【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于3d打印，尤其涉及一种3d扫描检测系统及检测方法。
技术介绍
1、3d打印技术是一种以数字模型文件为基础，通过逐层打印金属、塑料、陶瓷、砂等可粘合材料的方式来成型物体的技术，突破了传统工艺的加工限制，能够快速成型具备复杂结构的零件。根据耗材种类及送料方式的不同，3d打印装置采用的技术类型也不同，包括：光固化成型技术sla、选区激光熔化技术slm、选区激光烧结技术简称sls。其中，sls、slm工艺都是基于层层铺粉后采用激光器等热源对粉体进行烧结或者熔覆，现有3d打印设备存在以下缺陷：
2、现有3d打印设备的铺粉装置主要由刮刀、送粉仓及回收仓组成，具体打印过程是：刮刀将一层粉末材料平铺在已成形零件的上表面，激光光束扫描零件的截面轮廓，将本层粉末烧结，烧结层自动与下面已成形的零件粘结。当一层截面烧结完成后，工作台下降一层的厚度，刮刀继续在上面铺一层粉末材料，进行新一层截面的烧结，直至完成整个模型。打印过程中，可能会出现扫描异常的情况。异常情况层层堆积，极易造成零件损坏。在打印过程中对每一层零件打印表面进行实时检测识别，可以及时了解零件的打印质量，出现异常状况时，也便于及时获知异常区域的位置，利于补救。目前现有的打印过程中的表面缺陷实时识别，均采用的是摄像头拍照，根据拍照图像做判断，如申请公布号为cn114372958a，使用摄像头对打印表面缺陷识别会存在检测精度低的问题，比如，对于常规500*500mm画幅的设备，摄像头使用2000w(4000*5000)像素，单个像素至少需要覆盖0.125mm，如需成像清
3、此外，为了能够高精度的打印零件，激光光束必须以最佳焦距成像在打印工作面处，如果焦点由偏移，会大大影响打印质量，最佳焦点的检测和定位，就变得尤为重要，在调试设备初期，各设备厂家均会采用各种方式调试激光光束的焦点位置；然而，在3d打印过程中，在激光打开的状态下，镜片以及相关机械零件的温度均会发生变化，会出现热膨胀变形以及镜片折射率漂移等问题，在其影响下3d打印的光路系统焦点会发生漂移，而目前尚无可行的方法能够在打印过程中实时监控光路系统的焦点是否发生漂移，只能通过打印完零件后，根据零件的打印质量来推测焦点是否发生漂移。
4、3d打印技术基础技术成熟之后开始向更高效率及更高精度的方向发展，金属打印slm的扫描速度受限于打印工艺需求，扫描速度必须保持在一定速度范围内，光点扫描速度不能太快也不能太慢，扫描速度太快则熔池凝固时断裂，让打印另加内部遍布损伤，严重影响零件性能；扫描速度太慢，则熔池热量扩散，打印零件表面非常粗糙。因此为了提高扫描效率，常规的方式是打印零件的填充部分内容时，使用大光斑提高效率，打印描边内容时采用小光斑，保持打印精度。本公司的技术专利“cn215867306u”中提出了一个改变光学系统倍率，实现光斑大小变化的方案。此外，在振镜扫描打印过程中，扫描光束在不同的扫描位置会出现倾斜情况，扫描坐标不同，倾斜斜率也不一样，因此在打印过程中，中间部分的打印质量会比较好，边缘位置的打印质量会下降，因此申请人在申请公布号为cn113459678a的专利技术专利申请中提出了一种补偿边缘光斑的专利技术专利，使用该方案需要对整个光路进行变倍，实时动态调整光斑尺寸，这样就能保持整个打印幅面内光斑大小一致，提高打印质量。要实现高效率和高精度的3d打印，需要对光路系统的倍率做出实时动态的变化，3d打印零件的一致性要做好，需要扫描光斑能量密度保持一定，光斑尺寸稍有变化，则打印功率要需要相应的调整。所以在需要光路系统的倍率做出实时变化的情况下，光路的执行系统是否在变倍中存在误差，需要一个检测反馈系统，来判断当前的光路系统倍率是否有误差，然而目前的3d打印装置中缺少检测变倍是否存在误差的结构。
技术实现思路
1、本专利技术提供了一种3d扫描检测系统及检测方法，以解决现有3d打印系统对表面缺陷检测的识别精度低，无法在打印过程中测定焦点是否发生漂移，无法检测变焦扫描时光路系统变倍是否有误差等问题。
2、为解决上述技术问题，本专利技术提供的技术方案为：
3、本专利技术涉及一种3d扫描检测系统，其包括扫描单元和检测单元；所述的扫描单元包括沿着扫描光路设置的介质反射镜、变焦透镜、扫描振镜和打印工作面；所述的检测单元包括探测激光器和接收传感器，所述的探测激光器向扫描单元发射检测激光，检测激光与扫描光路偏心，所述的接收传感器用于接收经打印工作面反射的检测激光，并根据接收到检测激光的位置变化对扫描单元进行实时检测。
4、优选地，所述的探测激光器发出的检测激光穿透介质反射镜后与扫描光路之间存在倾斜角。检测激光在打印工作面上的反射点与扫描激光的成像点将会错开不重合，降低扫描激光的光斑对测量位置的误差影响。
5、优选地，所述的扫描振镜和打印工作面之间还设有场镜。
6、优选地，所述的接收传感器采用位置传感器，位置传感器的位置检测分辨率精度高于0.1um。
7、本专利技术还涉及一种基于上述3d扫描检测系统的检测方法，其包括以下步骤：
8、s1.扫描过程中，探测激光器向扫描单元发射检测激光，检测激光与扫描光路偏心，检测激光先后经过介质反射镜、变焦透镜和扫描振镜至打印工作面，再经过打印工作面反射，经过扫描振镜、变焦透镜和介质反射镜并射入接收传感器；
9、s2.接收传感器实时监测反射回来的检测激光的位置，当检测激光位置发生变化时，按照位置变化的情况辨别扫描单元存在的问题，具体为：
10、当接收传感器检测到检测激光的位置发生变化且变化后回归原位，判定打印工作面表面存在凹凸不平的问题；
11、当接收传感器检测到检测激光的位置发生变化且无法回归原位，判定扫描光路的焦点发生偏移。
12、优选地，所述s1中，检测激光穿透介质反射镜后与扫描光路之间存在倾斜角。检测激光在打印工作面上的反射点与扫描激光的成像点将会错开不重合，降低扫描激光的光斑对测量位置的误差影响。
13、优选地，当所述s2判定打印工作面表面存在凹凸不平的问题时，计算打印工作面的位移量，记录偏移量以及当前扫描振镜的位置，打印工作面的位移量的计算公式为：
14、
15、公式中，h1为打印工作面的位移量，a为接收传感器检测到的检测激光的位移量，l为扫描单元的等效焦距，d为接收传感器与变焦透镜之间的距离，r为检测激光相对于扫描激光的偏心量。
16、优选地，当所述s2判定扫描光路的焦点发生偏移时，计算焦点偏移量，并通过移动变焦透镜的方式补充焦点偏移量，焦点偏移量的计算公式为：
17、
18、公式中，h2为焦点偏移量，a为接收传感器检测到的检测激光的位移量，l为扫描单元的等效焦距，d为接收传感器与变焦透镜之间的距离，本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种3D扫描检测系统，其特征在于：其包括扫描单元和检测单元；所述的扫描单元包括沿着扫描光路设置的介质反射镜、变焦透镜、扫描振镜和打印工作面；所述的检测单元包括探测激光器和接收传感器，所述的探测激光器向扫描单元发射检测激光，检测激光与扫描光路偏心，所述的接收传感器用于接收经打印工作面反射的检测激光，并根据接收到检测激光的位置变化对扫描单元进行实时检测。
2.根据权利要求1所述的3D扫描检测系统，其特征在于：所述的探测激光器发出的检测激光穿透介质反射镜后与扫描光路之间存在倾斜角。
3.根据权利要求1所述的3D扫描检测系统，其特征在于：所述的扫描振镜和打印工作面之间还设有场镜。
4.根据权利要求1所述的3D扫描检测系统，其特征在于：所述的接收传感器采用位置传感器，位置传感器的位置检测分辨率精度高于0.1um。
5.一种基于权利要求1所述的3D扫描检测系统的检测方法，其特征在于：其包括以下步骤：
6.根据权利要求5所述的3D扫描检测系统的检测方法，其特征在于：所述S1中，检测激光穿透介质反射镜后与扫描光路之间存在倾斜角。p>
7.根据权利要求5所述的3D扫描检测系统的检测方法，其特征在于：当所述S2判定打印工作面表面存在凹凸不平的问题时，计算打印工作面的位移量，记录偏移量以及当前扫描振镜的位置，打印工作面的位移量的计算公式为：
8.根据权利要求5所述的3D扫描检测系统的检测方法，其特征在于：当所述S2判定扫描光路的焦点发生偏移时，计算焦点偏移量，并通过移动变焦透镜的方式补充焦点偏移量，焦点偏移量的计算公式为：
9.根据权利要求5所述的3D扫描检测系统的检测方法，其特征在于：其还用于检测扫描光路的光斑倍率，具体为：
...【技术特征摘要】
1.一种3d扫描检测系统，其特征在于：其包括扫描单元和检测单元；所述的扫描单元包括沿着扫描光路设置的介质反射镜、变焦透镜、扫描振镜和打印工作面；所述的检测单元包括探测激光器和接收传感器，所述的探测激光器向扫描单元发射检测激光，检测激光与扫描光路偏心，所述的接收传感器用于接收经打印工作面反射的检测激光，并根据接收到检测激光的位置变化对扫描单元进行实时检测。
2.根据权利要求1所述的3d扫描检测系统，其特征在于：所述的探测激光器发出的检测激光穿透介质反射镜后与扫描光路之间存在倾斜角。
3.根据权利要求1所述的3d扫描检测系统，其特征在于：所述的扫描振镜和打印工作面之间还设有场镜。
4.根据权利要求1所述的3d扫描检测系统，其特征在于：所述的接收传感器采用位置传感器，位置传感器的位置检测分辨率精度高于0.1um。
<...【专利技术属性】
技术研发人员：李兵涛，唐晖，王景泉，
申请(专利权)人：爱司凯科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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