增材制造装备及其校准方法.pdf
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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202010364675.X (22)申请日 2020.04.30 (71)申请人 中国电子产品可靠性与环境试验研 究所 ( (工业和信息化部电子第五研 究所)(中国赛宝实验室) ) 地址 511300 广东省广州市增城区朱村街 朱村大道西78号 (72)发明人 叶志鹏梁佩博王春辉李骞 雷柏茂李亚球朱嘉伟 (74)专利代理机构 广州华进联合专利商标代理 有限公司 44224 代理人 郭凤杰 (51)Int.Cl. B29C 64/153(2017.01) B29C 64/20(2。
2、017.01) B29C 64/393(2017.01) B33Y 30/00(2015.01) B33Y 50/02(2015.01) (54)发明名称 增材制造装备及其校准方法 (57)摘要 本申请涉及一种增材制造装备及其校准方 法。 其中, 增材制造装备包括能量源, 用于发射激 光。 振镜系统, 用于接收且使得激光能够在一定 范围内扫描。 成形系统, 包括底座以及成形台, 成 形台安装于底座上, 用于接收成形材料以及经过 振镜系统作用后的激光。 校准系统, 包括校准尺 以及打印面成像装置, 校准尺安装在底座上, 并 与打印面成像装置的相对位置固定, 用于对打印 面成像装置进行几何标定, 。
3、打印面成像装置用于 校准振镜系统。 本申请可以使得振镜系统获得更 准确的校准结果。 权利要求书2页 说明书8页 附图3页 CN 111660559 A 2020.09.15 CN 111660559 A 1.一种增材制造装备, 其特征在于, 包括: 能量源, 用于发射激光; 振镜系统, 用于接收且使得所述激光能够在一定范围内扫描; 成形系统, 包括底座以及成形台, 所述成形台安装于所述底座上, 用于接收成形材料以 及经过所述振镜系统作用后的激光; 校准系统, 包括校准尺以及打印面成像装置, 所述校准尺安装在所述底座上, 并与所述 打印面成像装置的相对位置固定, 用于对所述打印面成像装置进行几何。
4、标定, 所述打印面 成像装置用于校准所述振镜系统。 2.根据权利要求1所述的增材制造装备, 其特征在于, 所述增材制造装备还包括聚焦系统, 所述聚焦系统用于将所述能量源发射的激光聚 焦, 并发射至所述振镜系统; 所述打印面成像装置还用于校准所述聚焦系统。 3.根据权利要求1所述的增材制造装备, 其特征在于, 所述增材制造装备还包括聚焦系统, 所述聚焦系统用于将所述能量源发射的激光聚 焦, 并发射至所述振镜系统; 所述校准系统还包括熔池成像装置, 所述熔池成像装置与所述打印面成像装置的相对 位置固定。 4.根据权利要求2或3所述的增材制造装备, 其特征在于, 所述增材制造装备还包括图 像存储模块。
5、, 所述图像存储模块用于存储振镜参考图像以及聚焦参考图像, 所述振镜参考 图像用于所述振镜系统的校准, 所述聚焦参考图像用于所述聚焦系统的校准。 5.根据权利要求3所述的增材制造装备, 其特征在于, 所述校准系统还包括标准热源, 所述标准热源安装在所述底座上, 用于对所述熔池成像装置进行温度标定。 6.根据权利要求5所述的增材制造装备, 其特征在于, 所述标准热源与所述熔池成像装 置的位置相对固定。 7.根据权利要求5所述的增材制造装备, 其特征在于, 所述标准热源包括多个热源。 8.根据权利要求5所述的增材制造装备, 其特征在于, 所述标准热源的温度可控。 9.根据权利要求1所述的增材制造装。
6、备, 其特征在于, 所述校准尺包括第一尺与第二 尺, 所述第一尺与所述第二尺相互垂直。 10.根据权利要求9所述的增材制造装备, 其特征在于, 所述第一尺和/或所述第二尺上 的图案为棋盘格或周期性圆点。 11.权利要求1-10任一项所述的增材制造装备的校准方法, 其特征在于, 包括: 所述打印面成像装置获取所述校准尺的图像; 根据所述校准尺的图像, 对所述打印面成像装置进行几何标定; 控制所述振镜系统, 根据第一预定位置组形成光斑; 所述打印面成像装置采集在所述第一预定位置组的光斑图像; 根据所述光斑在不同预定位置的形状计算所述光斑在不同预定位置的中心; 计算所述光斑在不同预定位置的中心与其对。
7、振镜系统的控制量之间的关系, 校准所述 振镜系统。 12.根据权利要求11所述的增材制造装备的校准方法, 其特征在于, 计算所述光斑在不 权利要求书 1/2 页 2 CN 111660559 A 2 同预定位置的中心与其对振镜系统的控制量之间的关系, 校准所述振镜系统之后, 还包括: 控制校准后的所述振镜系统, 根据第二预定位置组形成光斑; 所述打印面成像装置采集在所述第二预定位置组的光斑图像; 存储所述打印面成像装置采集的所述光斑图像作为振镜参考图像。 13.根据权利要求12所述的增材制造装备的校准方法, 其特征在于, 存储所述打印面成 像装置采集的所述光斑图像作为振镜参考图像之后, 包括:。
8、 控制所述振镜系统根据第二预定位置组形成光斑; 所述打印面成像装置采集在所述第二预定位置组的光斑图像; 根据所述光斑在不同预定位置的形状计算所述光斑在不同预定位置的中心; 计算所述光斑在不同预定位置的中心与所述振镜参考图像之间的关系, 校准所述振镜 系统。 14.根据权利要求11所述的增材制造装备的校准方法, 其特征在于, 所述增材制造装备 还包括聚焦系统, 计算所述光斑在不同预定位置的中心与其对振镜系统的控制量之间的关 系, 校准所述振镜系统之后, 还包括: 控制校准好的振镜系统在第三预定位置组形成光斑; 所述打印面成像装置采集在所述第三预定位置组的光斑图像; 根据所述光斑在不同预定位置的形。
9、状计算所述光斑在不同预定位置的焦点; 计算所述光斑在不同预定位置的焦点与对聚焦系统的控制量之间的关系, 校准所述聚 焦系统。 15.根据权利要求14所述的增材制造装备的校准方法, 其特征在于, 计算所述光斑在不 同预定位置的焦点与其对聚焦系统的控制量之间的关系, 校准所述聚焦系统之后, 还包括: 控制校准后的所述振镜系统, 根据第四预定位置组形成光斑; 所述打印面成像装置采集在所述第四预定位置组的光斑图像; 存储所述打印面成像装置采集的所述光斑图像作为聚焦参考图像。 16.根据权利要求15所述的增材制造装备的校准方法, 其特征在于, 存储所述打印面成 像装置采集的所述光斑图像作为聚焦参考图像之。
10、后, 还包括: 校准所述振镜系统; 控制校准好的所述振镜系统根据第四预定位置组形成光斑; 所述打印面成像装置采集在所述第四预定位置组的光斑图像; 根据所述光斑在不同预定位置的形状计算所述光斑在不同预定位置的焦点; 计算所述光斑在不同预定位置的中心与所述聚焦参考图像之间的关系, 校准所述聚焦 系统。 17.根据权利要求11所述的增材制造装备的校准方法, 其特征在于, 所述校准系统还包 括熔池成像装置, 计算所述光斑在不同预定位置的中心与其对振镜系统的控制量之间的关 系, 校准所述振镜系统之后, 还包括: 控制校准好的振镜系统在第五预定位置组形成光斑; 所述打印面成像装置与熔池成像装置同时采集在所。
11、述第五预定位置组的光斑图像; 对比打印面成像装置的图像和熔池成像装置的图像, 对所述熔池成像装置进行几何标 定。 权利要求书 2/2 页 3 CN 111660559 A 3 增材制造装备及其校准方法 技术领域 0001 本申请涉及雷达试验技术领域, 特别是涉及一种增材制造装备及其校准方法。 背景技术 0002 增材制造技术是当前工业界、 学术界的一个研究热点, 特别是GE、 西门子等工业巨 头, 业已实现多款增材制造制件的装机试用。 尽管增材制造技术已经取得了较好的发展, 但 其工艺难以实现标准化, 制件的质量一致性难以保证。 例如, 使用同一台装备加工的同一个 零件, 最终的力学性能和几何。
12、精度会出现较大偏差。 为解决该问题, 出现了大量具备过程监 控的设备。 0003 由于增材制造过程每一个凝固点均与最终成形质量相关, 所以也必须保证监控设 备、 打印设备本身具备相当的准确度。 因此, 如何对这些设备进行准确的校准便成为一个急 需解决的问题。 发明内容 0004 基于此, 有必要针对上述技术问题, 提供一种增材制造装备及其校准方法。 0005 一种增材制造装备, 包括: 0006 能量源, 用于发射激光; 0007 振镜系统, 用于接收且使得所述激光能够在一定范围内扫描; 0008 成形系统, 包括底座以及成形台, 所述成形台安装于所述底座上, 用于接收成形材 料以及经过所述振。
13、镜系统作用后的激光; 0009 校准系统, 包括校准尺以及打印面成像装置, 所述校准尺安装在所述底座上, 并与 所述打印面成像装置的相对位置固定, 用于对所述打印面成像装置进行几何标定, 所述打 印面成像装置用于校准所述振镜系统。 0010 在其中一个实施例中, 0011 所述增材制造装备还包括聚焦系统, 所述聚焦系统用于将所述能量源发射的激光 聚焦, 并发射至所述振镜系统; 0012 所述打印面成像装置还用于校准所述聚焦系统。 0013 在其中一个实施例中, 0014 所述增材制造装备还包括聚焦系统, 所述聚焦系统用于将所述能量源发射的激光 聚焦, 并发射至所述振镜系统; 0015 所述校准。
14、系统还包括熔池成像装置, 所述熔池成像装置与所述打印面成像装置的 相对位置固定。 0016 在其中一个实施例中, 所述增材制造装备还包括图像存储模块, 所述图像存储模 块用于存储振镜参考图像以及聚焦参考图像, 所述振镜参考图像用于所述振镜系统的校 准, 所述聚焦参考图像用于所述聚焦系统的校准。 0017 在其中一个实施例中, 所述校准系统还包括标准热源, 所述标准热源安装在所述 说明书 1/8 页 4 CN 111660559 A 4 底座上, 用于对所述熔池成像装置进行温度标定。 0018 在其中一个实施例中, 所述标准热源与所述熔池成像装置的位置相对固定。 0019 在其中一个实施例中, 。
15、所述标准热源包括多个热源。 0020 在其中一个实施例中, 所述标准热源的温度可控。 0021 在其中一个实施例中, 所述校准尺包括第一尺与第二尺, 所述第一尺与所述第二 尺相互垂直。 0022 在其中一个实施例中, 所述第一尺和/或所述第二尺上的图案为棋盘格或周期性 圆点。 0023 上述任一项所述的增材制造装备的校准方法, 包括: 0024 所述打印面成像装置获取所述校准尺的图像; 0025 根据所述校准尺的图像, 对所述打印面成像装置进行几何标定; 0026 控制所述振镜系统, 根据第一预定位置组形成光斑; 0027 所述打印面成像装置采集在所述第一预定位置组的光斑图像; 0028 根据。
16、所述光斑在不同预定位置的形状计算所述光斑在不同预定位置的中心; 0029 计算所述光斑在不同预定位置的中心与其对振镜系统的控制量之间的关系, 校准 所述振镜系统。 0030 在其中一个实施例中, 计算所述光斑在不同预定位置的中心与其对振镜系统的控 制量之间的关系, 校准所述振镜系统之后, 还包括: 0031 控制校准后的所述振镜系统, 根据第二预定位置组形成光斑; 0032 所述打印面成像装置采集在所述第二预定位置组的光斑图像; 0033 存储所述打印面成像装置采集的所述光斑图像作为振镜参考图像。 0034 在其中一个实施例中, 存储所述打印面成像装置采集的所述光斑图像作为振镜参 考图像之后,。
17、 包括: 0035 控制所述振镜系统根据第二预定位置组形成光斑; 0036 所述打印面成像装置采集在所述第二预定位置组的光斑图像; 0037 根据所述光斑在不同预定位置的形状计算所述光斑在不同预定位置的中心; 0038 计算所述光斑在不同预定位置的中心与所述振镜参考图像之间的关系, 校准所述 振镜系统。 0039 在其中一个实施例中, 所述增材制造装备还包括聚焦系统, 计算所述光斑在不同 预定位置的中心与其对振镜系统的控制量之间的关系, 校准所述振镜系统之后, 还包括: 0040 控制校准好的振镜系统在第三预定位置组形成光斑; 0041 所述打印面成像装置采集在所述第三预定位置组的光斑图像; 。
18、0042 根据所述光斑在不同预定位置的形状计算所述光斑在不同预定位置的焦点; 0043 计算所述光斑在不同预定位置的焦点与对聚焦系统的控制量之间的关系, 校准所 述聚焦系统。 0044 在其中一个实施例中, 计算所述光斑在不同预定位置的焦点与其对聚焦系统的控 制量之间的关系, 校准所述聚焦系统之后, 还包括: 0045 控制校准后的所述振镜系统, 根据第四预定位置组形成光斑; 0046 所述打印面成像装置采集在所述第四预定位置组的光斑图像; 说明书 2/8 页 5 CN 111660559 A 5 0047 存储所述打印面成像装置采集的所述光斑图像作为聚焦参考图像。 0048 在其中一个实施例。
19、中, 存储所述打印面成像装置采集的所述光斑图像作为聚焦参 考图像之后, 还包括: 0049 校准所述振镜系统; 0050 控制校准好的所述振镜系统根据第四预定位置组形成光斑; 0051 所述打印面成像装置采集在所述第四预定位置组的光斑图像; 0052 根据所述光斑在不同预定位置的形状计算所述光斑在不同预定位置的焦点; 0053 计算所述光斑在不同预定位置的中心与所述聚焦参考图像之间的关系, 校准所述 聚焦系统。 0054 在其中一个实施例中, 所述校准系统还包括熔池成像装置, 计算所述光斑在不同 预定位置的中心与其对振镜系统的控制量之间的关系, 校准所述振镜系统之后, 还包括: 0055 控制。
20、校准好的振镜系统在第五预定位置组形成光斑; 0056 所述打印面成像装置与熔池成像装置同时采集在所述第五预定位置组的光斑图 像; 0057 对比打印面成像装置的图像和熔池成像装置的图像, 对所述熔池成像装置进行几 何标定。 0058 上述增材制造装备及其校准方法中, 校准系统包括校准尺以及打印面成像装置。 校准尺安装在成形系统的底座上, 并与打印面成像装置的相对位置固定。 校准尺用于对打 印面成像装置进行几何标定, 打印面成像装置用于校准振镜系统。 由于打印面成像装置采 用与其相对位置固定的校准尺进行标定, 能够保证成像系统的溯源性, 进而使得打印面成 像装置的标定更加准确。 因此, 通过打印。
21、面成像装置进行校准的振镜系统的能够获得更准 确的校准结果。 附图说明 0059 图1为一个实施例中的增材制造装备示意图; 0060 图2为一个实施例中的增材制造装备另一角度局部示意图; 0061 图3为一个实施例中的增材制造装备校准方法示意图。 具体实施方式 0062 为了使本申请的目的、 技术方案及优点更加清楚明白, 以下结合附图及实施例, 对 本申请进行进一步详细说明。 应当理解, 此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请, 并不 用于限定本申请。 0063 增材制造技术是当前工业界、 学术界的一个研究热点, 特别是GE、 西门子等工业巨 头, 业已实现多款增材制造制件的装机试用。 尽管增材。
22、制造技术已经取得了较好的发展, 但 其工艺难以实现标准化, 制件的质量一致性难以保证。 例如, 使用同一台装备加工的同一个 零件, 最终的力学性能和几何精度会出现较大偏差。 为解决该问题, 出现了大量具备过程监 控的设备。 0064 由于增材制造过程每一个凝固点均与最终成形质量相关, 所以也必须保证监控设 备、 打印设备本身具备相当的准确度。 因此, 如何对这些设备进行准确的校准便成为一个急 说明书 3/8 页 6 CN 111660559 A 6 需解决的问题。 0065 基于此, 本申请提出了一种增材制造装备及其校准方法。 0066 在一个实施例中, 参考图1以及图2, 提供一种增材制造装。
23、备, 包括能量源100、 振镜 系统200、 成形系统以及校准系统。 0067 能量源100用于发射高能束的激光, 进而为增材制造装备的制造过程提高能量。 振 镜系统200接收来自能量源100的激光。 具体地, 振镜系统200与能量源之间还可以设有聚焦 系统500以及反射系统600。 能量源100发射出的高能束激光可以先经过聚焦系统500的聚 焦, 然后将聚焦后的光束发射至发射系统600。 之后, 反射系统600将接收到的激光光束反射 至振镜系统200, 进而使得振镜系统接收到来自能量源100的激光。 0068 当然, 在其他实施例中, 增材制造装备在能量源100与振镜系统200之间的具体结 。
24、构也可以根据实际情况进行调整, 本申请对此并没有限制。 0069 振镜系统200接收激光后并将其作用至成形系统。 成形系统包括底座310以及成形 台320。 底座310为安装底座。 成形台320安装于底座310上, 进而接收经过振镜系统200作用 后的激光。 与此同时, 成形台320还接收成形材料(如粉末材料), 进而进行增材加工制造。 成 形系统还可以包括用于实现成形台320升降的第一升降台330。 0070 校准系统包括校准尺410以及打印面成像装置420。 校准尺410用于标定打印面成 像装置420, 校其与打印面成像装置420的相对位置固定。 同时, 校准尺410与成形台320一样 安。
25、装在底座310上。 因此, 通过校准尺410标定的打印面成像装置420可以准确地确定成形台 320上形成的产品的形状尺寸。 打印面成像装置420用于校准振镜系统200。 0071 振镜系统200的具体校准过程可以为: 打印面成像装置420获取校准尺410的图像。 根据校准尺410的图像, 对打印面成像装置420进行几何标定。 控制振镜系统200根据第一预 定位置组形成光斑。 打印面成像装置420采集光斑的图像。 根据光斑在不同预定位置的形状 计算光斑在不同预定位置的中心。 计算光斑在不同预定位置的中心与其对振镜系统200的 控制量之间的关系, 校准振镜系统200。 0072 在本实施例中, 打。
26、印面成像装置420采用与其相对位置固定的校准尺410进行标 定, 能够保证成像系统的溯源性, 进而使得打印面成像装置420的标定更加准确。 因此, 通过 打印面成像装置420进行校准的振镜系统200的能够获得更准确的校准结果。 0073 进一步地, 当增材制造装备包括聚焦系统500时, 打印面成像装置420还可以用于 校准聚焦系统500。 此时, 同样, 由于打印面成像装置420采用与其相对位置固定的校准尺 410进行标定, 能够保证成像系统的溯源性, 进而使得聚焦系统500的校准也更加准确。 0074 聚焦系统500的校准过程可以为: 控制校准好的振镜系统200在第三预定位置组形 成光斑。 。
27、打印面成像装置420采集光斑的图像。 根据光斑在不同预定位置的形状计算光斑在 不同预定位置的焦点。 然后, 计算光斑在不同预定位置的焦点与其对聚焦系统500的控制量 之间的关系, 校准聚焦系统500。 0075 在一个实施例中, 校准系统还包括熔池成像装置430。 熔池成像装置430与打印面 成像装置420的相对位置固定。 因此, 可以通过打印面成像装置420来对熔池成像装置430进 行几何标定。 0076 具体地, 可以让打印面成像装置420与熔池成像装置430同时采集高能束激光在成 形台320上形成的光斑的图像。 然后将二者对比, 从而简便准确地完成熔池成像装置430的 说明书 4/8 页。
28、 7 CN 111660559 A 7 几何标定。 0077 在本实施例中的增材制造装备, 还可以在通过打印面成像装置420校准聚焦系统 的同时, 还通过熔池成像装置430校准聚焦系统, 二者的校准结果可以相互验证, 进而提高 聚焦系统的校准精准度。 0078 同时, 在本实施例中, 校准系统还包括可以包括标准热源440。 标准热源440安装在 底座310上, 用于对熔池成像装置430进行温度标定。 0079 进一步地, 可以设置标准热源440与熔池成像装置430的位置相对固定, 从而方便 熔池成像装置430对其进行图像获取, 进而方便熔池成像装置430的温度标定。 0080 这里的标准热源4。
29、40可以包括多个热源, 例如其可以包括低温热源、 中温热源以及 高温热源三个。 当然, 标准热源440也可以为一个温度可控的标准热源, 进而可根据需要标 定的温度点调整标准热源的温度值。 本申请对于标准热源440的具体形式并不做限定。 0081 在一个实施例中, 增材制造装备包括图像存储模块。 图像存储模块用于存储振镜 参考图像以及聚焦参考图像。 振镜参考图像用于振镜系统200的校准。 聚焦参考图像用于聚 焦系统500的校准。 0082 此时, 可以在振镜系统200的校准过程中, 可以通过将打印面成像装置420采集的 成形台320上的激光图像与图像存储模块存储的振镜参考图像对比, 从而简便地完。
30、成振镜 系统200校准。 0083 同样, 可以在聚焦系统500的校准过程中, 可以通过将熔池成像装置430采集的成 形台320上的激光图像与图像存储模块存储的聚焦参考图像对比, 从而简便地完成聚焦系 统500校准。 0084 在一个实施例中, 为了使得校准尺410对打印面成像装置420的标定更加全面准 确, 设置校准尺410包括第一尺与第二尺。 第一尺与第二尺相互垂直。 进而使得打印面成像 装置420可以在相互垂直的两个方向(例如水平方向与竖直方向)均可以得到准确的标定。 具体地, 第一尺和/或第二尺上的图案可以为为棋盘格或周期性圆点等。 0085 此外, 在本申请实施例中, 增材制造装备还。
31、可以包括铺粉系统。 铺粉系统包括铺粉 装置710、 第二升降台720、 集粉容器730。 0086 增材制造装备启动后, 首先对聚焦系统500和振镜系统200进行校准。 然后, 通过能 量源110发射出高能束激光。 高能束激光经过聚焦系统500后, 通过反射系统600激光进入振 镜系统200。 振镜系统200通过振镜的作用使得激光能够在一定范围内扫描, 并作用在成形 系统的成形台320上。 0087 每打印完一层, 成形系统的第一升降台330下降一定高度, 铺粉系统的第二升降台 107升高一定高度。 然后, 驱动铺粉装置710的刮板将粉末均匀铺设至成形台320上, 多余的 粉末将直接进入集粉容。
32、器730。 0088 打印过程中可利用打印面成像装置420获得每一层打印过程或打印后的图像, 以 便做后续分析。 同时, 利用熔池成像装置430获得熔池的实施信息, 可用于反馈控制等。 0089 在一个实施例中, 参考图3, 提供一种增材制造装备的校准方法。 增材制作装备可 以是上述实施例中以及由上述实施例引申的变形实施例中的任意一种增材制造装备。 增材 制造装备的校准方法包括如下步骤: 0090 步骤S1, 打印面成像装置420获取校准尺410的图像。 说明书 5/8 页 8 CN 111660559 A 8 0091 步骤S2, 根据校准尺410的图像, 对打印面成像装置420进行几何标定。
33、。 0092 具体地, 增材制造装备设有实现处理以及控制的控制模块。 控制模块可以是一个 单独的控制模块, 也可以是全部或者部分位于增材制造装备的某一系统(例如, 校准系统中 的打印面成像装置420和/或熔池成像装置430中)。 本申请对比并没有限制。 0093 控制模块可以接收打印面成像装置420获取的校准尺410的图像, 然后计算打印面 成像装置420的畸变系数。 这里可采用成熟的计算方法获得该系数, 将计算结果作为打印面 成像装置420的标定数据, 完成几何标定。 0094 步骤S3, 控制振镜系统200, 根据第一预定位置组形成光斑。 0095 此时, 可以先将能量源100的高能束能量。
34、调至最低, 然后发射激光。 振镜系统200接 收能量源100发射的激光后, 可以使得激光能够在一定范围内扫描。 控制模块对振镜系统 200施加控制量, 可以使得振镜系统200根据第一预定位置组, 将能量源100发射的激光光斑 形成在成形系统的成形台320上。 0096 第一预定位置组包括多个不同的预定位置, 其可以是光斑间断作用形成的点阵位 置组, 也可以是光斑连续作用形成的扫描线位置组等等。 本申请对其具体形式并不做限定。 0097 步骤S4, 打印面成像装置420采集在第一预定位置组的光斑图像。 0098 此时, 打印面成像装置420已在步骤S2中完成了几何标定。 0099 步骤S5, 根。
35、据光斑在不同预定位置的形状计算光斑在不同预定位置的中心。 0100 步骤S6, 计算光斑在不同预定位置的中心与对振镜系统200的控制量之间的关系, 校准振镜系统200。 0101 光斑在不同预定位置的中心即为不同预定位置的实际光斑中心, 其与控制模块对 振镜系统200的控制量之间进行比较计算, 即可校准振镜系统200。 0102 进一步地, 本实施例方法在步骤S6(计算光斑在不同预定位置的中心与对振镜系 统200的控制量之间的关系, 校准振镜系统200)之后, 还可以包括: 0103 步骤S01, 控制校准后的振镜系统200, 根据第二预定位置组形成光斑。 0104 第二预定位置组也包括多个不。
36、同的预定位置。 其可以与第一预定位置组相同也可 以不同, 本申请对此没有限制。 0105 步骤S02, 打印面成像装置420采集在第二预定位置组的光斑图像。 0106 步骤S03, 存储打印面成像装置采集的光斑图像作为振镜参考图像。 0107 以上步骤S1至步骤S03可以为首次或者前一次校准。 当增材制造装备完成首次或 者前一次校准后, 再次使用时, 增材制造装备的校准方法可以在步骤S03之后包括: 0108 步骤S001, 控制振镜系统200根据第二预定位置组形成光斑。 0109 步骤S002, 打印面成像装置420采集在第二预定位置组的光斑图像。 0110 步骤S003, 根据光斑在不同预。
37、定位置的形状计算光斑在不同预定位置的中心。 0111 步骤S004, 计算光斑在不同预定位置的中心与振镜参考图像之间的关系, 校准振 镜系统。 0112 在一个实施例中, 增材制造装备还包括聚焦系统500。 在步骤S6(计算光斑在不同 预定位置的中心与对振镜系统200的控制量之间的关系, 校准振镜系统200)之后, 还包括: 0113 步骤S11, 控制校准好的振镜系统200在第三预定位置组形成光斑。 0114 第三预定位置组也包括多个不同的预定位置。 其可以与第一预定位置组相同也可 说明书 6/8 页 9 CN 111660559 A 9 以不同, 本申请对此没有限制。 0115 步骤S12。
38、, 打印面成像装置420采集在第三预定位置组的光斑图像。 0116 步骤S13, 根据光斑在不同预定位置的形状计算光斑在不同预定位置的焦点。 0117 由于不同位置的光斑在打印面成像装置420的夹角不同, 因此其在打印面成像装 置420的成像形状也不同。 此时, 可以根据光斑在不同预定位置的形状以及激光焦距等计算 光斑在不同预定位置的焦点。 0118 步骤S14, 计算光斑在不同预定位置的焦点与对聚焦系统500的控制量之间的关 系, 校准聚焦系统500。 0119 进一步地, 在步骤S14(计算光斑在不同预定位置的焦点与其对聚焦系统500的控 制量之间的关系, 校准聚焦系统500之后), 还包。
39、括: 0120 步骤S15, 控制校准后的振镜系统200, 根据第四预定位置组形成光斑。 0121 第四预定位置组也包括多个不同的预定位置。 其可以与第三预定位置组相同也可 以不同, 本申请对此没有限制。 0122 步骤S16, 打印面成像装置采集在第四预定位置组的光斑图像。 0123 步骤S17, 存储打印面成像装置采集的光斑图像作为聚焦参考图像。 0124 以上步骤S1至步骤S17为可以为首次或者前一次校准。 当增材制造装备完成首次 或者前一次校准后, 再次使用时, 增材制造装备的校准方法可以在步骤S17之后包括: 0125 步骤S101, 校准振镜系统200。 0126 振镜系统200的。
40、校准方法可以参考前述实施例步骤S04至步骤S07。 0127 步骤S102, 控制校准好的振镜系统200根据第四预定位置组形成光斑。 0128 步骤S103, 打印面成像装置420采集在第四预定位置组的光斑图像。 0129 步骤S104, 根据光斑在不同预定位置的形状计算光斑在不同预定位置的焦点。 0130 步骤S105, 计算光斑在不同预定位置的中心与聚焦参考图像之间的关系, 校准聚 焦系统500。 0131 在一个实施例中, 校准系统还包括熔池成像装置430。 在步骤S6(计算光斑在不同 预定位置的中心与其对振镜系统200的控制量之间的关系, 校准振镜系统200)之后, 还包 括: 013。
41、2 步骤S21, 控制校准好的振镜系统在第五预定位置组形成光斑。 0133 第五预定位置组第三预定位置组也包括多个不同的预定位置。 其可以与第一预定 位置组相同也可以不同, 本申请对此没有限制。 0134 步骤S22, 打印面成像装置420与熔池成像装置430同时采集在第五预定位置组的 光斑图像。 0135 步骤S23, 对比打印面成像装置的图像和熔池成像装置的图像, 对熔池成像装置进 行几何标定。 0136 进一步地, 在步骤S23之后, 还包括: 0137 步骤S24, 控制校准好的振镜系统200, 使得熔池成像装置430能观察到标准热源 440。 0138 标准热源的图像经过振镜系统20。
42、0反馈后达到熔池成像装置430。 因此, 可以通过 控制振镜系统200, 使得熔池成像装置430能观察到标准热源440。 说明书 7/8 页 10 CN 111660559 A 10 0139 步骤S25, 熔池成像装置430在标准热源440稳定后采集标准热源的温度值。 0140 步骤S26, 以标准热源440为参考, 计算熔池成像装置430中的温度转换系数, 对熔 池成像装置430进行温度标定。 0141 以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合, 为使描述简洁, 未对上述实施例 中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述, 然而, 只要这些技术特征的组合不存在矛 盾, 都应当认为是本说明书记。
43、载的范围。 0142 以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式, 其描述较为具体和详细, 但并 不能因此而理解为对发明专利范围的限制。 应当指出的是, 对于本领域的普通技术人员来 说, 在不脱离本申请构思的前提下, 还可以做出若干变形和改进, 这些都属于本申请的保护 范围。 因此, 本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。 说明书 8/8 页 11 CN 111660559 A 11 图1 说明书附图 1/3 页 12 CN 111660559 A 12 图2 说明书附图 2/3 页 13 CN 111660559 A 13 图3 说明书附图 3/3 页 14 CN 111660559 A 14 。
- 内容关键字: 制造 装备 及其 校准 方法
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