[发明专利]用于多激光多扫描系统的校准装置及其校准方法

说明书

一种用于多激光多扫描系统的校准装置及其校准方法，其中校准装置包括：底板、两条导轨、滑动机构、多束检测激光、控制系统以及光电位置传感器，控制系统在拼接区域中选取一条拼接线，并在拼接线上选取多个检测点；控制系统通过移动至少一条滑动机构运动以驱动对应的光电位置传感器移动于多个检测点；且当某一光电位置传感器移动于某一检测点时，控制所有扫描系统进行偏转使得该拼接区域对应的所有检测激光依次入射该检测点，获取所有光电位置传感器的检测信息并根据检测信息对多个扫描系统进行校准。本发明避免了不同扫描系统扫描点位不重合导致的重复扫描或扫描分离带来的明显拼接痕迹，即减小了工作区域内的热应力，提高了整体成型质量。

技术领域

本发明涉及三维物体制造技术领域，特别是涉及一种用于多激光多扫描系统的校准装置及其校准方法。

背景技术

作为增材制造技术之一的选择性激光熔融技术，其基本过程是：供粉缸上升一个层厚以将一定量粉末送至工作区域，成型缸活塞或基板下降一个层的厚度，铺粉机构3将一层粉末材料平铺在成型缸的基板或已成型零件的上表面，振镜系统控制激光器按照该层的截面轮廓对实心部分粉末层进行扫描，使粉末熔化并与下面已成型的部分实现粘接。重复上述步骤，直至若干层扫描叠加以完成整个原型制造。

在上述快速成型技术的成型过程中，通常由一套振镜系统控制一个激光器来实现整个截面的扫描烧结。随着工业化智能制造和快速成型技术的发展，快速成型技术的应用越来越广泛；其烧结成型区域的截面面积逐渐增大，单振镜单激光器的配置已无法满足需求，加之对快速成型设备成形效率的不断提升。多振镜多激光分区扫描烧结成了快速成型领域面向高效率、大尺寸及批量智能制造的一种新成型工艺，是快速成型设备发展的新趋势。

然而在上述多振镜多激光快速成型技术中，如何精准实现多个激光对应扫描位置拼合，扩大扫描幅面成为技术关键。目前，多激光扫描拼接一般采用多个高能激光束在特制校准板上扫描固定位置，经扫描仪扫描并通过模块处理，输出图像文件进行位置比对，通过调整扫描系统实现不同激光对应扫描位置的重合程度来实现。该方法在校正前需经过定位、调平等一系列复杂操作，且校正过程中采集信息往往通过人工测量，主观性强，误差较大，无法满足精度要求。

发明内容

基于此，本发明提供了一种操作简单，自动化程度高，且具有良好的稳定性及精度的用于多激光多扫描系统的校准装置及其校准方法。

为了实现上述目的，本发明提供了一种用于多激光多扫描系统的校准装置，包括：底板、平行设置于底板上两侧的两条导轨、跨设在两条导轨上的至少一条滑动机构、多束检测激光、控制系统以及设置于滑动机构上的至少一个光电位置传感器，所述控制系统在至少一个拼接区域中选取一条拼接线，并在拼接线上选取多个检测点；控制系统通过移动至少一条滑动机构运动以驱动对应的光电位置传感器移动于多个检测点；且当某一光电位置传感器移动于某一检测点时，控制该拼接区域对应的所有扫描系统进行偏转使得该拼接区域对应的所有检测激光依次入射该检测点，获取所有光电位置传感器的检测信息并根据检测信息对多个扫描系统进行校准。

作为本发明的进一步优选方案，所述底板上设有至少三个调平孔，每个调平孔内均设有螺旋微动机构，以通过分别旋转三个调平孔内的螺旋微动机构使得底板平行于水平面。

作为本发明的进一步优选方案，所述检测激光和扫描系统的数量均为2，且所述光电传感器移动或固定安装于滑动机构上。

作为本发明的进一步优选方案，所述拼接线贯穿拼接区域的整个长度方向，且拼接线为直线或曲线。

作为本发明的进一步优选方案，所述检测点的数量为两个，且分别位于拼接线的两个端点。

本发明还提供了一种用于多激光多扫描系统的校准装置的校准方法，包括以下步骤：

控制系统在至少一个拼接区域中选取一条拼接线，并在拼接线上选取多个检测点；