粉末积层制造的检测修补装置及其方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种粉末积层制造的检测修补装置及其方法，所述检测修补装置包含一粉床单元、一修补单元及一检测单元，所述粉床单元具有一粉床平台、一铺粉机构及一激光单元，所述修补单元具有一加工机构，所述检测单元具有一摄影机及一控制器，所述控制器依据所述摄影机拍摄所述粉床平台的一影像资料，判断是否铺粉或排除铺粉缺陷，或驱动所述加工机构修补一工件的表面。

【技术实现步骤摘要】
粉末积层制造的检测修补装置及其方法
本专利技术是有关于一种检测修补装置及其方法，特别是关于一种粉末积层制造的检测修补装置及其方法。
技术介绍
积层制造(AdditiveManufacturing,AM)技术，也称为加法式制造，所述积层制造技术是通过从三维模型撷取出多个二维切层轮廓，并依据各个二维切层轮廓通过逐层堆积的方式加工出一工件。目前的积层制造技术主要以激光积层制造技术为主，利用激光熔融的方式，并根据三维模型的多个二维切层轮廓，以铺粉机构铺上一粉末层，再将激光束聚焦在所述粉末层，接着熔融成形二维切层轮廓并逐层堆叠成所述工件。积层制造过程中，所述工件的质量会受到激光的功率、气体的流场以及粉末的质量等因素的影响，导致所述粉末层产生缺陷，例如铺粉状况不佳、工件翘曲，以及工件的表面形成凸起或凹陷等。然而，目前激光积层制造技术的设备缺乏修正上述缺陷的机构，使得工件的良率，以及所述工件的质量无法有效的提高。因此，有必要提供改良的一种粉末积层制造的检测修补装置及其方法，以解决现有技术所存在的问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术主要目的在于提供一种粉末积层制造的检测修补方法，利用对铺粉后影像资料及熔融后影像资料进行检测，可有效的判断各种缺陷，并提高工件的质量。本专利技术之另一目的在于提供一种粉末积层制造的检测修补装置，利用摄影机对粉床平台的检测以及修补单元对工件进行修补，可增加工件的良率。为达上述之目的，本专利技术提供一种粉末积层制造的检测修补方法，用以对积层制造的一工件进行检测及修补，所述检测修补方法包含一铺粉步骤、一熔融步骤、一熔融检测步骤及一熔融修补步骤；其中所述铺粉步骤是利用一铺粉机构将一粉末铺设在一粉床平台上；所述熔融步骤是利用一激光单元熔融铺设在所述粉床平台上的粉末；所述熔融检测步骤是利用一摄影机拍摄所述粉床平台的一熔融后影像资料，并传送至所述控制器进行检测；在所述熔融修补步骤中，所述控制器依据所述熔融后影像资料的一检测结果判断是否驱动一加工机构修补所述工件的一表面。在本专利技术之一实施例中，所述熔融检测步骤具有一凸起区检测子步骤，用以检测所述熔融后影像资料的凸起区，并计算所述凸起区的一位置及一尺寸。在本专利技术之一实施例中，所述凸起区的一亮度为所述熔融后影像资料的一切层轮廓区域的一平均亮度的110％以上。在本专利技术之一实施例中，所述熔融检测步骤另具有一凸起区加工路径子步骤，在所述凸起区检测子步骤之后，根据一规划加工路径及所述凸起区的位置及尺寸计算出一凸起区加工路径。在本专利技术之一实施例中，在所述熔融修补步骤中，利用所述加工机构的多个刀具依据所述凸起区加工路径对所述工件的表面进行加工。在本专利技术之一实施例中，所述熔融检测步骤具有一凹陷区检测子步骤，检测所述熔融后影像资料的凹陷区，并计算所述凹陷区的一位置及一尺寸。在本专利技术之一实施例中，所述凹陷区的一亮度为所述熔融后影像资料的一切层轮廓区域的平均亮度的90％以下。在本专利技术之一实施例中，所述熔融检测步骤还具有一凹陷区加工路径子步骤，在所述凹陷区检测子步骤之后，根据一规划加工路径及所述凹陷区的位置及尺寸计算出一凹陷区加工路径。在本专利技术之一实施例中，在所述熔融修补步骤中，利用所述加工机构的多个刀具依据所述凹陷区加工路径对所述工件的表面进行扩孔，接着利用所述加工机构的一激光熔覆器对所述工件的表面进行激光熔覆。在本专利技术之一实施例中，在所述铺粉步骤之后还包含一铺粉检测步骤，所述铺粉检测步骤是利用所述摄影机拍摄所述粉床平台的一铺粉后影像资料，并传送至所述控制器进行检测。在本专利技术之一实施例中，所述铺粉检测步骤具有：一铺粉检测子步骤，检测所述铺粉后影像资料的一切层区域的一亮度；及一翘曲检测子步骤，检测所述铺粉后影像资料的一切层轮廓区域的一亮度。在本专利技术之一实施例中，在所述铺粉检测子步骤中，所述铺粉后影像资料的一未铺粉区为所述切层区域的30％以上，则判断铺粉不佳。在本专利技术之一实施例中，在所述翘曲检测子步骤中，所述铺粉后影像资料的一翘曲区域为所述切层轮廓区域的10％以上，则判断所述工件为翘曲。在本专利技术之一实施例中，在所述铺粉检测步骤之后还包含一铺粉修补步骤，所述控制器依据所述铺粉后影像资料的一检测结果判断是否铺粉或排除一铺粉缺陷。为达上述之目的，本专利技术还提供一种粉末积层制造的检测修补装置，用以对积层制造的一工件进行检测及修补，所述检测修补装置包含一粉床单元、一修补单元及一检测单元；其中所述粉床单元具有一粉床平台、一铺粉机构及一激光单元，所述粉床平台用以形成所述工件，所述铺粉机构设置在所述粉床平台上，用以将一粉末铺设在所述粉床平台上，所述激光单元设置在所述粉床平台上方，用以产生激光以熔融所述粉末；所述修补单元具有一移动机构及一加工机构，所述移动机构设置在所述粉床平台上方，所述加工机构安装在所述移动机构上，用以修补所述工件的一表面；所述检测单元具有一摄影机及一控制器，所述摄影机设置在所述粉床平台上方，用以拍摄所述粉床平台的一影像资料，所述控制器用以接收所述影像资料，并依据所述影像资料判断是否铺粉或排除所述铺粉缺陷，或驱动所述加工机构修补所述工件的表面。在本专利技术之一实施例中，所述移动机构具有一个二维移动平台及一个多轴并联式机具，其中所述二维移动平台设置在所述粉床平台上方，所述多轴并联式机具设置在所述二维移动平台上。在本专利技术之一实施例中，所述加工机构具有多个刀具及至少一激光熔覆器，其中所述刀具及激光熔覆器可替换地安装在所述多轴并联式机具上。在本专利技术之一实施例中，所述检测单元还具有一激光轮廓传感器，用以安装在所述多轴并联式机具上，用以感测所述粉床平台的一轮廓。如上所述，通过所述摄影机拍摄所述铺粉后影像资料及所述熔融后影像资料，接着由所述控制器对所述铺粉后影像资料及所述熔融后影像资料进行检测，并且判断是否存在各种缺陷以及区分各种缺陷，最后再由所述控制器判断是否铺粉或排除所述铺粉缺陷，或驱动所述加工机构修补所述工件的表面，用以增加所述工件的良率、缩短作业时间及提高所述工件的质量。附图说明图1是根据本专利技术粉末积层制造的检测修补装置的一优选实施例的一立体图。图2是根据本专利技术粉末积层制造的检测修补装置的一优选实施例的一侧视图。图3是根据本专利技术粉末积层制造的检测修补装置的另一优选实施例的一侧视图。图4是根据本专利技术粉末积层制造的检测修补方法的一优选实施例的一流程图。图5是根据本专利技术粉末积层制造的检测修补方法的一优选实施例中的图档切层的一示意图。图6是根据本专利技术粉末积层制造的检测修补方法的一优选实施例中定义的切层区域及切层轮廓区域的一示意图。图7是根据本专利技术粉末积层制造的检测修补方法的一优选实施例中的加工路径规划的一示意图。图8是根据本专利技术粉末积层制造的检测修补方法的一优选实施例中的加工区域的一示意图。实施方式以下各实施例的说明是参考附加的图式，用以例示本专利技术可用以实施的特定实施例。再者，本专利技术所提到的方向用语，例如上、下、顶、底、前、后、左、右、内、外、侧面、周围、中央、水平、横向、垂直、纵向、轴向、径向、最上层或最下层等，仅是参考附加图式的方向。因此，使用的方向用语是用以说明及理解本专利技术，而非用以限制本专利技术。请参照图1、2所示，为本专利技术之粉末积层制造的检测修补装置的一优选实施例，所述检测修补装置100用以对积层本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种粉末积层制造的检测修补方法，用以对积层制造的一工件进行检测及修补，其特征在于：所述检测修补方法包含步骤：一铺粉步骤，利用一铺粉机构将一粉末铺设在一粉床平台上；一熔融步骤，利用一激光单元熔融铺设在所述粉床平台上的粉末；一熔融检测步骤，利用一摄影机拍摄所述粉床平台的一熔融后影像资料，并传送至所述控制器进行检测；及一熔融修补步骤，所述控制器依据所述熔融后影像资料的一检测结果判断是否驱动一加工机构修补所述工件的一表面。

【技术特征摘要】
1.一种粉末积层制造的检测修补方法，用以对积层制造的一工件进行检测及修补，其特征在于：所述检测修补方法包含步骤：一铺粉步骤，利用一铺粉机构将一粉末铺设在一粉床平台上；一熔融步骤，利用一激光单元熔融铺设在所述粉床平台上的粉末；一熔融检测步骤，利用一摄影机拍摄所述粉床平台的一熔融后影像资料，并传送至所述控制器进行检测；及一熔融修补步骤，所述控制器依据所述熔融后影像资料的一检测结果判断是否驱动一加工机构修补所述工件的一表面。2.如权利要求1所述的粉末积层制造的检测修补方法，其特征在于：所述熔融检测步骤具有一凸起区检测子步骤，用以检测所述熔融后影像资料的凸起区，并计算所述凸起区的一位置及一尺寸。3.如权利要求2所述的粉末积层制造的检测修补方法，其特征在于：所述凸起区的一亮度为所述熔融后影像资料的一切层轮廓区域的一平均亮度的110％以上。4.如权利要求2所述的粉末积层制造的检测修补方法，其特征在于：所述熔融检测步骤还具有一凸起区加工路径子步骤，在所述凸起区检测子步骤之后，根据一规划加工路径及所述凸起区的位置及尺寸计算出一凸起区加工路径。5.如权利要求4所述的粉末积层制造的检测修补方法，其特征在于：在所述熔融修补步骤中，利用所述加工机构的多个刀具依据所述凸起区加工路径对所述工件的表面进行加工。6.如权利要求1所述的粉末积层制造的检测修补方法，其特征在于：所述熔融检测步骤具有一凹陷区检测子步骤，检测所述熔融后影像资料的凹陷区，并计算所述凹陷区的一位置及一尺寸。7.如权利要求6所述的粉末积层制造的检测修补方法，其特征在于：所述凹陷区的一亮度为所述熔融后影像资料的一切层轮廓区域的平均亮度的90％以下。8.如权利要求6所述的粉末积层制造的检测修补方法，其特征在于：所述熔融检测步骤还具有一凹陷区加工路径子步骤，在所述凹陷区检测子步骤之后，根据一规划加工路径及所述凹陷区的位置及尺寸计算出一凹陷区加工路径。9.如权利要求8所述的粉末积层制造的检测修补方法，其特征在于：在所述熔融修补步骤中，利用所述加工机构的多个刀具依据所述凹陷区加工路径对所述工件的表面进行扩孔，接着利用所述加工机构的一激光熔覆器对所述工件的表面进行激光熔覆。10.如权利要求1所述的粉末积层制造的检测修补方法，其特征在于：在所述铺粉步骤之后还包含一铺粉检测步骤，所述铺...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈义諴，陈馨宝，严瑞雄，
申请(专利权)人：东台精机股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾,71