[实用新型]一种激光粉床熔融增材制造用光学监测系统

说明书

本实用新型提出一种激光粉床熔融增材制造用光学监测系统。所述监测系统包括光学相机平台和光学监测补光装置，所述光学相机平台包括一个相机安装板、一个俯仰角锁止器、一个L型支臂和多个螺栓；所述光学监测补光装置包括六个补光灯罩、一个补光环形灯架和六个灯座。本实用新型中的光学平台为LPBF外置设备，易于更换滤光片且拆卸方便。本实用新型光学补光装置中光源采用环形布置，环形中心位置与激光光源同心，在不影响激光扫描光路的前提下缺陷本影面积小、传感器图像特征谱灰度失真小。

技术领域

本实用新型属于机械制造技术领域，特别是涉及一种激光粉床熔融增材制造用光学监测系统。

背景技术

光学监测是激光粉床熔融增材制造中的重要成型质量监测手段之一，现有激光粉床熔融增材制造监测设备对工件缺陷不具备自动定位功能，且加工舱内不具备良好的照明条件，不便于增材制造工件后处理过程中的缺陷修复。

实用新型内容

本实用新型目的是为了解决现有激光粉床熔融增材制造光学监测缺陷光照阴影覆盖影响几何特征捕捉、缺陷位置定位不精确的问题，提出了一种激光粉床熔融增材制造用光学监测系统。

本实用新型是通过以下技术方案实现的，本实用新型提出一种激光粉床熔融增材制造用光学监测系统，所述监测系统包括光学相机平台和光学监测补光装置；所述光学相机平台包括一个相机安装板5、一个俯仰角锁止器3、一个L型支臂1和多个螺栓2；所述相机安装版5与俯仰角锁止器3由螺栓2连接，通过L型支臂1将俯仰角锁止器3与LPBF舱门板螺栓2连接；所述光学监测补光装置包括六个补光灯罩7、一个补光环形灯架6和六个灯座8；环形灯架6圆心与激光发生器镜片圆心同心，灯罩7通过螺纹外壁与灯座8内壁连接，每个灯座8与灯架6通过螺栓紧固连接。

进一步地，所述L型支臂1长支臂通过销轴4和螺栓2与俯仰角锁止器3连接固定，所述L型支臂1短支臂通过螺栓2与LPBF舱门连接。

进一步地，所述光学相机平台L型支臂1短支臂长15cm，终端与LPBF舱门通过螺栓连接，长支臂长30cm，终端与相机俯仰角锁止器通过销轴4连接，由螺栓2与螺栓孔配合锁止；光学监测补光装置灯架6外圈直径40cm，内圈直径28cm，六个补光灯通过螺栓均匀安装在灯架6内外圈之间六个灯座8上，光学监测补光装置由六个螺栓按转载LPBF加工舱顶部、灯架6与激光光源同心布置。

进一步地，光学相机平台俯仰角锁止器3具有45°、90°、135°三种角度调节，通过增加相机平台数目调整相机安装相对高度；补光装置中六个光源在LPBF加工平面激光扫描点形成光线重叠覆盖，灯架6与加工平面相对高度通过六个连接螺栓调整，进而控制六个光源形成的照明光线重叠区大小。

进一步地，所述短支臂终端设有一体平板，连接处采用圆角增加强度，长支臂俯仰角锁止螺栓设置限位槽；补光装置灯罩7中心留有光源供电系统通道，内部根据光源类型匹配不同内外径的套管。

进一步地，光学相机平台L型支臂1采用工字结构，直角处做圆角处理，且圆角半径尺寸统一为0.5mm；补光装置零件均为可拆卸连接，可通过不同标准螺栓与垫片调整灯光角度及光线重叠面积。

本实用新型的有益效果为：

1、本实用新型中的光学平台为LPBF外置设备，易于更换滤光片且拆卸方便；

2、本实用新型光学补光装置中光源采用环形布置，环形中心位置与激光光源同心，在不影响激光扫描光路的前提下缺陷本影面积小、传感器图像特征谱灰度失真小；

3、光学相机通过软件实现与LPBF制造设备加工参数记录，实现缺陷层三维定位与几何特征捕捉，便于LPBF加工缺陷精准后处理。

附图说明

图1是本实用新型光学相机平台支架的主视图；

图2是本实用新型光学相机平台支架的俯视图