CN115598142A - 一种振镜保护镜片自动检测和清洁保护系统 - Google Patents

一种振镜保护镜片自动检测和清洁保护系统 Download PDF

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彭志学
朱晶磊
刘玉琳
吴昊俊
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Abstract

本发明公开一种振镜保护镜片自动检测和清洁保护系统，包括：相机，用于拍摄和检测振镜保护镜片，并将检测信息反馈至清洁控制器；清洁控制器，用于依据获取的所述检测信息，判断振镜保护镜片是否损坏及附着有脏物，并依据判断结果下发控制指令；清洁机械手，用于按照所述控制指令执行振镜保护镜片清洁动作。利用机械臂实现振镜保护镜片清洁度或受损情况等的检测，并依据检测结果执行清洁或其它必要操作，不仅可降低操作人员劳动强度,而且能提高振镜保护镜片的清洁质量和使用寿命，从而降低3D打印整体成本。

Description

一种振镜保护镜片自动检测和清洁保护系统
技术领域
本发明涉及激光3D打印设备技术领域，尤其涉及一种振镜保护镜片自动检测和清洁保护系统。
背景技术
激光3D打印的振镜保护镜容易吸附微细粉末材料包括金属和非金属如聚合物、塑料粉末、空气中的尘埃等，在打印之前若不进行有效清洁，会导致保护镜片吸收激光受损破坏。保护镜片清洁工作通常由3D打印机器操作人员完成，依据自身眼力观察检测和判断，然后采用棉球或棉布辅以酒精进行手工擦拭清洁。人工观察检测和判断受多种因素影响，容易出现偏差和疏漏，清洁质量无法保证；此外，人工观察检测费时、费力；最后，人工检测和擦拭清洁对人体健康呼吸有不良影响，同时，因呼吸对粉末材料有可能产生污染。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供一种振镜保护镜片自动检测和清洁保护系统。为了对披露的实施例的一些方面有一个基本的理解，下面给出了简单的概括。该概括部分不是泛泛评述，也不是要确定关键/重要组成元素或描绘这些实施例的保护范围。其唯一目的是用简单的形式呈现一些概念，以此作为后面的详细说明的序言。
本发明采用如下技术方案：
提供一种振镜保护镜片自动检测和清洁保护系统，包括：
相机，用于拍摄和检测振镜保护镜片，并将检测信息反馈至清洁控制器，所述检测信息中包含有拍摄的图片；
清洁控制器，用于依据获取的所述检测信息，判断振镜保护镜片是否损坏及附着有脏物，并依据判断结果下发控制指令；
清洁机械手，用于按照所述控制指令执行振镜保护镜片清洁动作。
进一步的，所述清洁机械手包括：基座、第一执行机构以及清洁头；所述基座设置在打印机打印仓体的内腔腔顶处，所述第一执行机构设置在所述基座上，所述清洁头设置在所述第一执行机构上。
进一步的，所述清洁头包括：机壳、清洁布、清洁剂盛装桶以及第二执行机构，所述清洁剂盛装桶以及所述第二执行机构设置在所述机壳上，所述清洁布设置在所述第二执行机构上。
进一步的，所述清洁控制器包括：数据接收模块，用于获取所述相机上传的检测信息；图片分析模块，用于对检测信息进行分析，依据分析结果判断振镜保护镜片是否损坏及附着有脏物；控制输出模块，用于当所述图片分析模块的判断结果为振镜保护镜片上附着有脏物时，下发控制指令至所述清洁机械手，以及当判断结果为振镜保护镜片损坏时，下发控制指令至报警装置进行报警。
进一步的，所述清洁控制器还包括：信息获取模块，用于获取所述清洁机械手上传的反馈信息，所述反馈信息中包含有已清洁完成的信息；二次确认模块，用于当获取到所述清洁机械手上传的反馈信息后，下发控制指令至所述相机，通知其再次进行拍摄；反馈结束模块，用于当所述图片分析模块的判断结果为振镜保护镜片上未附着有脏物时，发送反馈信息至打印机主控系统。
进一步的，所述清洁控制器还包括：计时模块，用于计时，当计时达到预设时间节点时，则下发控制指令至所述相机，通知其进行拍摄检测。
进一步的，所述清洁控制器还包括：擦拭指令模块，用于获取打印机主控系统下发的打印结束指令信息，并在接收到所述打印结束指令信息后下发控制指令至所述相机，通知其进行拍摄。
进一步的，所述相机通过支架安装在打印机打印仓体的内腔腔顶处，且所述支架的下端设置安装板，所述安装板与水平面之间具有一定的夹角，使得安装在所述安装板上的所述相机呈倾斜状态。
本发明所带来的有益效果：利用机械臂实现振镜保护镜片清洁度或受损情况等的检测，并依据检测结果执行清洁或其它必要操作，不仅可降低操作人员劳动强度,而且能提高振镜保护镜片的清洁质量和使用寿命，从而降低3D打印整体成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1是本发明一种振镜保护镜片自动检测和清洁保护系统的模块示意图；
图2是本发明一种振镜保护镜片自动检测和清洁保护系统位于打印机上的位置示意图；
图3是图2的A-A向视图；
图4是本发明一种振镜保护镜片自动检测和清洁保护系统的结构示意图；
图5是本发明清洁机械手的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明实施例进行详细描述。应当明确，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1-5所示，本发明提供一种振镜保护镜片自动检测和清洁保护系统，包括：相机1、清洁控制器2以及清洁机械手3。
清洁控制器2为增材制造清洁控制器或3D打印机清洁控制器。
振镜保护镜片4安装在振镜下方，用于阻挡打印机工作时产生的烟尘，避免打印用金属及非金属粉末污染振镜，从而保持振镜在打印过程中的清洁度。本发明所提供的检测清洁系统主要是针对振镜保护镜片4进行清理操作。
相机1，用于拍摄和检测振镜保护镜片4，并将检测信息反馈至清洁控制器2，检测信息中包含有拍摄的图片，即相机1主要用于实现对振镜保护镜片4进行视觉拍摄，并将拍摄的图像提供给清洁控制器2，以便进行后续的处理分析。
清洁控制器2，用于依据获取的检测信息，判断振镜保护镜片4是否损坏及附着有脏物，并依据判断结果下发控制指令。具体的，清洁控制器2接收相机1发送来的检测信息，并对检测信息进行分析，在检测到振镜保护镜片4表面变脏，即附着有粉尘等脏物后，可控制清洁机械手3进行动作，以实现对振镜保护镜片4自动执行擦拭动作。以及在检测到振镜保护镜片4出现损坏如裂纹后，进行报警。
清洁控制器2具体可采用PLC实现数据的接收、处理和分析，并结合图像处理器实现图像数据的识别处理，从而实现对相机1上传的图片的分析，即检测振镜保护镜片4上是否附着有脏物或损坏。例如可检测原始图片与拍摄图片之间的数据差值，当超过差值阈值即可判定振镜保护镜片4附着有脏物或损坏，具体的检测方式采用现有的视觉图片处理方式即可。
清洁机械手3，用于按照清洁控制器2下发的控制指令执行振镜保护镜片清洁动作，其中，清洁动作是指对振镜保护镜片4进行擦拭的动作。
清洁机械手3包括：基座301、第一执行机构302以及清洁头303。
基座301设置在打印机打印仓体5的内腔腔顶处，打印机打印仓体5是激光3D打印机打印用工作仓，为激光3D打印机核心工作区域，顶部安装有打印机振镜，在打印机振镜下面安装了振镜保护镜片4，打印机打印仓体5用于支撑安装本发明涉及到的各个零部件。
第一执行机构302设置在基座301上，清洁头303设置在第一执行机构302上，第一执行机构302由清洁控制器2进行控制，主要用于实现将清洁头303移动至振镜保护镜片4的下方。具体的，第一执行机构302可采用现有任意旋转机构实现清洁头303的移动，例如第一执行机构302可通过旋转电机与支撑梁实现，旋转电机安装在基座301上，支撑梁一端与旋转电机的动力输出轴连接，另一端与清洁头303连接，当旋转电机进行正转/反转时，支撑梁进行前后摆动，从而携带清洁头303移动至振镜保护镜片4的正下方或远离振镜保护镜片4。
清洁头303包括：机壳304、清洁布306、清洁剂盛装桶305以及第二执行机构307。清洁剂盛装桶305以及第二执行机构307设置在机壳304上，机壳304设置在第一执行机构302上，清洁布306设置在第二执行机构307上。
具体的，第二执行机构307用于实现令清洁布306移动至振镜保护镜片4位置处并与其贴合，驱动其旋转以擦拭镜片，可采用现有技术中任意旋转机构和伸缩机构实现上述动作。例如，第二执行机构307采用直线气缸、旋转电机以及平板实现，直线气缸的固定端与机壳304连接，直线气缸的移动端通过电机座与旋转电机连接，平板与旋转电机的动力输出轴连接，清洁布306设置在平板上，使得直线气缸可提升清洁布306的高度与振镜保护镜片4贴合，旋转电机驱动清洁布306旋转完成擦拭动作。清洁剂盛装桶305内的清洁剂可利用泵和胶管泵送至清洁布306位置处。
清洁控制器2包括：数据接收模块、图片分析模块、控制输出模块、信息获取模块、二次确认模块、反馈结束模块。
数据接收模块，用于获取相机1上传的检测信息，即接收相机1发送来的检测信息。
图片分析模块，用于对相机1上传的检测信息进行分析，依据分析结果判断振镜保护镜片是否损坏及附着有脏物。例如可检测原始图片与拍摄图片之间的数据差值，当超过差值阈值即可判定振镜保护镜片4附着有脏物或损坏，具体的检测方式采用现有的视觉图片处理方式即可。
控制输出模块，用于当图片分析模块的判断结果为振镜保护镜片上附着有脏物时，下发控制指令至清洁机械手，以及当判断结果为振镜保护镜片损坏时，下发控制指令至报警装置进行报警。当检测到附着有脏物时，控制指令主要是通知清洁机械手3各个机构按照预设路线、预设运动时间进行动作，从而完成对镜片的擦拭动作，具体是控制第一执行机构302与第二执行机构307进行动作。
信息获取模块，用于获取清洁机械手3上传的反馈信息，所述反馈信息中包含有已清洁完成的信息。当清洁机械手3完成第一次擦拭动作后，会发送一反馈信息至信息获取模块，通知清洁控制器2已完成清洁，以便清洁控制器2执行下一程序，比如二次确认程序，即确认第一次擦拭是否达标。
二次确认模块，用于当信息获取模块获取到清洁机械手上传的反馈信息后，下发控制指令至相机1，通知其再次进行拍摄。相机1拍摄后再次将检测信息上传至图片分析模块进行处理分析，判断是否还是具有脏污，若是判定结果依然为附着有赃物，则控制输出模块下发控制指令至清洁机械手，控制器进行二次擦拭，或更多，直至图片分析模块判定未附着有赃物。
反馈结束模块，用于当图片分析模块的判断结果为振镜保护镜片上未附着有脏物时，发送反馈信息至打印机主控系统，以便打印机主控系统执行其他流程，如继续打印等。
在一实施例中，清洁控制器2还包括：计时模块，用于计时，当计时达到预设时间节点时，则下发控制指令至相机1，通知其进行拍摄检测，即实现每隔一端时间则自动执行镜片擦拭动作，以保证清洁度。
在一实施例中，清洁控制器2还包括：擦拭指令模块，用于获取打印机主控系统下发的打印结束指令信息，并在接收到打印结束指令信息后下发控制指令至相机1，通知其进行拍摄。即实现在每一次打印结束之后，则自动执行镜片擦拭动作，以保证清洁度。
相机1通过支架6安装在打印机打印仓体5的内腔腔顶处，具体是易于观察振镜保护镜的适当位置，且支架6的下端设置安装板7，安装板7与水平面之间具有一定的夹角，使得安装在安装板7上的相机1呈倾斜状态，安装姿态易于调节，实现对准振镜保护镜片4的同时，还不影响打印操作和擦拭动作。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种振镜保护镜片自动检测和清洁保护系统，其特征在于，包括：
相机，用于拍摄和检测振镜保护镜片，并将检测信息反馈至清洁控制器，所述检测信息中包含有拍摄的图片；
清洁控制器，用于依据获取的所述检测信息，判断振镜保护镜片是否损坏及附着有脏物，并依据判断结果下发控制指令；
清洁机械手，用于按照所述控制指令执行振镜保护镜片清洁动作。
2.根据权利要求1所述的一种振镜保护镜片自动检测和清洁保护系统，其特征在于，所述清洁机械手包括：基座、第一执行机构以及清洁头；所述基座设置在打印机打印仓体的内腔腔顶处，所述第一执行机构设置在所述基座上，所述清洁头设置在所述第一执行机构上。
3.根据权利要求2所述的一种振镜保护镜片自动检测和清洁保护系统，其特征在于，所述清洁头包括：机壳、清洁布、清洁剂盛装桶以及第二执行机构，所述清洁剂盛装桶以及所述第二执行机构设置在所述机壳上，所述清洁布设置在所述第二执行机构上。
4.根据权利要求3所述的一种振镜保护镜片自动检测和清洁保护系统，其特征在于，所述清洁控制器包括：
数据接收模块，用于获取所述相机上传的检测信息；
图片分析模块，用于对检测信息进行分析，依据分析结果判断振镜保护镜片是否损坏及附着有脏物；
控制输出模块，用于当所述图片分析模块的判断结果为振镜保护镜片上附着有脏物时，下发控制指令至所述清洁机械手，以及当判断结果为振镜保护镜片损坏时，下发控制指令至报警装置进行报警。
5.根据权利要求4所述的一种振镜保护镜片自动检测和清洁保护系统，其特征在于，所述清洁控制器还包括：
信息获取模块，用于获取所述清洁机械手上传的反馈信息，所述反馈信息中包含有已清洁完成的信息；
二次确认模块，用于当获取到所述清洁机械手上传的反馈信息后，下发控制指令至所述相机，通知其再次进行拍摄；
反馈结束模块，用于当所述图片分析模块的判断结果为振镜保护镜片上未附着有脏物时，发送反馈信息至打印机主控系统。
6.根据权利要求5所述的一种振镜保护镜片自动检测和清洁保护系统，其特征在于，所述清洁控制器还包括：计时模块，用于计时，当计时达到预设时间节点时，则下发控制指令至所述相机，通知其进行拍摄检测。
7.根据权利要求5所述的一种振镜保护镜片自动检测和清洁保护系统，其特征在于，所述清洁控制器还包括：擦拭指令模块，用于获取打印机主控系统下发的打印结束指令信息，并在接收到所述打印结束指令信息后下发控制指令至所述相机，通知其进行拍摄。
8.根据权利要求6或7所述的一种振镜保护镜片自动检测和清洁保护系统，其特征在于，所述相机通过支架安装在打印机打印仓体的内腔腔顶处，且所述支架的下端设置安装板，所述安装板与水平面之间具有一定的夹角，使得安装在所述安装板上的所述相机呈倾斜状态。
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