【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)屬于激光3d打印領(lǐng)域，尤其涉及一種多激光頭拼接校準(zhǔn)裝置及拼接校準(zhǔn)方法。
技術(shù)介紹
1、激光3d打印使用的是一束激光，經(jīng)過振鏡模塊反射后，在打印工作面上逐層進(jìn)行圖案掃描打印的一種方式。根據(jù)打印材質(zhì)不同，目前共有sla、sls、slm等幾種類型。隨著激光3d打印技術(shù)的逐漸成熟，打印需求已經(jīng)從能實現(xiàn)打印向高效率實現(xiàn)打印過渡，要實現(xiàn)高效率打印最常用的就是多振鏡方案，使用2只以上的振鏡進(jìn)行同時打印。多只振鏡共同打印零件就需要將多只振鏡打印的區(qū)域進(jìn)行精確拼接，使得不同振鏡打印圖像之間的部分能夠精確拼接。
2、目前常規(guī)的拼接校準(zhǔn)方案是使用多振鏡打印網(wǎng)格文件，如申請公布號為cn117549554a的多振鏡拼接自動校正方法，屬于3d打印
，該方法包括以下步驟：步驟1?.定義多個校準(zhǔn)點，將其中一個振鏡設(shè)置為參考振鏡，其余振鏡設(shè)置為校準(zhǔn)振鏡，在參考振鏡的光路上設(shè)置用于采集反射回來的光斑光束的采集系統(tǒng)；步驟2?.采集系統(tǒng)依次記錄各校準(zhǔn)振鏡在各校準(zhǔn)點的光斑與參考振鏡在對應(yīng)校準(zhǔn)點的光斑的偏差值；步驟3?.對各校準(zhǔn)振鏡進(jìn)行補(bǔ)償計算得到各校準(zhǔn)振鏡的校準(zhǔn)參數(shù)；步驟4?.按照各校準(zhǔn)振鏡的校準(zhǔn)參數(shù)對各校準(zhǔn)振鏡進(jìn)行校正。
3、以兩個振鏡打印n*n的網(wǎng)格校準(zhǔn)拼接位置為例，兩只振鏡在打印工作面上分別打印n*n的網(wǎng)格，然后測量兩只振鏡打印的網(wǎng)格的格點坐標(biāo)，通過測量的格點的坐標(biāo)偏差來矯正兩只振鏡的拼接偏差，分別對任意兩個振鏡進(jìn)行網(wǎng)格逐點矯正，在n*n個節(jié)點兩只振鏡的位置全部重疊，則兩個振鏡的拼接不會再有偏差。但是多個振鏡的拼接矯正網(wǎng)格是
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本專利技術(shù)的目的在于提供一種多激光頭拼接校準(zhǔn)裝置及拼接校準(zhǔn)方法，以解決打印工作面的距離出現(xiàn)變化或者傾斜時需重復(fù)校準(zhǔn)拼接的問題。
2、為了解決上述技術(shù)問題，本專利技術(shù)提供的技術(shù)方案為：
3、本專利技術(shù)涉及一種多激光頭拼接校準(zhǔn)裝置，包括多個激光振鏡和打印工作面，其還包括多振鏡平臺和至少3個距離傳感器；所述的多振鏡平臺水平設(shè)置于打印工作面的上方，所述的激光振鏡均設(shè)置于多振鏡平臺的下表面，所述的距離傳感器非直線地設(shè)置于多振鏡平臺的下表面，且各距離傳感器均垂直向下。
4、所述的距離傳感器之間的間距與測量打印工作面的位置與傾斜精度成正比，在不超過多振鏡平臺或打印工作面尺寸范圍內(nèi)盡可能大，以提高檢測打印工作面距離以及傾斜的精度。
5、優(yōu)選地，所述的多個激光振鏡為多個單獨的振鏡模塊或為一個包含多只激光振鏡的模塊。
6、本專利技術(shù)還涉及一種多激光頭拼接校準(zhǔn)方法，其基于多激光頭拼接校準(zhǔn)裝置實現(xiàn)，所述的多激光頭拼接校準(zhǔn)裝置包括多個激光振鏡和打印工作面；其還包括多振鏡平臺和至少3個距離傳感器；所述的多振鏡平臺水平設(shè)置于打印工作面的上方，所述的激光振鏡均設(shè)置于多振鏡平臺的下表面，所述的距離傳感器非直線地設(shè)置于多振鏡平臺的下表面，且各距離傳感器均垂直向下；
7、所述的多激光頭拼接校準(zhǔn)方法包括以下步驟：
8、s1.以多振鏡平臺的底面為xy軸平面，距離傳感器的朝向為z軸方向，建立坐標(biāo)系，構(gòu)建打印工作面平面方程；
9、s2.獲取至少3個不在一條直線上的距離傳感器的位置坐標(biāo)，用相應(yīng)的距離傳感器測量各坐標(biāo)位置處多振鏡平臺與打印工作面之間的間距，并記錄；
10、s3.將s2中獲取的位置坐標(biāo)及對應(yīng)的間距代入打印工作面平面方程中，解方程獲取打印工作面平面方程中的方程系數(shù)；
11、s4.基于打印工作面平面方程及任意兩個激光振鏡的拼接點的坐標(biāo)，分別計算兩個激光振鏡的偏轉(zhuǎn)角度；
12、s5.根據(jù)不同振鏡的不同拼接點的坐標(biāo)，重復(fù)s4步驟，完成所有振鏡的所有拼接點的激光振鏡偏轉(zhuǎn)角度矯正計算。
13、優(yōu)選地，所述s1中構(gòu)建的打印工作面平面方程的表達(dá)式為：
14、ax+by+cz+d=0?（1），
15、其中，a、b、c、d分別為方程系數(shù)，x表示x軸坐標(biāo)，y表示y軸坐標(biāo)，z表示z軸坐標(biāo)。
16、優(yōu)選地，所述s4計算兩個激光振鏡的偏轉(zhuǎn)角度的計算公式為：
17、（2），
18、（3），
19、（4），
20、（5），
21、其中，αi’為振鏡i在x方向偏轉(zhuǎn)角度，αj’為振鏡j在x方向偏轉(zhuǎn)角度，βi’為振鏡i在y方向偏轉(zhuǎn)角度，βj’為振鏡j在x方向偏轉(zhuǎn)角度，f（x，l）表示所有振鏡在工作距離l時，x軸激光偏轉(zhuǎn)角度與光斑在打印工作面上的坐標(biāo)之間的函數(shù)關(guān)系，g（x，l）表示所有振鏡在工作距離l時，y軸激光偏轉(zhuǎn)角度與光斑在打印工作面上的坐標(biāo)之間的函數(shù)關(guān)系，?xα、yβ為振鏡i和振鏡j拼接點的坐標(biāo)的x軸坐標(biāo)和y軸坐標(biāo)，?xi、yi為振鏡i中心點的x軸坐標(biāo)和y軸坐標(biāo)，xj、yj為振鏡j中心點的x軸坐標(biāo)和y軸坐標(biāo)。
22、優(yōu)選地，所述的激光振鏡均采用f/θ鏡頭，振鏡i的xy軸激光偏轉(zhuǎn)角度與光斑在打印工作面上的坐標(biāo)之間的函數(shù)關(guān)系f（x，l）、振鏡j的xy軸激光偏轉(zhuǎn)角度與光斑在打印工作面上的坐標(biāo)之間的函數(shù)關(guān)系g（x，l）為線性函數(shù)。
23、采用本專利技術(shù)提供的技術(shù)方案，與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下有益效果：
24、本專利技術(shù)涉及的多激光頭拼接校準(zhǔn)裝置及拼接校準(zhǔn)方法包括多振鏡平臺和至少3個距離傳感器；所述的多振鏡平臺水平設(shè)置于打印工作面的上方，所述的激光振鏡均設(shè)置于多振鏡平臺的下表面，所述的距離傳感器非直線地設(shè)置于多振鏡平臺的下表面，且各距離傳感器均垂直向下，通過構(gòu)建打印工作面平面方程，基于距離傳感器的位置坐標(biāo)及對應(yīng)的間距解平面方程，最后基于打印工作面平面方程及任意兩個激光振鏡的拼接點的坐標(biāo)，分別計算兩個激光振鏡的偏轉(zhuǎn)角度。如此，當(dāng)打印工作面的工作距離發(fā)生變化或者打印工作面出現(xiàn)傾斜時，自動計算多激光頭拼接時振鏡的旋轉(zhuǎn)角度，而不再需要重新再次使用儀器矯正。
25、附圖說明
26、圖1是不同的工作距離多振鏡之間的拼接位置的展示圖；
27、圖2是本專利技術(shù)涉及的多激光頭拼接校準(zhǔn)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
28、圖3是計算兩個激光振鏡的偏轉(zhuǎn)角度。
本文檔來自技高網(wǎng)...【技術(shù)保護(hù)點】
1.一種多激光頭拼接校準(zhǔn)裝置，包括多個激光振鏡和打印工作面，其特征在于：其還包括多振鏡平臺和至少3個距離傳感器；所述的多振鏡平臺水平設(shè)置于打印工作面的上方，所述的激光振鏡均設(shè)置于多振鏡平臺的下表面，所述的距離傳感器非直線地設(shè)置于多振鏡平臺的下表面，且各距離傳感器均垂直向下。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多激光頭拼接校準(zhǔn)裝置，其特征在于：所述的多個激光振鏡為多個單獨的振鏡模塊或為一個包含多只激光振鏡的模塊。
3.一種多激光頭拼接校準(zhǔn)方法，其特征在于：其基于多激光頭拼接校準(zhǔn)裝置實現(xiàn)，所述的多激光頭拼接校準(zhǔn)裝置包括多個激光振鏡和打印工作面；其還包括多振鏡平臺和至少3個距離傳感器；所述的多振鏡平臺水平設(shè)置于打印工作面的上方，所述的激光振鏡均設(shè)置于多振鏡平臺的下表面，所述的距離傳感器非直線地設(shè)置于多振鏡平臺的下表面，且各距離傳感器均垂直向下；
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的多激光頭拼接校準(zhǔn)方法，其特征在于：所述S1中構(gòu)建的打印工作面平面方程的表達(dá)式為：
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的多激光頭拼接校準(zhǔn)方法，其特征在于：所述S4計算兩個激光振鏡的偏轉(zhuǎn)角度的計算公
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的多激光頭拼接校準(zhǔn)方法，其特征在于：所述的激光振鏡均采用f/θ鏡頭，振鏡i的XY軸激光偏轉(zhuǎn)角度與光斑在打印工作面上的坐標(biāo)之間的函數(shù)關(guān)系f（X，L）、振鏡j的XY軸激光偏轉(zhuǎn)角度與光斑在打印工作面上的坐標(biāo)之間的函數(shù)關(guān)系g（X，L）為線性函數(shù)。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種多激光頭拼接校準(zhǔn)裝置，包括多個激光振鏡和打印工作面，其特征在于：其還包括多振鏡平臺和至少3個距離傳感器；所述的多振鏡平臺水平設(shè)置于打印工作面的上方，所述的激光振鏡均設(shè)置于多振鏡平臺的下表面，所述的距離傳感器非直線地設(shè)置于多振鏡平臺的下表面，且各距離傳感器均垂直向下。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多激光頭拼接校準(zhǔn)裝置，其特征在于：所述的多個激光振鏡為多個單獨的振鏡模塊或為一個包含多只激光振鏡的模塊。
3.一種多激光頭拼接校準(zhǔn)方法，其特征在于：其基于多激光頭拼接校準(zhǔn)裝置實現(xiàn)，所述的多激光頭拼接校準(zhǔn)裝置包括多個激光振鏡和打印工作面；其還包括多振鏡平臺和至少3個距離傳感器；所述的多振鏡平臺水平設(shè)置于打印工作面的...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：李兵濤，唐暉，李明之，郝兆洲，
申請(專利權(quán))人：愛司凱科技股份有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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