透明标准标定板与打标测试纸的中心点和中心线；比较对齐后透明标准标定板与打标测试纸上对应各标定点之间的位置误差；根据所述位置误差对扫描振镜进行校正。本发明提出的带刻度标定点以及包含这种类型标定点的透明标定标准板，可在在不配备CCD图像采集模块的条件下，快速测量标定测试点的坐标误差，且通过本发明提供方法进行循环校正后振镜扫描精度可达到0.1mm，节约了激光粉末床熔融设备研制及调试过程CCD图像采集设备投入，具有一定经济性。
附图说明
图1是本发明用于激光粉末床熔融设备扫描振镜校正方法的优选实施方式流程图。
图2是本发明用于激光粉末床熔融设备扫描振镜校正方法的带刻度标定点的透明标准标定板示意图。
图3为本发明透明标准标定板与测试纸对比快速测量各点误差的示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明进行说明，但不用来限制本发明的范围。
参见图1是本发明用于激光粉末床熔融设备扫描振镜校正方法的优选实施方式流程图，包括步骤：
制作带刻度标定点的透明标准标定板；
为固定在振镜扫描平面上预设大小的测试纸打标；
对齐所述透明标准标定板与打标测试纸的中心点和中心线；
比较对齐后透明标准标定板与打标测试纸上对应各标定点之间的位置误差；
根据所述位置误差对扫描振镜进行校正。
上述透明标准标定板为透明质材料，用于作为比对标准。上述测试纸是平铺固定在振镜扫描平面上的硬纸板。
上述透明标准标定板的制作过程为：根据激光粉末床熔融设备扫描振镜的扫描范围，确定校正标定点数；为确定的所述标定点标定刻度线；采用透明质材料带刻度线的标定点的标准标定板。
上述标定点带刻度呈矩阵状，且所述标定点的个数不少于5×5个，标定点行、列数均为基数。参见图2是本发明用于激光粉末床熔融设备扫描振镜校正方法的带刻度标定点的透明标准标定板示意图。上述透明质材料可选但不限于玻璃、塑料。
上述预设大小的测试纸是根据校正精度要求而确定的合适的校正矩阵标定点数，一般情况下是于标准标定板的大小相同。
参见图3为本发明透明标准标定板与测试纸对比快速测量各点误差的示意图，将所述透明标准标定板与打标测试纸的中心点和中心线对齐；比较对齐后透明标准标定板与打标测试纸上对应各标定点之间的位置误差；根据所述位置误差对扫描振镜进行校正。
上述根据所述位置误差对扫描振镜进行校正包括步骤：
将得到的各标定点对应的位置误差输入振镜校准软件工具，通过软件计算生成新的校正库文件；将新的振镜校正库文件导入振镜扫描控制系统，将对比得到的各标定点之间的位置误差与预设的误差阈值进行比较；
若所述位置误差不小于所述预设的误差阈值，则对扫描振镜继续进行校正，直到所述位置误差小于所述预设的误差阈值，停止校正。
本发明实施例提供的一种用于激光粉末床熔融设备扫描振镜校正方法，该方法包括：制作带刻度标定点的透明标准标定板；为固定在振镜扫描平面上预设大小的测试纸打标；对齐所述透明标准标定板与打标测试纸的中心点和中心线；比较对齐后透明标准标定板与打标测试纸上对应各标定点之间的位置误差；根据所述位置误差对扫描振镜进行校正。本发明提出的带刻度标定点以及包含这种类型标定点的透明标定标准板，可在在不配备CCD图像采集模块的条件下，快速测量标定测试点的坐标误差，且通过本发明提供方法进行循环校正后振镜扫描精度可达到0.1mm，节约了激光粉末床熔融设备研制及调试过程CCD图像采集设备投入，具有一定经济性。
下面通过一个具体实例，对本发明提供的一种用于激光粉末床熔融设备扫描振镜校正方法进行说明。
步骤一：根据激光粉末床熔融设备扫描振镜的扫描范围，确定校正标定点数(通常不少于5×5个标定点且标定点行、列数均为基数)，制作透明硬质材料(可选但不限于玻璃、塑料)带刻度线标定点的标准标定板。
这种带刻度线的标定点可选择十字交叉标定点，交叉线总长度选择20mm，最小刻度线可选择为0.5mm或1mm。
步骤二：将打标测试纸平铺并固定在振镜扫描平台上，该打标纸可以为黑色或其他颜色，固定方式可采用压、胶粘等方式，根据校正精度要求，选择合适的校正矩阵标定点数，进行标定点打标。
步骤三：将步骤一中制作的透明标准标定板与S2中的标定测试纸中心点和中心线对齐，透过标准标定板,比较标准标定板与标定测试纸上个标定点位置误差，通过标定点上的刻度线，快速读取坐标误差尺寸值。
本发明实施例的第二方面提供一种用于激光粉末床熔融设备扫描振镜校正系统，包括：
制作模块，用于制作带刻度标定点的透明标准标定板；
打标模块，用于为固定在振镜扫描平面上预设大小的测试纸打标；
对齐模块，用于对齐所述透明标准标定板与打标测试纸的中心点和中心线；
比较模块，用于比较对齐后透明标准标定板与打标测试纸上对应各标定点之间的位置误差；
校正模块，用于根据所述位置误差对扫描振镜进行校正。
进一步的，所述校正模块包括：
阈值比较模块，用于将对比得到的各标定点之间的位置误差与预设的误差阈值进行比较；
循环校正模块，用于判断出所述位置误差不小于所述预设的误差阈值，则对扫描振镜继续进行校正，直到所述位置误差小于所述预设的误差阈值，停止校正。
进一步的，所述制作模块包括：
数量确定模块，用于根据扫描振镜的扫描范围，确定需要校正的标定点的数量；
刻度线标定模块，用于为确定的所述标定点标定刻度线；
标准标定板制成模块，用于采用透明质材料带刻度线的标定点的标准标定板。
本发明实施例的第三方面还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，使得所述处理器处理上述所述的用于激光粉末床熔融设备扫描振镜校正方法的步骤。
本发明的第四方面提供一种电子设备，该电子设备包括：
处理器；以及，
被安排成存储计算机可执行指令的存储器，所述可执行指令在被执行时使所述处理器执行上述所述用于激光粉末床熔融设备扫描振镜校正的方法。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种用于激光粉末床熔融设备扫描振镜校正方法，其特征在于，包括步骤：
制作带刻度标定点的透明标准标定板；
为固定在振镜扫描平面上预设大小的测试纸打标；
对齐所述透明标准标定板与打标测试纸的中心点和中心线；
比较对齐后透明标准标定板与打标测试纸上对应各标定点之间的位置误差；
根据所述位置误差对扫描振镜进行校正。
2.根据权利要求1所述的用于激光粉末床熔融设备扫描振镜校正方法，其特征在于，所述根据所述位置误差对扫描振镜进行校正包括：
将对比得到的各标定点之间的位置误差与预设的误差阈值进行比较；
若所述位置误差不小于所述预设的误差阈值，则对扫描振镜继续进行校正，直到所述位置误差小于所述预设的误差阈值，停止校正。
3.根据权利要求1所述的用于激光粉末床熔融设备扫描振镜校正方法，其特征在于，所述制作带刻度标定点的透明标准标定板包括步骤：
根据扫描振镜的扫描范围，确定需要校正的标定点的数量；
为确定的所述标定点标定刻度线；
采用透明质材料带刻度线的标定点的标准标定板。
4.根据权利要求3所述的用于激光粉末床熔融设备扫描振镜校正方法，其特征在于，所述标定点带刻度呈矩阵状，且所述标定点的个数不少于5×5个，标定点行、列数均为基数。
5.根据权利要求1所述的用于激光粉末床熔融设备扫描振镜校正方法，其特征在于，所述透明质材料包括玻璃、塑料。
6.一种用于激光粉末床熔融设备扫描振镜校正系统，其特征在于，包括：
制作模块，用于制作带刻度标定点的透明标准标定板；
打标模块，用于为固定在振镜扫描平面上预设大小的测试纸打标；
对齐模块，用于对齐所述透明标准标定板与打标测试纸的中心点和中心线；
比较模块，用于比较对齐后透明标准标定板与打标测试纸上对应各标定点之间的位置误差；
校正模块，用于根据所述位置误差对扫描振镜进行校正。
7.根据权利要求6所述的用于激光粉末床熔融设备扫描振镜校正系统，其特征在于，所述校正模块包括：
阈值比较模块，用于将对比得到的各标定点之间的位置误差与预设的误差阈值进行比较；
循环校正模块，用于判断出所述位置误差不小于所述预设的误差阈值，则对扫描振镜继续进行校正，直到所述位置误差小于所述预设的误差阈值，停止校正。
8.根据权利要求6所述的用于激光粉末床熔融设备扫描振镜校正系统，其特征在于，所述制作模块包括：
数量确定模块，用于根据扫描振镜的扫描范围，确定需要校正的标定点的数量；
刻度线标定模块，用于为确定的所述标定点标定刻度线；
标准标定板制成模块，用于采用透明质材料带刻度线的标定点的标准标定板。
9.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，使得所述处理器处理上述所述的用于激光粉末床熔融设备扫描振镜校正方法的步骤。
10.一种电子设备，其特征在于，该电子设备包括：
处理器；以及，
被安排成存储计算机可执行指令的存储器，所述可执行指令在被执行时使所述处理器执行上述所述用于激光粉末床熔融设备扫描振镜校正的方法。
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