一种具有测距功能的激光熔覆头的制作方法

本实用新型涉及一种具有测距功能的激光熔覆头，属于快速成型技术领域。

背景技术：

3D打印是一种以数字模型文件为基础，运用特殊蜡材、粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。常常在模具制造、工业设计等领域被用于制造模型或者用于一些产品的直接制造。在3D打印过程中，通常需要对打印平台进行升降控制。现有技术中，通常采用设置打印平台升降机构对打印平台进行升降控制，目前，常用的打印平台升降机构大致分为两种：（1）是通过一个电机连接单侧一根丝杆带动平台的升降运动；（2）另一种是通过两个电机连接两根丝杆同时带动平台的升降运动。

然而，现有技术中，无论采用何种方式控制打印平台的升降，其都是通过目测的方式观察打印平台与激光熔覆头之间的距离，进而控制打印平台的升降高度来配合打印特定零件。由于现有技术无法精密控制激光熔覆头与打印平台之间的距离，这样对于需要打印精密零件时，常会导致打印机的打印效果较差。

技术实现要素：

针对上述技术问题，本实用新型提供一种具有测距功能的激光熔覆头。

为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案是：一种具有测距功能的激光熔覆头，包括升降机构、激光熔覆头、测距单元、数据处理单元和控制中心，在所述激光熔覆头上设置控制激光熔覆头升降的升降机构，在所述激光熔覆头的侧壁设置若干测距单元，所述数据处理单元与所述控制中心连接，所述控制中心用于根据数据处理单元反馈的数据信息控制激光熔覆头的升降距离。

进一步地，所述测距单元至少为四个，且对称设置于所述激光熔覆头的侧壁上。

进一步地，所述测距单元为六个同一水平高度、且对称设置于所述激光熔覆头的侧壁上。

进一步地，所述测距单元为红外测距系统，其中所述红外测距系统包括红外测距传感器模块和单片机处理模块。

进一步地，所述红外测距传感器为型号为GP2Y0A21的红外测距传感器，所述单片机为型号为STM32的单片机。

进一步地，所述数据处理单元用于对测量数据进行后处理。

本实用新型由于采用以上技术方案，其达到的技术效果为：

（1）本实用新型所述具有测距功能的激光熔覆头，通过在激光熔覆头上设置升降机构、同时在所述激光熔覆头的侧壁设置若干测距单元，通过测距单元对激光熔覆头与打印平台之间的距离进行实时测量，可以精确控制激光熔覆头与打印平台之间的距离，并根据数据处理单元反馈的数据信息，通过控制中心实时控制升降机构的升降，进而控制激光熔覆头的升降，从而实现精确控制激光熔覆头与打印平台之间的距离的目的。采用本实用新型所述具有测距功能的激光熔覆头进行3D打印增材制造时，具有打印精度高、打印效果好的优点。

附图说明

下面结合附图对本实用新型作进一步说明：

图1是本实用新型的整体结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进行详细的描述。

如图1所示，本实用新型所述具有测距功能的激光熔覆头，包括升降机构1、激光熔覆头2、测距单元3、数据处理单元4和控制中心5，在所述激光熔覆头2上设置控制激光熔覆头升降的升降机构1，在所述激光熔覆头2的侧壁设置若干测距单元3；优选地，所述测距单元3至少为四个，且对称设置于所述激光熔覆头2的侧壁上，本实施方式中，进一步优选所述测距单元3为六个同一水平高度、且对称设置于所述激光熔覆头2的侧壁上；所述测距单元3与所述数据处理单元4连接，所述数据处理单元4与所述控制中心5连接，所述控制中心5用于根据数据处理单元4反馈的数据信息控制激光熔覆头2升降距离，所述控制中心为PC端。

进一步地，所述测距单元3可以为现有技术中任意可以实现测距功能的测距装置，本实施方式中，优选所述测距单元3为红外测距系统，其中所述红外测距系统包括红外测距传感器模块和单片机处理模块。进一步地，本实施方式中还优选所述红外测距传感器为型号为GP2Y0A21的红外测距传感器，所述单片机为型号为STM32的单片机。

进一步地，所述数据处理单元4为任意可实现数据处理功能的数据处理装置，例如，本实施方式中，优选所述数据处理单元4为西门子828D机床数控系统。

上述实施方式在使用时，通过在激光熔覆头上设置升降机构、同时在所述激光熔覆头的侧壁设置若干测距单元，首先对激光熔覆头与平台之间的距离进行手动测量记为Z1，并将数据记录在西门子828D机床数控系统内，通过测距单元对激光熔覆头与打印平台之间的距离进行实时测量，并将测量的数据反馈至数据处理单元，即西门子828D机床数控系统，数据处理单元对其测得的数据进行初步筛选，首先将同一组数据相比，测得的单个数值远远大于或小于正常误差范围内的数据一般可以理解为该测距单元的一侧可能置于平台外缘或测距单元下方有障碍物，因此需要将该数据剔除；剔除不合理数据后，数据处理单元将符合规定的一组测量数据进行进一步处理，计算出各数据的平均值，根据零件规整度，一般根据经验预先设定允许的误差范围为ɑ，并将ɑ输入数据处理单元，数据处理单元将计算出的平均值与Z1相比，当与Z1的差值的绝对值在ɑ内时，不需要调整激光熔覆头与平台之间的距离；当与Z1的差值大于ɑ，需要将激光熔覆头与平台之间的距离微调小，当与Z1的差值的小于ɑ，需要将激光熔覆头与平台之间的距离微调大。本实用新型所述具有测距功能的激光熔覆头，根据数据处理单元反馈的数据信息，通过控制中心实时控制升降机构的准确升降，进而控制激光熔覆头的准确升降，从而实现精确控制激光熔覆头与打印平台之间的距离的目的。

上述实施方式旨在举例说明本实用新型可为本领域专业技术人员实现或使用，对上述实施方式进行修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，故本实用新型包括但不限于上述实施方式，任何符合本权利要求书或说明书描述，符合与本文所公开的原理和新颖性、创造性特点的方法、工艺、产品，均落入本实用新型的保护范围之内。