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[發明專利]用于激光快速成型設備的鋪粉精確控制裝置及方法在審

專利信息
申請號: 201710607458.7 申請日: 2017-07-24
公開(公告)號: CN107199339A 公開(公告)日: 2017-09-26
發明(設計)人: 張巍;張辰;楊波;白戎;劉大巍;孫婷婷 申請(專利權)人: 長春德信光電技術有限公司
主分類號: B22F3/105 分類號: B22F3/105;B33Y30/00;B33Y10/00
代理公司: 長春市吉利專利事務所22206 代理人: 李曉莉
地址: 130103 吉林*** 國省代碼: 吉林;22
權利要求書: 查看更多 說明書: 查看更多
摘要:
搜索關鍵詞: 用于 激光 快速 成型 設備 精確 控制 裝置 方法
【權利要求書】:

1.用于激光快速成型設備的鋪粉精確控制裝置,其特征是:包括刮刀運動控制器(1)、刮刀高度調節器(2)、鋪粉刮刀(3)、激光位移傳感器(4)、導軌(5)、成型缸(6)、鋪粉基板(7)、鋪粉基板運動控制器(8)、送粉缸(9)、送粉基板(10)、送粉基板運動控制器(11)、回收缸(12)、成型面板(13)及支撐板(14),所述刮刀運動控制器(1)為直線運動控制器并在電流控制下沿導軌(5)往復運動;所述刮刀高度調節器(2)下表面通過螺絲與刮刀運動控制器(1)上表面連接;所述鋪粉刮刀(3)橫截面為L形,其通過螺絲與刮刀高度調節器(2)上表面連接;所述激光位移傳感器(4)通過螺絲與鋪粉刮刀(3)連接;所述導軌(5)通過螺絲安裝在成型面板(13)上表面;所述鋪粉基板運動控制器(8)的上端通過螺絲與鋪粉基板(7)連接;所述送粉基板運動控制器(11)的上端通過螺絲與送粉基板(10)連接;所述鋪粉基板(7)設置在成型缸(6)內,且鋪粉基板(7)邊緣通過潤滑介質與成型缸(6)的缸壁接觸,其沿成型缸(6)的缸壁上下運動;所述送粉基板(10)設置在送粉缸(9)內,送粉基板(10)邊緣通過潤滑介質與送粉缸(9)的缸壁接觸,其沿送粉缸(9)的缸壁上下運動;所述成型缸(6)、送粉缸(9)及回收缸(12)上沿與鋪粉面板(13)上表面平齊,成型缸(6)、送粉缸(9)及回收缸(12)均與成型面板(13)連接,其中回收缸(12)與成型面板(13)為拆卸式緊固連接;所述鋪粉基板運動控制器(8)及送粉基板運動控制器(11)分別通過螺絲與支撐板(14)連接;

其中刮刀運動控制器(1)、刮刀高度調節器(2)、激光位移傳感器(4)、

鋪粉基板運動控制器(8)及送粉基板運動控制器(11)均與工控機連接;

所述刮刀運動控制器(1)為電動滑臺,運動速度為100mm/s;

所述激光位移傳感器(4)為高精度位移傳感器,測試精度1μm;

所述鋪粉基板運動控制器(8)和送粉基板運動控制器(11)為電缸,運動精度10μm。

2.根據權利要求1所述的用于激光快速成型設備的鋪粉精確控制裝置,其特征是:所述成型缸(6)和送粉缸(9)焊接在鋪粉面板(13)上。

3.根據權利要求1所述的用于激光快速成型設備的鋪粉精確控制裝置,其特征是:所述成型缸(6)和送粉缸(9)通過螺絲連接在鋪粉面板(13)上。

4.根據權利要求1所述的用于激光快速成型設備的鋪粉精確控制裝置,其特征是:所述成型缸(6)和送粉缸(9)分別與鋪粉面板(13)卡扣連接。

5.根據權利要求1所述的用于激光快速成型設備的鋪粉精確控制裝置,其特征是:所述回收缸(12)與成型面板(13)通過螺絲連接。

6.根據權利要求1所述的用于激光快速成型設備的鋪粉精確控制裝置,其特征是:所述回收缸(12)與成型面板(13)卡扣連接。

7.用于激光快速成型設備的鋪粉精確控制方法,其特征是:采用如權利要求6中任意一項所述的用于激光快速成型設備的鋪粉精確控制裝置,導軌(5)的一端為送粉端,導軌(5)的另一端為收粉端,具體包括以下步驟:

步驟一、預先設定初始位置,鋪粉刮刀(3)初始位置位于導軌(5)的送粉端;鋪粉基板(7)與成型面板(13)平齊;送粉基板(10)位于送粉缸(9)的底部;送粉缸(9)內盛滿金屬粉末,且金屬粉末頂端與鋪粉刮刀(3)下端刀刃平齊;

步驟二、鋪粉基板(7)在鋪粉基板運動控制器(8)的控制下沿成型缸(6)的缸壁下降一定距離h1,使鋪粉基板(7)上表面與鋪粉刮刀(3)下端刀刃具有預定垂直距離h2;鋪粉刮刀(3)此時在刮刀運動控制器(1)的控制下沿導軌(5)從送粉端向收粉端移動,鋪粉刮刀(3)位于鋪粉基板(7)上方時,激光位移傳感器(4)測量鋪粉刮刀(3)下端刀刃與鋪粉基板(7)上表面實際距離,并將測得的實際距離和預定垂直距離h2之間的誤差信息傳遞給工控機,工控機接收誤差信息經計算分析后將誤差信息反饋給鋪粉基板運動控制器(8),同時向鋪粉基板運動控制器(8)發送推動鋪粉基板(7)上下移動的操作指令,鋪粉基板運動控制器(8)接收工控機向其發送的誤差信息及推動鋪粉基板(7)上下移動的操作指令,并執行,使鋪粉刮刀(3)與鋪粉基板(7)實際距離與預定垂直距離h2誤差減小,鋪粉刮刀(3)此時在刮刀運動控制器(1)的控制下沿導軌(5)返回送粉端;鋪粉刮刀(3)在刮刀運動控制器(1)的控制下沿導軌(5)再次從送粉端向收粉端移動,鋪粉刮刀(3)位于鋪粉基板(7)上方時,激光位移傳感器(4)測量鋪粉刮刀(3)下端刀刃與鋪粉基板(7)上表面實際距離,重復上述過程,減小鋪粉刮刀(3)下端刀刃與鋪粉基板(7)實際距離與預定垂直距離h2誤差;送粉基板(10)在送粉基板運動控制器(11)推動下向上移動一個距離,將金屬粉末推出,鋪粉刮刀(3)此時在刮刀運動控制器(1)的控制下沿導軌(5)從送粉端向收粉端移動,將送粉基板(10)推出的金屬粉末刮到鋪粉基板(7)上,在鋪粉基板(7)上均勻地鋪一層金屬粉末,鋪粉刮刀(3)在刮刀運動控制器(1)控制下沿導軌(5)帶動多余的金屬粉末繼續向收粉端移動,直至金屬粉末落入回收缸(12);按照工藝要求,啟動激光快速成型設備對鋪粉基板(7)上的金屬粉末選擇性掃描,金屬粉末熔融,在鋪粉基板(7)上形成待加工的零件底層;

步驟三、鋪粉基板(7)在鋪粉基板運動控制器(8)的控制下沿成型缸(6)的缸壁下降一定距離h1,鋪粉刮刀(3)在刮刀運動控制器(1)控制下沿導軌(5)從收粉端向送粉端移動,在位于鋪粉基板(7)上方時,激光位移傳感器(4)測量鋪粉刮刀(3)下端刀刃與鋪粉基板(7)上的金屬粉末層上表面實際距離,并將測得的實際距離和步驟二中所述預定垂直距離h2誤差信息傳遞給工控機;

步驟四、重復步驟一到步驟三,零件在成型缸(6)中逐層加工成型,直至零件加工完成。

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