CN211994213U - 一种激光扫描快速成型设备的全自动标定系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种激光扫描快速成型设备的全自动标定系统,有控制器、激光器、基板、振镜、面扫描仪。控制器控制激光器发出激光；激光被振镜控制打到基板上,并在基板上呈现扫描图案；面扫描仪采集并处理基板上的扫描图案信息,输出标定文件。本实用新型可以完成激光扫描快速成型设备的全自动标定，标定过程简单高效，且避免了激光对人眼造成的伤害。

Description

一种激光扫描快速成型设备的全自动标定系统

技术领域

本实用新型涉及3D打印之快速成型技术，具体涉及一种激光扫描快速成型设备的全自动标定系统。

背景技术

对3D打印而言，其激光扫描系统的精确标定，是激光扫描快速成型设备打印精度的保证。

目前，激光扫描快速成型设备，其关键部件有：控制器、激光器、振镜、标定板、基板，其结构、功能、原理，对于快速成型行业的普通技术人员来说是常识技术。

目前，激光扫描系统的标定，多采用手动标定：制作与工作幅面相配合的标定板，标定板上有一系列理论点，将激光打到标定板上，用人眼观察激光位置；如果没有打到标定板的理论位置，则手动控制振镜移动激光，直到激光打到理论位置，记录当前振镜数据；重复上述流程，记录完所有理论位置的数据后，通过软件生成标定文件；如果标定不理想，需要重复多次。

这种手动标定的方式，标定精度低，速度慢，且对人眼的视力有所损伤。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种激光扫描快速成型设备的全自动标定系统及该成型设备的全自动标定方法。

该激光扫描快速成型设备的全自动标定系统，有控制器6、激光器1、基板3、振镜2、面扫描仪5，控制器6控制激光器1、振镜2和面扫描仪5协同工作；

所述控制器6、激光器1、振镜2、基板3之间，依次前后相邻。控制器6控制激光器1发出激光；该激光被振镜2控制打到基板3上,并在基板3上呈现扫描图案4；

所述所述面扫描仪5，与基板3相邻。面扫描仪5采集并处理基板3上的扫描图案4信息,输出标定文件。

基板3的上表面平整光洁,也可以在上表面覆盖一层平整的光敏纸。

基板3，是快速成型设备打印工件的底座（如果是光固化快速成型设备，则是一个网板），由钛合金或不锈钢材料制成。

面扫描仪5，用于识别基板3上激光扫描出的图案，进而识别理论点，并能提取理论点的实际三维坐标。

一种激光扫描快速成型设备的全自动标定系统的标定方法，该方法包括如下步骤：

控制激光器1和振镜2按照理论坐标在基板3上扫描出一系列十字组成的图案（如7×7个十字），图案范围和激光扫描快速成型设备的最大成型范围相当；

对基板3上表面使用面扫描仪5进行三维扫描，得到基板3上表面的三维模型；

从基板3上表面的三维模型中识别出每个理论点（每个十字的中心点），并提取出每个理论点的实际三维坐标；

以图案中心十字的中心点为原点（扫描时其坐标也是（0，0）），并且假定基板上表面是平的，根据每个理论点的实际三维坐标，计算出所有理论点相对中心理论点的实际相对坐标（二维）；

将所有理论点的“理论坐标-实际相对坐标”数据保存到标定软件需要的文件当中，记为“数据文件.data”；

使用标定软件（该软件具有加载“数据文件.data”文件和原始标定文件，计算出新的标定文件的功能），导入“数据文件.data”文件，计算并输出标定文件;

进一步地，在控制激光器1和振镜2按照理论坐标在基板3上扫描出一系列十字组成的图案的步骤前，还包括：对激光光路系统进行调节，使激光的焦点位于基板3上表面；

进一步地，控制激光器1和振镜2按照理论坐标在基板3上扫描出一系列十字组成的图案的步骤前，还包括：调节基板3的上下位置，使基板3上表面与实际成型面共面（注：“实际成型面”指激光扫描使材料固化的面，此面由于机械限制是固定的；

进一步地，控制激光器1和振镜2按照理论坐标在基板3上扫描出一系列十字组成的图案的步骤前，还包括：使用激光器1指引光，先扫描一遍，确保图案和基板3尺寸相当，且图案不超出基板3；

进一步地，控制激光器1和振镜2按照理论坐标在基板3上扫描出一系列十字组成的图案的步骤前，还包括：如果激光器1功率太小，不能在基板3上留下图案。也可以在基板3上表面覆盖光敏纸，并保证光敏纸的平整度，在适当激光器功率下，能在光敏纸上留下完整图案。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型由于使用面扫描仪5对基板3进行三维建模，并能提取理论点的实际坐标，因此,不再需要控制激光打到精确的理论点，使得标定过程变得简单高效；由于标定过程完全由软件完成，本实用新型可以完成激光扫描快速成型设备的全自动标定；由于不需要额外制作标定板，降低了成本；由于不需要人用眼睛检查激光是否打到理论点，所以避免了激光对人眼造成伤害能；故本实用新型有速度快、效率高，且不伤人眼等有益效果。

附图说明

图1为本实用新型一引实施例的结构及工作原理示意图

图中,1是激光器,2是振镜,3是基板,4是扫描图案,5是面扫描仪,6是控制器。

具体实施方式

下面结合附图和实施例,对本实用新型做进一步描述。

实施例 一种激光扫描快速成型设备全自动标定系统

图1显示了本实施例之标定系统的构造及其工作原理:

控制器6控制整个激光扫描快速成型设备。激光器1发出的激光通过振镜2，振镜2控制激光打到基板3上或者光敏纸上；根据理论点的坐标在基板3上或者光敏纸上扫描出图案4；使用面扫描仪5扫描出理论点的实际坐标，并自动生成保存有理论点及其实际坐标数据的.data文件；继而用标定软件，导入“数据文件.data”文件，计算并输出标定文件。

激光器1的功率可根据需要调节——以能在基板3上(也可以使用光敏纸覆盖在基板3上表面并保证光敏纸的平整度)，留下完整图案为原则。若激光器1的功率太小，不能在基板3上或光敏纸上留下图案;若激光功率过大——会烧损光敏纸，甚至引发火灾。

Claims (2)

1.一种激光扫描快速成型设备的全自动标定系统，有控制器(6)、激光器(1)、振镜（2）、基板（3）；其特征在于: 有面扫描仪(5)；控制器（6）控制激光器(1)、振镜（2）和面扫描仪(5)协同工作；

所述控制器(6)、激光器(1)、振镜（2）、基板（3）之间，依次前后相邻；控制器(6)控制激光器(1)发出激光；该激光被振镜（2）控制打到基板（3）上,并在基板(3)上呈现扫描图案(4)；

所述面扫描仪(5)，与基板（3）相邻；面扫描仪(5)采集并处理基板(3)上的扫描图案(4)信息,输出标定文件。

2.根据权利要求1所述激光扫描快速成型设备的全自动标定系统，其特征在于：所述基板（3）,位于快速成型设备打印工件的底座；其上表面平整光洁,或覆盖一层平整的光敏纸。

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