CN117944271A - 一种追踪式增材制造熔池多参量五轴监测平台及监测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种追踪式增材制造熔池多参量五轴监测平台及监测方法,包括:框架和监测部件,所述框架上设置有多方位调节机构,多方位调节机构上活动安装有传感器架,监测部件可拆卸安装于传感器架上;蜗轮蜗杆转动机构,所述蜗轮蜗杆转动机构一端设置于多方位调节机构上,所述蜗轮蜗杆转动机构另一端设置于传感器架下表面,以用于调整传感器架的活动角度。本发明具备方便监测部件与熔池进行对焦,随后监测部件对熔池进行观察收集信息并进行处理,根据处理后的信息反馈,启动多方位调节机构,来对监测部件进行位置调整,使其继续与熔池进行对焦,从而达到了追踪的效果,提高监测效果的优点。
Description
技术领域
本发明属于增材制造技术领域,尤其涉及一种追踪式增材制造熔池多参量五轴监测平台及监测方法。
背景技术
增材制造,通常也被称为3D打印,是一种制造技术,增材制造能够实现复杂零件的快速成形,使用增材制造建造零件过程中,熔池及其附近熔道的状态是否和建造质量良好的零件有着重要联系,现有的熔池尺寸小、熔池停留时间短、冷却速率高、热循环复杂、铺粉过程随机性强等特点,导致加工过程难免出现球化、气孔、飞溅和翘曲等现象,这些信息可以用来控制增材制造过程的平稳进行和工艺分析,以此为了能够在制作过程中,为了能快速的对上述问题作出应对方法,会使用监测平台进行实时监测。
然而现有技术存在一些问题:目前现有在对熔池进行监测时,由于熔池及附近熔道的监测能够得到与零件成形质量有关的信息,如温度、飞溅状态、形态尺寸等,这些信息可以用来控制增材制造过程的平稳进行和工艺分析,以此来提高增材制造零件的质量,但是现有的监测平台对熔池进行对焦的操作复杂度较大,难以保证俯仰位置的一致,且监测平台在进行监测的过程中,无法跟随熔池的位置变化,来根据熔池的位置进行快速的调整,存在一定的局限性,因此我们提出一种追踪式增材制造熔池多参量五轴监测平台及监测方法。
发明内容
针对现有技术存在的问题,本发明的目的是提供一种追踪式增材制造熔池多参量五轴监测平台及监测方法,通过驱动蜗轮蜗杆转动机构,使监测部件与熔池进行对焦,随后监测部件对熔池进行观察收集信息并进行处理,根据处理后的信息反馈,启动多方位调节机构,来对监测部件进行位置调整,使其继续与熔池进行对焦,从而达到了追踪的效果,提高监测效果。
本发明是这样实现的,一种追踪式增材制造熔池多参量五轴监测平台,包括:
框架和监测部件,所述框架上设置有多方位调节机构,多方位调节机构上活动安装有传感器架,监测部件可拆卸安装于传感器架上;
蜗轮蜗杆转动机构,所述蜗轮蜗杆转动机构一端设置于多方位调节机构上,所述蜗轮蜗杆转动机构另一端设置于传感器架下表面,以用于调整传感器架的活动角度;
旋转对高装置,所述旋转对高装置设置有四组,四组所述旋转对高装置均可拆卸安装于传感器架,且监测部件可拆卸安装于旋转对高装置上。
可选地,所述多方位调节机构包括竖直机架、前后机架和左右机架,所述竖直机架滑动安装于框架上,所述前后机架滑动安装于竖直机架内,所述左右机架滑动安装于前后机架上,所述传感器架活动安装于左右机架上表面,以用于对熔池进行监测。
可选地,所述蜗轮蜗杆转动机构包括转轴,所述左右机架上表面固定安装有两组凸板,所述转轴设置于两组凸板之间,所述传感器架下表面固定安装有两组连接板,两组连接板分别转动安装于转轴两端。
可选地,所述转轴外表面固定安装有蜗轮,所述蜗轮啮合连接有蜗杆,所述蜗杆一端固定安装有旋钮,以用于转动蜗杆。
可选地,所述监测部件包括CCD相机、高速相机、红外相机和激光位移传感器,所述CCD相机、高速相机、红外相机和激光位移传感器分别对应设置于四组旋转对高装置上。
可选地,所述旋转对高装置包括传感器夹具,所述传感器夹具上表面开设有安装卡槽,所述CCD相机、高速相机、红外相机和激光位移传感器均与安装卡槽卡接。
可选地,所述传感器夹具下表面固定安装有旋紧盖,所述旋紧盖一端可拆卸安装有旋转台,所述旋转台下方设置有上夹板,所述旋转台四角与上夹板四角均滑动安装有导向螺杆,所述上夹板下方设置有下夹板,所述下夹板上表面四角均开设有通孔,通孔与导向螺杆呈上下对应设置,所述上夹板上表面可拆卸安装有多组固定螺钉,所述固定螺钉一端与下夹板贴合,所述下夹板下表面可拆卸安装有对高垫板。
可选地,所述下夹板与上夹板之间转动安装有对高螺母旋钮,所述旋转台中部开设有凹槽,凹槽内可拆卸安装有对高螺杆,所述上夹板、下夹板和对高垫板中部均开设有通孔,所述对高螺杆滑动安装于通孔内,所述对高螺母旋钮中部开设有螺纹孔,螺纹孔内壁与对高螺杆螺纹连接。
可选地,所述框架一侧两端均设置有竖直导轨,所述竖直机架内壁一侧滑动安装于竖直导轨上,所述框架两端均设置有竖直滚珠丝杠机构,所述竖直机架上表面两端均固定安装有连接套,连接套滑动安装于竖直滚珠丝杠机构外表面;
所述竖直机架内壁两侧的两端之间均固定安装有前后导轨,所述竖直机架内壁中部设置有前后滚珠丝杠机构,所述前后机架与前后滚珠丝杠机构螺纹连接,所述前后机架底部两端分别与两组前后导轨滑动连接;
所述前后机架上表面两端均固定安装有左右导轨,所述前后机架上表面中部设置有左右滚珠丝杠机构,所述左右机架与左右滚珠丝杠机构螺纹连接,所述左右机架下表面两端分别滑动安装于两组左右导轨上。
一种增材制造熔池多参量监测方法,包括有以下步骤:
步骤一,放置安装:将所述的一种追踪式增材制造熔池多参量五轴监测平台的框架安放在增材制造工作平台的正前方的水平地面上;
步骤二,位置矫正:通过增加或移除对高垫板使CCD相机、高速相机、红外相机、激光位移传感器的传感区域中心对齐,通过旋动对高螺母旋钮使CCD相机、高速相机、红外相机、激光位移传感器的传感区域中心完全对齐;
步骤三,高度和角度矫正:控制竖直滚珠丝杠机构竖直移动,直至CCD相机、高速相机、红外相机、激光位移传感器的传感区域中心高于增材制造起始位置,旋动旋钮控制蜗轮蜗杆转动机构转动,直至增材制造起始位置位于CCD相机的监测画面的水平中心线;略微旋松旋紧盖,转动旋转台直至CCD相机、高速相机、红外相机、激光位移传感器的信号传播线对准增材制造起始位置,拧紧旋紧盖;
步骤四,开始监测:增材制造过程,通过识别CCD相机监测图像中的熔池,分析处理熔池的移动信息,竖直滚珠丝杠机构、前后滚珠丝杠机构、左右滚珠丝杠机构受到处理后信息的反馈控制,实时移动并追踪熔池。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:
1、通过本发明设置的多方位调节机构和监测部件的相互配合,使用时,通过监测部件对熔池进行观察收集信息并进行处理,来对多方位调节机构下达命令,使监测部件进行位置,继续实现与熔池对焦,达到了追踪的效果,提高监测效果。
2、通过本发明设置的转动蜗轮蜗杆转动机构,对传感器架进行角度调整,以此来对传感器架上的监测部件进行统一的俯仰角度调整,从而达到了精简结构,降低了监测部件与熔池对焦的操作复杂度,有效的保证了俯仰位置的一致,提高监测效果。
3、通过本发明设置的旋转对高装置,在使用前可以单独对上述监测部件进行高度调整和旋转角度调整,以此来实现监测信号传播线位于同一水平面上,并且进一步的方便监测部件与熔池对焦。
通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述,本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。
附图说明
图1是本发明提供的结构示意图;
图2是本发明提供的整体侧视示意图;
图3是本发明提供的蜗轮蜗杆转动机构示意图;
图4是本发明提供的旋转对高装置示意图;
图5是本发明提供的旋转对高装置剖视示意图;
图6是本发明提供的熔池多参量监测方法示意图。
图中:1、框架;2、竖直导轨;3、竖直滚珠丝杠机构;4、竖直机架;5、前后导轨;6、前后滚珠丝杠机构;7、前后机架;8、左右导轨;9、左右滚珠丝杠机构;10、左右机架;11、蜗轮蜗杆转动机构;1101、转轴;1102、蜗轮;1103、蜗杆;1104、旋钮;12、传感器架;13、旋转对高装置;1301、传感器夹具;1302、旋紧盖;1303、旋转台;1304、导向螺杆;1305、上夹板;1306、固定螺钉;1307、对高螺母旋钮;1308、下夹板;1309、对高垫板;1310、对高螺杆;14、CCD相机;15、高速相机;16、红外相机;17、激光位移传感器。
具体实施方式
为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效,兹例举以下实施例,并配合附图详细说明如下。
现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到:除非另外具体说明,否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。
以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的,决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。
对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论,但在适当情况下,所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。
在这里示出和讨论的所有例子中,任何具体值应被解释为仅仅是示例性的,而不是作为限制。因此,示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。
下面结合附图对本发明的结构作详细的描述。
如图1至图6所示,本发明实施例提供的一种追踪式增材制造熔池多参量五轴监测平台,包括:框架1和监测部件,框架1上设置有多方位调节机构,多方位调节机构上活动安装有传感器架12;蜗轮蜗杆转动机构11,蜗轮蜗杆转动机构11一端设置于多方位调节机构上,蜗轮蜗杆转动机构11另一端设置于传感器架12下表面,以用于调整传感器架12的活动角度;
具体的,请参考图1、图2和图6,如图1、图2和图6所示,本发明的监测平台上方设置有监测部件,监测部件由多个传感器组成,且多个传感器同时可以安装于监测平台上,以此来实现多参量协同监测熔池及附近熔道的目的。
多个传感器被安装在同一传感器架12上,通过转动蜗轮蜗杆转动机构11,对传感器架12进行角度调整,其角度调整的控制范围为1°-360°,增加传感器架12的灵活性,以此更好的根据使用情况对多个传感器进行角度调整,从而达到了实现多个传感器的俯仰角度统一调整的效果,同时精简了结构,降低了监测部件与熔池对焦的操作复杂度,有效的保证了俯仰位置的一致,提高监测效果。
进一步的,如图1所示,监测部件包括CCD相机14、高速相机15、红外相机16和激光位移传感器17,CCD相机14、高速相机15、红外相机16和激光位移传感器17分别对应设置于四组旋转对高装置13上;旋转对高装置13,旋转对高装置13设置有四组,四组旋转对高装置13均可拆卸安装于传感器架12,且监测部件可拆卸安装于旋转对高装置13上;
CCD相机14、高速相机15、红外相机16和激光位移传感器17,每个传感器分别卡接在旋转对高装置13上,通过旋转对高装置13均可以单独对上述监测部件进行高度调整和旋转角度调整,以此来实现监测信号传播线位于同一水平面上,并且进一步的方便监测部件与熔池对焦;同时旋转对高装置13整体由多个部件安装组成,因此在放置不同大小的传感器时,可以对旋转对高装置13设置的对高垫板1309拆卸增减,以此来灵活适应对不同大小的传感器进行固定安装,从而达到了提升了监测平台对不同传感器的适应性。
进一步的,如图1、图2和图6所示,多方位调节机构包括竖直机架4、前后机架7和左右机架10,竖直机架4滑动安装于框架1上,前后机架7滑动安装于竖直机架4内,左右机架10滑动安装于前后机架7上,传感器架12活动安装于左右机架10上表面;
需要说明的是,竖直机架4通过竖直滚珠丝杠机构3的驱动在框架1上可以进行上下滑动,前后机架7通过前后滚珠丝杠机构6的驱动在竖直机架4内可以进行前后滑动,左右机架10通过左右滚珠丝杠机构9驱动可以在前后机架7上进行左右滑动,以此形成3个直线空间自由度,实现了传感器平台空间位置的灵活调整;补充说明竖直滚珠丝杠机构3、前后滚珠丝杠机构6和左右滚珠丝杠机构9一端均设置有驱动电机,以此监测部件在对熔池追踪时,无需调整蜗轮蜗杆转动机构11及旋转对高装置13,根据CCD相机14、高速相机15、红外相机16和激光位移传感器17收集并处理后的信息,实时控制3个滚珠丝杠机构的电机即可,来对上述提出的监测部件进行位置调整,继续实现与熔池对焦。
进一步的,蜗轮蜗杆转动机构11包括转轴1101,左右机架10上表面固定安装有两组凸板,转轴1101设置于两组凸板之间,传感器架12下表面固定安装有两组连接板,两组连接板分别转动安装于转轴1101两端;转轴1101外表面固定安装有蜗轮1102,蜗轮1102啮合连接有蜗杆1103,蜗杆1103一端固定安装有旋钮1104,以用于转动蜗杆1103;
具体的,如图3所示,通过转动旋钮1104,带动蜗杆1103转动,蜗杆1103则会带动蜗轮1102转动,则蜗轮1102固定安装于转轴1101上,且传感器架12固定安装于转轴1101两端,从而转轴1101转动时,传感器架12会跟随转动,从而对传感器架12上方设置的CCD相机14、高速相机15、红外相机16和激光位移传感器17统一进行角度调整。
旋转对高装置13包括传感器夹具1301,传感器夹具1301上表面开设有安装卡槽,CCD相机14、高速相机15、红外相机16和激光位移传感器17均与安装卡槽卡接;
具体的,如图1和图4所示,CCD相机14、高速相机15、红外相机16和激光位移传感器17的底部均与传感器夹具1301上的安装卡槽对应,从而在对上述几种信息收集装置安装时,可以根据使用情况自行来排序安装顺序,提高安装多变性。
进一步的,传感器夹具1301下表面固定安装有旋紧盖1302,旋紧盖1302一端可拆卸安装有旋转台1303,旋转台1303下方设置有上夹板1305,旋转台1303四角与上夹板1305四角均滑动安装有导向螺杆1304,上夹板1305下方设置有下夹板1308,下夹板1308上表面四角均开设有通孔,通孔与导向螺杆1304呈上下对应设置,上夹板1305上表面可拆卸安装有多组固定螺钉1306,固定螺钉1306一端与下夹板1308贴合,下夹板1308下表面可拆卸安装有对高垫板1309;下夹板1308与上夹板1305之间转动安装有对高螺母旋钮1307,旋转台1303中部开设有凹槽,凹槽内可拆卸安装有对高螺杆1310,上夹板1305、下夹板1308和对高垫板1309中部均开设有通孔,对高螺杆1310滑动安装于通孔内,对高螺母旋钮1307中部开设有螺纹孔,螺纹孔内壁与对高螺杆1310螺纹连接;
具体的,如图4所示,在安装CCD相机14、高速相机15、红外相机16和激光位移传感器17时,根据安装位置,把相对应的对高垫板1309安装在传感器架12上,随后把下夹板1308固定在对高垫板1309上,再把上夹板1305放置在下夹板1308上方,通过固定螺钉1306对上夹板1305和下夹板1308进行固定,然后在插入对高螺杆1310,从而凹槽处插入上夹板1305、下夹板1308和对高垫板1309中部均开设的通孔内,对旋转对高装置13整体进行串联,最后把旋紧盖1302固定于旋转台1303上,即可完成对CCD相机14、高速相机15、红外相机16和激光位移传感器17的安装,从而达到了方便拆装的效果。
旋转对高装置13的零件均为可拆卸连接,具有互换性,使得增减对高垫板1309,即可灵活适应不同大小的传感器,提高了平台对不同传感器的适应性。
如图4所示,对高螺母旋钮1307中部开设的螺纹孔与对高螺杆1310螺纹连接,使得顺时针转动对高螺母旋钮1307,对高螺杆1310顺着螺纹孔向下滑动,带动旋转台1303下降;相反逆时针转动对高螺母旋钮1307,对高螺杆1310顺着螺纹孔向上滑动,带动旋转台1303上升,从而达到了可以对CCD相机14、高速相机15、红外相机16和激光位移传感器17调整高度和旋转角度,实现监测信号传播线在同一平面上,并且聚焦对准于熔池上,需要说明的是,旋转台1303在滑动时,通过导向螺杆1304的辅助配合,不会出现偏移的情况。
如图4所示,旋转对高装置13的零件均为可拆卸连接,在把下夹板1308和旋转台1303之间的零件全部去除,则旋转对高装置13的高度为最低,即为起始高度,以用于比较。
进一步的,框架1一侧两端均设置有竖直导轨2,竖直机架4内壁一侧滑动安装于竖直导轨2上,框架1两端均设置有竖直滚珠丝杠机构3,竖直机架4上表面两端均固定安装有连接套,连接套滑动安装于竖直滚珠丝杠机构3外表面;
具体的,如图1和图2所示,启动竖直滚珠丝杠机构3,通过竖直导轨2的辅助配合,带动竖直机架4在框架1上进行上下滑动,从而达到了方便对监测平台进行高度调整的效果。
进一步的,竖直机架4内壁两侧的两端之间均固定安装有前后导轨5,竖直机架4内壁中部设置有前后滚珠丝杠机构6,前后机架7与前后滚珠丝杠机构6螺纹连接,前后机架7底部两端分别与两组前后导轨5滑动连接;
具体的,如图1和图2所示,启动前后滚珠丝杠机构6,通过前后导轨5的辅助配合,带动前后机架7在竖直机架4内进行前后滑动,从而达到了方便对监测平台进行前后调整的效果。
进一步的,前后机架7上表面两端均固定安装有左右导轨8,前后机架7上表面中部设置有左右滚珠丝杠机构9,左右机架10与左右滚珠丝杠机构9螺纹连接,左右机架10下表面两端分别滑动安装于两组左右导轨8上;
具体的,如图1和图2所示,启动左右滚珠丝杠机构9,通过左右导轨8的辅助配合,带动左右机架10在前后机架7上进行水平滑动,从而达到了方便对监测平台进行水平调整的效果。
根据上述竖直机架4、前后机架7和左右机架10的相互配合,使监测平台在监测过程时,根据熔池的位置信息来快速的对监测部件进行调整,使监测部件始终与溶洞对准的状态,达到了提高监测效果。
一种增材制造熔池多参量监测方法,包括有以下步骤:
步骤一,放置安装:将一种追踪式增材制造熔池多参量五轴监测平台的框架1安放在增材制造工作平台的正前方的水平地面上;
步骤二,位置矫正:通过增加或移除对高垫板1309使CCD相机14、高速相机15、红外相机16、激光位移传感器17的传感区域中心对齐,通过旋动对高螺母旋钮1307使CCD相机14、高速相机15、红外相机16、激光位移传感器17的传感区域中心完全对齐;
步骤三,高度和角度矫正:控制竖直滚珠丝杠机构3竖直移动,直至CCD相机14、高速相机15、红外相机16、激光位移传感器17的传感区域中心高于增材制造起始位置,旋动旋钮1104控制蜗轮蜗杆转动机构11转动,直至增材制造起始位置位于CCD相机14的监测画面的水平中心线;略微旋松旋紧盖1302,转动旋转台1303直至CCD相机14、高速相机15、红外相机16、激光位移传感器17的信号传播线对准增材制造起始位置,拧紧旋紧盖1302;
步骤四,开始监测:增材制造过程,通过识别CCD相机14监测图像中的熔池,分析处理熔池的移动信息,竖直滚珠丝杠机构3、前后滚珠丝杠机构6、左右滚珠丝杠机构9受到处理后信息的反馈控制,实时移动并追踪熔池。
需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (10)
1.一种追踪式增材制造熔池多参量五轴监测平台,其特征在于,包括:
框架(1)和监测部件,所述框架(1)上设置有多方位调节机构,多方位调节机构上活动安装有传感器架(12),监测部件可拆卸安装于传感器架(12)上;
蜗轮蜗杆转动机构(11),所述蜗轮蜗杆转动机构(11)一端设置于多方位调节机构上,所述蜗轮蜗杆转动机构(11)另一端设置于传感器架(12)下表面,以用于调整传感器架(12)的活动角度;
旋转对高装置(13),所述旋转对高装置(13)设置有四组,四组所述旋转对高装置(13)均可拆卸安装于传感器架(12),且监测部件可拆卸安装于旋转对高装置(13)上。
2.根据权利要求1所述的一种追踪式增材制造熔池多参量五轴监测平台,其特征在于:所述多方位调节机构包括竖直机架(4)、前后机架(7)和左右机架(10),所述竖直机架(4)滑动安装于框架(1)上,所述前后机架(7)滑动安装于竖直机架(4)内,所述左右机架(10)滑动安装于前后机架(7)上,所述传感器架(12)活动安装于左右机架(10)上表面,以用于对熔池进行监测。
3.根据权利要求2所述的一种追踪式增材制造熔池多参量五轴监测平台,其特征在于:所述蜗轮蜗杆转动机构(11)包括转轴(1101),所述左右机架(10)上表面固定安装有两组凸板,所述转轴(1101)设置于两组凸板之间,所述传感器架(12)下表面固定安装有两组连接板,两组连接板分别转动安装于转轴(1101)两端。
4.根据权利要求3所述的一种追踪式增材制造熔池多参量五轴监测平台,其特征在于:所述转轴(1101)外表面固定安装有蜗轮(1102),所述蜗轮(1102)啮合连接有蜗杆(1103),所述蜗杆(1103)一端固定安装有旋钮(1104),以用于转动蜗杆(1103)。
5.根据权利要求1所述的一种追踪式增材制造熔池多参量五轴监测平台,其特征在于:所述监测部件包括CCD相机(14)、高速相机(15)、红外相机(16)和激光位移传感器(17),所述CCD相机(14)、高速相机(15)、红外相机(16)和激光位移传感器(17)分别对应设置于四组旋转对高装置(13)上。
6.根据权利要求5所述的一种追踪式增材制造熔池多参量五轴监测平台,其特征在于:所述旋转对高装置(13)包括传感器夹具(1301),所述传感器夹具(1301)上表面开设有安装卡槽,所述CCD相机(14)、高速相机(15)、红外相机(16)和激光位移传感器(17)均与安装卡槽卡接。
7.根据权利要求6所述的一种追踪式增材制造熔池多参量五轴监测平台,其特征在于:所述传感器夹具(1301)下表面固定安装有旋紧盖(1302),所述旋紧盖(1302)一端可拆卸安装有旋转台(1303),所述旋转台(1303)下方设置有上夹板(1305),所述旋转台(1303)四角与上夹板(1305)四角均滑动安装有导向螺杆(1304),所述上夹板(1305)下方设置有下夹板(1308),所述下夹板(1308)上表面四角均开设有通孔,通孔与导向螺杆(1304)呈上下对应设置,所述上夹板(1305)上表面可拆卸安装有多组固定螺钉(1306),所述固定螺钉(1306)一端与下夹板(1308)贴合,所述下夹板(1308)下表面可拆卸安装有对高垫板(1309)。
8.根据权利要求7所述的一种追踪式增材制造熔池多参量五轴监测平台,其特征在于:所述下夹板(1308)与上夹板(1305)之间转动安装有对高螺母旋钮(1307),所述旋转台(1303)中部开设有凹槽,凹槽内可拆卸安装有对高螺杆(1310),所述上夹板(1305)、下夹板(1308)和对高垫板(1309)中部均开设有通孔,所述对高螺杆(1310)滑动安装于通孔内,所述对高螺母旋钮(1307)中部开设有螺纹孔,螺纹孔内壁与对高螺杆(1310)螺纹连接。
9.根据权利要求3所述的一种追踪式增材制造熔池多参量五轴监测平台,其特征在于:所述框架(1)一侧两端均设置有竖直导轨(2),所述竖直机架(4)内壁一侧滑动安装于竖直导轨(2)上,所述框架(1)两端均设置有竖直滚珠丝杠机构(3),所述竖直机架(4)上表面两端均固定安装有连接套,连接套滑动安装于竖直滚珠丝杠机构(3)外表面;
所述竖直机架(4)内壁两侧的两端之间均固定安装有前后导轨(5),所述竖直机架(4)内壁中部设置有前后滚珠丝杠机构(6),所述前后机架(7)与前后滚珠丝杠机构(6)螺纹连接,所述前后机架(7)底部两端分别与两组前后导轨(5)滑动连接;
所述前后机架(7)上表面两端均固定安装有左右导轨(8),所述前后机架(7)上表面中部设置有左右滚珠丝杠机构(9),所述左右机架(10)与左右滚珠丝杠机构(9)螺纹连接,所述左右机架(10)下表面两端分别滑动安装于两组左右导轨(8)上。
10.一种增材制造熔池多参量监测方法,其特征在于,采用权利要求1-9任一项所述的一种追踪式增材制造熔池多参量五轴监测平台,包括有以下步骤:
步骤一,放置安装:将所述的一种追踪式增材制造熔池多参量五轴监测平台的框架(1)安放在增材制造工作平台的正前方的水平地面上;
步骤二,位置矫正:通过增加或移除对高垫板(1309)使CCD相机(14)、高速相机(15)、红外相机(16)、激光位移传感器(17)的传感区域中心对齐,通过旋动对高螺母旋钮(1307)使CCD相机(14)、高速相机(15)、红外相机(16)、激光位移传感器(17)的传感区域中心完全对齐;
步骤三,高度和角度矫正:控制竖直滚珠丝杠机构(3)竖直移动,直至CCD相机(14)、高速相机(15)、红外相机(16)、激光位移传感器(17)的传感区域中心高于增材制造起始位置,旋动旋钮(1104)控制蜗轮蜗杆转动机构(11)转动,直至增材制造起始位置位于CCD相机(14)的监测画面的水平中心线;略微旋松旋紧盖(1302),转动旋转台(1303)直至CCD相机(14)、高速相机(15)、红外相机(16)、激光位移传感器(17)的信号传播线对准增材制造起始位置,拧紧旋紧盖(1302);
步骤四,开始监测:增材制造过程,通过识别CCD相机(14)监测图像中的熔池,分析处理熔池的移动信息,竖直滚珠丝杠机构(3)、前后滚珠丝杠机构(6)、左右滚珠丝杠机构(9)受到处理后信息的反馈控制,实时移动并追踪熔池。
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2024
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