本發(fā)明涉及3d打印機技術領域，特別涉及一種振鏡掃描系統(tǒng)的校準裝置及應用其的3d打印機系統(tǒng)。

背景技術：

3d打印，是增材制造的俗稱，其核心是數(shù)字化、智能化制造與材料科學的結合。與傳統(tǒng)上對原材料進行切削的減材制造方法正相反，3d打印的過程好比用磚頭砌墻，逐層增加材料，最終形成產品。

3d打印不需要模具，可以直接進行樣品原型制造，因而大大縮短了從圖紙到實物的時間。任何形狀復雜的零件，都可以被分解為一系列二維制造的疊加。這種快速制造的理念還衍生出多種不同的技術類型，除了sla，常見的有熔融沉積造型（fdm）、三維打?。?dp）、選擇性激光燒結（sls）等，其基本工作原理都是逐層增加材料，最終形成產品，因此，這些技術都被通俗地稱作3d打印。sls技術所制造的產品的物理性能是其中最接近最終產品的技術，是目前國外小批量產品的制造的首選技術。

3d打印中sls、sla、slm等技術均有賴于激光的掃描輸出，掃描誤差是這些技術中的常見問題，制造工藝、安裝精度等原因，再掃描一個圖形位置時必定存在誤差，需要采取措施進行位置校準，達到掃描位置輸出的實際位置與圖形的實際位置保持在誤差要求方位內。

傳統(tǒng)方法采用的步驟如下：

1、使用帶固定網(wǎng)格狀黑底白邊陣列的膠片，將其放置在激光掃描位置，且對齊位置；

2、在膠片上打固定格式的位置點，使黑底框膠片上呈現(xiàn)燒灼的點，該點按照陣列分布；

3、使用掃描儀掃描膠片上燒灼點位置，判斷是否在黑底框陣列的中心，并計算誤差位置；

4、將誤差位置列表導入程序中；

該方法存在以下顯而易見的誤差影響與不足：

1、網(wǎng)格狀黑底白邊陣列膠片的陣列誤差，圖片文件需要進行預處理才能識別；

2、膠片放置不平整的誤差；

3、掃描儀掃描得到的尺寸誤差；

4、軟件計算誤差；

5、操作時間長，至少需要3h，全程手工操作；

因而現(xiàn)有技術還有待改進和提高。

技術實現(xiàn)要素：

鑒于上述現(xiàn)有技術的不足之處，本發(fā)明的目的在于提供一種振鏡掃描系統(tǒng)的校準裝置，能更快速、準確的校準誤差，提高產品質量。

為了達到上述目的，本發(fā)明采取了以下技術方案：

一種振鏡掃描系統(tǒng)的校準裝置，用于校準3d打印機的打印精度，所述校準裝置包括：校準裝置本體，在所述校準裝置本體上設置有：

激光接收感應裝置，用于接收3d打印機激光器發(fā)射的激光光斑；

驅動機構，用于控制激光接收感應裝置的坐標位置；

通訊模塊，用于與3d打印機通訊連接，獲取3d打印機發(fā)射激光束的位置信號；

控制模塊，用于根據(jù)激光光斑計算光斑坐標位置，并結合激光束的位置信號獲取各點誤差值，逐點取值，最終取得整個點陣范圍內的位置誤差表，3d打印機的振鏡系統(tǒng)利用位置誤差程序查表計算輸出的準確位置。

所述的振鏡掃描系統(tǒng)的校準裝置中，所述激光接收感應裝置包括一激光束接收窗口，所述激光束接收窗口的直徑為0.1mm。

所述的振鏡掃描系統(tǒng)的校準裝置中，所述激光器包括依次設置的分束鏡和擴束鏡，使激光束衰減與整形，便于激光接收感應裝置的檢測識別。

所述的振鏡掃描系統(tǒng)的校準裝置中，所述驅動機構包括兩根平行的y軸導軌和連接兩y軸導軌的x軸導軌，所述兩y軸導軌上均設置有第一滑塊，所述x軸導軌設置有第二滑塊，所述x軸導軌的兩端分別固定在第一滑塊上，所述激光接收感應裝置設置于第二滑塊上；所述驅動機構還包括用于驅動第一滑塊沿y軸導軌滑動的第一電機和用于驅動第二滑塊沿x軸導軌滑動的第二電機，所述第一電機和第二電機與控制模塊連接，由控制模塊根據(jù)所述誤差值調節(jié)激光接收感應裝置的坐標來校準誤差。

所述的振鏡掃描系統(tǒng)的校準裝置中，所述校準裝置本體上設置有用于手動控制激光接收感應裝置移動的按鈕和用于顯示激光接收感應裝置的坐標的顯示屏，所述按鈕和顯示屏均與控制模塊連接。

所述的振鏡掃描系統(tǒng)的校準裝置中，所述驅動機構帶動的激光感應裝置所運動的點與振鏡所要掃描的點一一對應。

所述的振鏡掃描系統(tǒng)的校準裝置中，所述驅動機構帶動的激光感應裝置所運動的部分點是檢測裝置默認的，如中心點、指定的最外側點、按指定點陣位置的點。

所述的振鏡掃描系統(tǒng)的校準裝置中，所述激光接收感應裝置為ccd鏡頭、或者光電池。

所述的振鏡掃描系統(tǒng)的校準裝置中，所述校準裝置本體的底座上設有三個圓錐形定位點，用于不經(jīng)過精確測量即可將校準裝置準確放置在待檢驗的3d打印機檢測位置上。

一種3d打印機系統(tǒng)，包括3d打印機和上述任意一項所述的振鏡掃描系統(tǒng)的校準裝置，所述3d打印機與所述校準裝置通訊連接。

相較于現(xiàn)有技術，本發(fā)明提供的振鏡掃描系統(tǒng)的校準裝置，包括校準裝置本體，所述校準裝置本體上設置有激光接收感應裝置、驅動機構、通訊模塊和控制模塊，3d打印機上的激光按照點陣位置逐點輸出激光，通過所述驅動機構使激光接收感應裝置移動至激光束的位置上，并檢測激光束信號，此時有可能并未能檢測到該信號，驅動機構帶動激光接收器延監(jiān)測點做規(guī)則運動，直至檢測到該信號，通過控制模塊根據(jù)該信號所處坐標計算光斑該點位置坐標，并獲取該點誤差值，驅動機構將激光接收感應裝置移動至激光束輸出的下一個點上，循環(huán)以上步驟，逐點取得誤差值，最終取得整個點陣范圍內的位置誤差表，校準系統(tǒng)將該誤差表傳輸至3d打印機的振鏡控制系統(tǒng)中，振鏡控制系統(tǒng)利用位置誤差查表程序即可快速計算激光輸出的準確位置。本發(fā)明全程無需人工操作，且大大節(jié)省了校準時間，有效提高了振鏡掃描系統(tǒng)的校準精度及3d打印機的打印精度。

附圖說明

圖1為本發(fā)明提供的振鏡掃描系統(tǒng)的校準裝置的示意圖。

圖2為本發(fā)明提供的振鏡掃描系統(tǒng)的校準裝置結構框圖。

具體實施方式

鑒于上述現(xiàn)有技術的不足之處，本發(fā)明的目的在于提供一種振鏡掃描系統(tǒng)的校準裝置，能更快速、準確的校準誤差，提高產品質量。

為使本發(fā)明的目的、技術方案及效果更加清楚、明確，以下參照附圖并舉實施例對本發(fā)明進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

請參閱圖1和圖2，本發(fā)明提供的振鏡掃描系統(tǒng)的校準裝置，用于校準3d打印機的打印精度，所述校準裝置包括：校準裝置本體1，所述校準裝置本體1上設置有用于開啟和關閉的開關按鈕11，在所述校準裝置本體1上設置有：

激光接收感應裝置10，用于接收3d打印機激光器50發(fā)射的激光光斑；

驅動機構20，用于控制激光接收感應裝置10的坐標位置；

通訊模塊60，用于與3d打印機通訊連接，獲取3d打印機的激光器50發(fā)射激光束501的位置信號；

控制模塊70，用于根據(jù)激光光斑計算光斑坐標位置，并結合激光束501的位置信號獲取誤差值，逐點取值，最終取得整個點陣范圍內的位置誤差表，3d打印機的振鏡系統(tǒng)（圖中未示出）利用位置誤差程序查表即可計算輸出的準確位置。

具體的，所述激光接收感應裝置10包括一激光束接收窗口（圖中未示出），所述激光束接收窗口的直徑為0.1mm，該規(guī)格的激光束接收窗口可以更精確激光光斑的顯示位置點，而且反應靈敏度好。

所述激光器50包括依次設置的分束鏡（圖中未示出）和擴束鏡（圖中未示出），使激光束501依次聚焦與擴束，使激光束衰減與整形，便于激光接收感應裝置10的檢測識別，更進一步提高校準精度，確保打印質量。

請繼續(xù)參閱圖1，所述驅動機構20包括兩根平行的y軸導軌201和連接兩y軸導軌201的x軸導軌202，所述兩y軸導軌201上均設置有第一滑塊203，所述x軸導軌202設置有第二滑塊204，所述x軸導軌202的兩端分別固定在第一滑塊203上，所述激光接收感應裝置10設置于第二滑塊204上；所述驅動機構20還包括用于驅動第一滑塊203沿y軸導軌201滑動的第一電機（圖中未示出）和用于驅動第二滑塊204沿x軸導軌202滑動的第二電機（圖中未示出），所述第一電機和第二電機與控制模塊連接，由控制模塊根據(jù)所述誤差值調節(jié)激光接收感應裝置10的坐標來校準誤差，具體的，所述第二滑塊204的運動位置依據(jù)激光輸出要求的準確位置，所述激光接收感應裝置10按照該位置進行一個范圍內的掃描，所述激光接收感應裝置10接收到激光束501的位置點后，激光束501進行位置點陣列，所述激光接收感應裝置10逐次讀取陣列的所有點的誤差，運算后得到一個誤差坐標系統(tǒng)文件，所述3d打印機自動讀取坐標系統(tǒng)文件，得到校準誤差。

進一步的，所述驅動機構20帶動的激光接收感應裝置10所運動的點與3d打印機的振鏡(圖中未示出)所要掃描的點一一對應。

更進一步的，所述激接收感應裝置10所運動的部分點是控制模塊70默認的，如中心點、指定的最外側點、按指定點陣位置的點。

所述校準裝置本體1上設置有用于手動控制激光接收感應裝置10移動的按鈕30和用于顯示激光接收感應裝置10的坐標的顯示屏40，所述按鈕30和顯示屏40均與控制模塊連接，可以通過按鈕30手動控制檢測頭的移動位置，所述控制模塊可以通過二次元做自身的位置校準。

進一步的，所述激光接收感應裝置10為ccd鏡頭、或者光電池，可根據(jù)實際需要自行選擇。

所述校準裝置本體1的底座上有三個圓錐形定位點（圖中未示出），用于不經(jīng)過精確測量即可將校準裝置準確放置在待檢驗的3d打印機檢測位置上，進一步的節(jié)省了校準所用時間，提高了工作效率。

本發(fā)明還提供一種3d打印機系統(tǒng)，包括3d打印機和上述的振鏡掃描系統(tǒng)的校準裝置，所述3d打印機與所述校準裝置通訊連接。

所述的振鏡掃描系統(tǒng)的校準裝置的操作方法，包括以下步驟：

1)校準裝置開機后位置初始化，與被3d打印機之間的通訊初始化，也可采用wifi無線連接；

2)3d打印機進入檢測流程，驅動機構驅動激光接收感應裝置運動；

3)激光器輸出低功率，使用分束鏡與擴束鏡將光束進一步衰減與整形，便于檢測元件的檢測識別；

4)采用ccd鏡頭讀取光斑形狀，軟件計算光斑中心點，得到光斑坐標位置，并向3d打印機進行數(shù)據(jù)傳輸。

綜上所述，本發(fā)明提供的振鏡掃描系統(tǒng)的校準裝置，包括校準裝置本體，所述校準裝置本體上設置有激光接收感應裝置、驅動機構、通訊模塊和控制模塊，3d打印機上的激光按照點陣位置逐點輸出激光，通過所述驅動機構使激光接收感應裝置移動至激光束的位置上，并檢測激光束信號，如未能檢測到該信號，驅動機構帶動激光接收感應裝置做規(guī)則運動，直至檢測到該信號，通過控制模塊根據(jù)該信號所處坐標計算光斑該點位置坐標，并獲取該點誤差值，驅動機構將激光接收感應裝置移動至激光束輸出的下一個點上，循環(huán)以上步驟，逐點取得誤差值，最終取得整個點陣范圍內的位置誤差表，校準系統(tǒng)將該誤差表傳輸至3d打印機的振鏡控制系統(tǒng)中，振鏡控制系統(tǒng)利用位置誤差查表程序即可快速計算激光輸出的準確位置。本發(fā)明全程無需人工操作，且大大節(jié)省了校準時間，有效提高了振鏡掃描系統(tǒng)的校準精度及3d打印機的打印精度。

可以理解的是，對本領域普通技術人員來說，可以根據(jù)本發(fā)明的技術方案及其發(fā)明構思加以等同替換或改變，而所有這些改變或替換都應屬于本發(fā)明所附的權利要求的保護范圍。