[发明专利]一种激光扫描快速成型设备的标定方法、装置及系统

说明书

本发明提供一种激光扫描快速成型设备的标定方法、装置及系统，方法包括：控制激光器发出的激光，并使振镜控制激光按照预先设置的至少3×3个理论点的阵列在基板上的位置形成十字组成的阵列，十字的中心点与理论点匹配，十字组成的阵列的范围与基板的尺寸一致；控制三维面扫描仪对基板的上表面进行三维扫描，得到三维模型；识别出十字的中心点并提取出三维坐标；选取十字组成的阵列中位于中心的十字的中心点为原点，得到每个十字的中心点相对于原点的相对坐标，将预先设置的理论点的阵列的坐标与十字的中心点相对于原点的相对坐标，设置为标定数据。完成全自动标定，简单高效且避免了激光对人眼造成的伤害；不需要额外制作标定板，降低成本。

技术领域

本发明涉及增材制造技术领域，尤其涉及一种激光扫描快速成型设备的标定方法、装置及系统。

背景技术

对激光扫描快速成型设备而言，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的关键部件有：控制器、激光器、振镜、标定板、基板构成，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

本发明为了解决现有的问题，提供一种激光扫描快速成型设备的标定方法、装置及系统。

为了解决上述问题，本发明采用的技术方案如下所述：

一种激光扫描快速成型设备的标定方法，包括如下步骤：S1：控制激光器发出的激光通过振镜，并使所述振镜控制所述激光按照预先设置的至少3×3个理论点的阵列在基板上的位置形成十字组成的阵列，其中，所述十字的中心点与所述理论点匹配，所述十字组成的阵列的范围与所述基板的尺寸一致；S2：控制三维面扫描仪对所述基板的上表面进行三维扫描，得到所述基板的上表面的三维模型；S3：从所述三维模型中识别出所述十字的中心点并提取出所述十字的中心点的三维坐标；S4：选取所述十字组成的阵列中位于中心的十字的中心点为原点，并根据每个所述十字的中心点的三维坐标得到每个所述十字的中心点相对于所述原点的相对坐标；S5：将所述预先设置的至少3×3个理论点的阵列的坐标与所述十字的中心点相对于所述原点的相对坐标，设置为标定数据，其中，所述标定数据用于标定所述激光扫描快速成型设备。

优选地，控制激光器发出的激光通过振镜，并使所述振镜控制所述激光按照预先设置的至少3×3个理论点的阵列在基板上的位置形成十字组成的阵列之前还包括如下步骤：T1：对所述激光器的激光光路进行调节，使所述激光光路的焦点位于所述基板的上表面。

优选地，控制激光器发出的激光通过振镜，并使所述振镜控制所述激光按照预先设置的至少3×3个理论点的阵列在基板上的位置形成十字组成的阵列之前还包括如下步骤：T2：调节所述基板的上下位置，使所述基板的上表面与实际成型面共面，其中，所述实际成型面是指激光扫描使材料固化的面。

优选地，采用所述激光器的指引光对所述基板的上表面进行扫描确保所述十字组成的阵列的范围与所述基板的尺寸一致。

优选地，在所述基板的上表面设置有光敏纸。

本发明还提供一种激光扫描快速成型设备的标定装置，采用如上任一所述的方法进行标定，包括：激光器，用于向外发出激光；振镜，用于控制所述激光打到基板的上表面上形成十字组成的阵列；基板，用于接受所述激光的扫描；三维扫描仪，用于对所述基板的上表面进行三维扫描，得到所述基板的上表面的三维模型；从所述三维模型中识别出所述十字的中心点并提取出所述十字的中心点的三维坐标；并进一步获得标定数据；控制器，用于控制所述激光器、所述振镜和所述三维扫描仪协同工作。