1.本发明涉及激光选区熔化增材制造技术领域，尤其涉及一种三轴扫描振镜焦点校准平台及其校准方法。
背景技术：
2.激光选区熔化增材制造技术利用逐层制造的方法，能够制造出各种传统加工难以加工的复杂零部件，为了满足制造大尺寸零件的需求，激光选区熔化设备更多采用了三轴扫描振镜来控制激光光路。
3.现有的振镜校准主要是对尺寸进行校准，对振镜焦点校准的研究较少，然而焦点的对打印的质量影响还是较大的，焦点没校准好，就会导致打印质量差，甚至打印失败。
技术实现要素：
4.本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点和不足，提供一种三轴扫描振镜焦点校准平台及其校准方法。采用本发明进行焦点校准，能快速的校准好焦点，使打印幅面各个位置能量均匀。
5.本发明通过下述技术方案实现：
6.一种三轴扫描振镜3焦点校准平台，包括焦点校准板1、粘贴在焦点校准板1上的打印纸2、位于焦点校准板1正上方的三轴扫描振镜3，三轴扫描振镜3与光纤激光器4连接，焦点校准板1由二坐标测量仪5进行数据测量，测量的数据传输给数据处理器6，数据处理器6生成校准文件给振镜控制器7，由振镜控制器7控制三轴扫描振镜3进行打印作业。
7.一种三轴扫描振镜3焦点校准平台的校准方法，包括如下步骤：
8.步骤1：搭建三轴扫描振镜3焦点校准平台；
9.步骤2：校准打印区域各个位置的焦点；
10.步骤3：验证焦点校准文件的准确性。
11.上述步骤2中，校准打印区域各个位置的焦点的子步骤包括：
12.2-1：将打印纸2粘贴在焦点校准板1上，调整焦点校准板1的高度，使焦点校准板1位于激光打印位置；
13.2-2：使激光，在焦点校准板1上的打印纸2上打印出一系列对称平行线，其中，每组对称平行线的z轴位置不同，中间为0，向左，z值递减，向右，z值递增；
14.2-3：将焦点校准板1放在二坐标测量仪5上进行数据测量，将测量的数据传输到数据处理器6上；
15.2-4：通过数据处理器6分析对称平行线最细的线的位置，将其宽度与位置记录下来，并生成校准文件传输给振镜控制器7；
16.2-5：在打印区域的所有对称平行线的中间线为均为焦点位置时，记录中间线最宽的打印线宽度，并将记录其它位置与其宽度一致的直线位置，生成校准文件并传输给振镜控制器7。
17.上述步骤3中，验证焦点校准文件的准确性的子步骤包括：
18.3-1：将打印纸2粘贴在焦点校准板1上，调整校准板的高度，使焦点校准板1位于激光打印位置；
19.3-2：使激光，在焦点校准板1上的打印纸2上打印出一系列对称平行线；
20.3-3：将焦点校准板1放在二坐标测量仪5上进行数据测量，将测量的数据传输到数据处理器6上；
21.3-4：通过数据处理器6分析打印区域边缘的各组对称平行线的中心线是每组对称平行线中最细的，且打印区域内各组平行线中间线的宽度一致，即焦点校准达到打印所需要求。
22.上述步骤3-1中，所述打印纸2是指铜版纸。
23.本发明相对于现有技术，具有如下的优点及效果：
24.本发明在三轴扫描振镜焦点校准过程中，利用对称平行线的宽度进行校正，解决了目前大幅面激光打印中心光斑与边缘光斑差距较大，以及由于光斑大小导致激光在打印区域内能量不均的问题。
附图说明
25.图1是本发明三轴扫描振镜焦点校准流程示意图。
26.图2是本发明三轴扫描振镜焦点校准平台的示意图。
27.图3是本发明三轴扫描振镜焦点校准扫描图。
具体实施方式
28.下面结合具体实施例对本发明作进一步具体详细描述。
29.实施例
30.如图1-3所示。本发明公开了一种三轴扫描振镜3焦点校准平台，包括焦点校准板1、粘贴在焦点校准板1上的打印纸2、位于焦点校准板1正上方的三轴扫描振镜3，三轴扫描振镜3与光纤激光器4连接，焦点校准板1由二坐标测量仪5进行数据测量，测量的数据传输给数据处理器6，数据处理器6生成校准文件给振镜控制器7，由振镜控制器7控制三轴扫描振镜3进行打印作业。
31.本发明三轴扫描振镜3焦点校准平台的校准方法，可通过如下步骤实现：
32.步骤1：搭建三轴扫描振镜3焦点校准平台；
33.步骤2：校准打印区域各个位置的焦点；
34.步骤3：验证焦点校准文件的准确性。
35.上述步骤2中，校准打印区域各个位置的焦点的子步骤包括：
36.2-1：将打印纸2粘贴在焦点校准板1上，调整焦点校准板1的高度，使焦点校准板1位于激光打印位置(设备确定后，该位置便是设备铺粉的位置)；
37.2-2：使激光，在焦点校准板1上的打印纸2上打印出一系列对称平行线，其中，每组对称平行线的z轴位置不同，中间为0，向左，z值递减，向右，z值递增(越靠近焦点位置，光斑越小，打印出来的线宽越细)；
38.2-3：将焦点校准板1放在二坐标测量仪5上进行数据测量，将测量的数据传输到数
据处理器6上；
39.2-4：通过数据处理器6分析对称平行线最细的线的位置，将其宽度与位置记录下来，并生成校准文件传输给振镜控制器7；
40.2-5：在打印区域的所有对称平行线的中间线为均为焦点位置时，记录中间线最宽的打印线宽度，并将记录其它位置与其宽度一致的直线位置，生成校准文件并传输给振镜控制器7。
41.上述步骤3中，验证焦点校准文件的准确性的子步骤包括：
42.3-1：将打印纸2粘贴在焦点校准板1上，调整校准板的高度，使焦点校准板1位于激光打印位置(设备确定后，该位置便是设备铺粉的位置)；
43.3-2：使激光，在焦点校准板1上的打印纸2上打印出一系列对称平行线；
44.3-3：将焦点校准板1放在二坐标测量仪5上进行数据测量，将测量的数据传输到数据处理器6上；
45.3-4：通过数据处理器6分析打印区域边缘的各组对称平行线的中心线是每组对称平行线中最细的，且打印区域内各组平行线中间线的宽度一致，即焦点校准达到打印所需要求。
46.上述步骤3-1中，所述打印纸2是指铜版纸。
47.如上所述，便可较好地实现本发明。
48.本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
技术特征：
1.一种三轴扫描振镜(3)焦点校准平台，其特征在于，包括焦点校准板(1)、粘贴在焦点校准板(1)上的打印纸(2)、位于焦点校准板(1)正上方的三轴扫描振镜(3)，三轴扫描振镜(3)与光纤激光器(4)连接，焦点校准板(1)由二坐标测量仪(5)进行数据测量，测量的数据传输给数据处理器(6)，数据处理器(6)生成校准文件给振镜控制器(7)，由振镜控制器(7)控制三轴扫描振镜(3)进行打印作业。2.权利要求1所述三轴扫描振镜(3)焦点校准平台的校准方法，其特征在于包括如下步骤：步骤1：搭建三轴扫描振镜(3)焦点校准平台；步骤2：校准打印区域各个位置的焦点；步骤3：验证焦点校准文件的准确性。3.根据权利要求2所述三轴扫描振镜(3)焦点校准平台的校准方法，其特征在于：步骤2中，校准打印区域各个位置的焦点的子步骤包括：2-1：将打印纸(2)粘贴在焦点校准板(1)上，调整焦点校准板(1)的高度，使焦点校准板(1)位于激光打印位置；2-2：使激光，在焦点校准板(1)上的打印纸(2)上打印出一系列对称平行线，其中，每组对称平行线的z轴位置不同，中间为0，向左，z值递减，向右，z值递增；2-3：将焦点校准板(1)放在二坐标测量仪(5)上进行数据测量，将测量的数据传输到数据处理器(6)上；2-4：通过数据处理器(6)分析对称平行线最细的线的位置，将其宽度与位置记录下来，并生成校准文件传输给振镜控制器(7)；2-5：在打印区域的所有对称平行线的中间线为均为焦点位置时，记录中间线最宽的打印线宽度，并将记录其它位置与其宽度一致的直线位置，生成校准文件并传输给振镜控制器(7)。4.根据权利要求3所述三轴扫描振镜(3)焦点校准平台的校准方法，其特征在于：所述步骤3中，验证焦点校准文件的准确性的子步骤包括：3-1：将打印纸(2)粘贴在焦点校准板(1)上，调整校准板的高度，使焦点校准板(1)位于激光打印位置；3-2：使激光，在焦点校准板(1)上的打印纸(2)上打印出一系列对称平行线；3-3：将焦点校准板(1)放在二坐标测量仪(5)上进行数据测量，将测量的数据传输到数据处理器(6)上；3-4：通过数据处理器(6)分析打印区域边缘的各组对称平行线的中心线是每组对称平行线中最细的，且打印区域内各组平行线中间线的宽度一致，即焦点校准达到打印所需要求。5.根据权利要求4所述三轴扫描振镜(3)焦点校准平台的校准方法，其特征在于：步骤3-1中，所述打印纸(2)是指铜版纸。
技术总结
本发明公开了一种三轴扫描振镜焦点校准平台及其校准方法；包括焦点校准板、粘贴在焦点校准板上的打印纸、位于焦点校准板正上方的三轴扫描振镜，三轴扫描振镜与光纤激光器连接，焦点校准板由二坐标测量仪进行数据测量，测量的数据传输给数据处理器，数据处理器生成校准文件给振镜控制器，由振镜控制器控制三轴扫描振镜进行打印作业。本发明在三轴扫描振镜焦点校准过程中，利用对称平行线的宽度进行校正，解决了目前大幅面激光打印中心光斑与边缘光斑差距较大，以及由于光斑大小导致激光在打印区域内能量不均的问题。印区域内能量不均的问题。印区域内能量不均的问题。
技术研发人员：杨永强 陈锌 朱勇强 翁丰强
受保护的技术使用者：华南理工大学
技术研发日：2021.12.16
技术公布日：2022/4/15