CN107983959A - 一种视觉系统防污染装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种视觉系统防污染装置，包括供气件和连接在供气件下方的安装件，其中工业相机和照明灯设置在供气件上方；供气件的一侧内设置有向下的供惰性气体进入的导流通道，供气件内位于工业相机和照明灯正下方处还分别设有向下的视觉通道和光照通道，导流通道弯折后分别与视觉通道和光照通道连通；视觉通道和光照通道从供气件内延伸到安装件内，并贯通安装件的下表面。本发明结构简单，设计合理，投入成本较低，且安装布设及使用操作方便，使用效果好，有效解决电子束选区熔化成型过程中视觉系统被污染、合金元素挥发、吹粉等问题，并且能长期稳定的监控成型室内的工作状态。
Description
技术领域
本发明涉及电子束选区熔化技术领域，具体涉及一种视觉系统防污染装置。
背景技术
电子束选区熔化技术(electron beam selective melting，英文简称EBSM)是一种采用高能高速的电子束选择性地轰击金属粉末，从而使得粉末材料熔化成型的增材制造技术，是目前新兴的一种快速制造工艺。该技术具体实施过程如下：在电子束选区熔化成型的成型腔室(具体为真空室)内，先通过铺粉装置在成型区域上均匀地逐层平铺金属粉末，并由计算机控制高能电子束或激光，根据所要成型零件的横截面参数来熔化金属粉末，达到逐层制造的目的，来实现三维零件的快速制造。
传统的电子束选区熔化技术中，需要确保成型腔室为真空环境，以保证电子束正常工作。同时，为了有效地监测成型过程，一般会安装工业相机和照明灯作为视觉系统，在真空环境下来对表层进行视觉图像的采集。由于金属粉末在电子束的轰击下熔化后，内部所含的化学组分在真空环境下更容易挥发，而长时间的热加工过程使得金属挥发物会不断地对周围环境进行蒸镀，从而易出现工业相机被镀上一层膜的情况，而工业相机被污染后无法再对视觉图像进行采集。此外，熔化后的金属粉末内部所含的化学组分挥发后，也会影响所成型零件的化学组分，使其性能出现差异。
发明内容
本发明提供一种视觉系统防污染装置，以解决现有技术中视觉系统被金属挥发物蒸镀污染后无法再对视觉图像进行采集的问题。
本发明提供一种视觉系统防污染装置，还解决现有技术中金属粉末熔化成型时易产生吹粉现象而使成型过程不稳定的问题。
本发明实施例提供一种视觉系统防污染装置，用于防止工业相机以及为所述工业相机提供光照的照明灯被污染，包括供气件和连接在所述供气件下方的安装件，其中所述工业相机和所述照明灯设置在所述供气件上方；
所述供气件的一侧内设置有向下的供惰性气体进入的导流通道，所述供气件内位于所述工业相机和所述照明灯正下方处还分别设有向下的视觉通道和光照通道，所述导流通道弯折后分别与所述视觉通道和所述光照通道连通；
所述视觉通道和所述光照通道从所述供气件内延伸到所述安装件内，并贯通所述安装件的下表面。
作为本发明的优选方式，还包括压块和设置在所述压块下方的玻璃，其中所述压块设置在所述工业相机和所述照明灯下方，所述玻璃设置在所述供气件上方。
作为本发明的优选方式，所述压块上设有两个通孔，使得所述工业照相机和所述照明灯的下部分别伸入所述压块中并与所述玻璃相接触。
作为本发明的优选方式，所述玻璃与所述供气件之间还设置有环状密封圈。
作为本发明的优选方式，所述供气件为凹型结构，所述压块的形状和尺寸与所述供气件的凹型槽相适配，使得所述压块压紧所述玻璃。
作为本发明的优选方式，所述导流通道的顶部设置有进气口。
作为本发明的优选方式，所述安装件为圆柱结构，其中所述安装件的下表面为斜面。
作为本发明的优选方式，所述下表面与水平面的夹角为15～20°。
作为本发明的优选方式，所述安装件的下表面还设有环状槽。
本发明提供的一种视觉系统防污染装置，通过在包括工业相机和照明灯在内的视觉系统上设置供气件和安装件，将惰性气体从导流通道引入，并经视觉通道和光照通道充入成型腔室内，整个过程中惰性气体的流动方向向下，可以阻止金属挥发物上浮，避免金属挥发物蒸镀在视觉系统上而影响视觉图像的采集；同时充入的惰性气体还满足了成型过程中对气氛环境的要求，提高了成型腔室内的气压，能够有效抑制金属粉末气化物质的挥发，不影响金属粉末和成型零件的化学组分。
此外，充入的惰性气体还会在电子束的作用下电离产生正离子，而正离子会清除金属粉末表面的多余电子，防止金属粉末中的电子聚集，有效消除了金属粉末颗粒之间因大量电子存在引起的相互排斥现象，成型时不容易产生吹粉现象，成型过程稳定。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种视觉系统防污染装置的外部结构示意图；
图2为本发明实施例提供的一种视觉系统防污染装置的内部结构示意图。
其中，1、工业相机，2、照明灯，3、供气件，4、安装件，5、导流通道，6、视觉通道，7、照明通道，8、压块，9、玻璃，10、密封圈，11、进气口，12、环状槽。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
需要理解的是，本发明的以下实施方式中所提及的“上”、“下”、“左”、“右”、“正面”和“反面”等均以各图所示的方向为基准，这些用来限制方向的词语仅仅是为了便于说明，并不代表对本发明具体技术方案的限制。
参照图1和图2所示，本发明实施例公开了一种视觉系统防污染装置，用于防止工业相机1以及为工业相机1提供光照的照明灯2被污染，包括供气件3和连接在供气件3下方的安装件4，其中工业相机1和照明灯2设置在供气件3上方；
供气件3的一侧内设置有向下的供惰性气体进入的导流通道5，供气件3内位于工业相机1和照明灯2正下方处还分别设有向下的视觉通道6和光照通道7，导流通道5弯折后分别与视觉通道6和光照通道7连通；
视觉通道6和光照通道7从供气件3内延伸到安装件4内，并贯通安装件4的下表面。
本实施例中，成型室内设置有用于监测成型过程的视觉系统，视觉系统包括工业相机和照明灯，其中工业相机用于采集视觉图像，而照明灯用于为工业相机提供光照。
在工业相机和照明灯上设置供气件和安装件，将惰性气体从供气件的导流通道引入，并经视觉通道和光照通道进入安装件下部。整个防污染装置通过安装件安装在成型室内对应的安装部件上，从而惰性气体最终从安装件下部经成型室内的安装部件充入成型腔室内。
整个结构为密封结构，将工业相机和照明灯的关键部件设置在该密封结构内，使工业相机通过视觉通道观测成型室内部，照明灯通过光照通道为工业相机提供观测所需的光照，视觉通道和光照通道的结构可以降低被金属挥发物蒸镀的概率，同时工业相机和照明灯与真空环境隔离，还可以保证这两个设备在正常环境使用。
另外，成型室分别连接有进气设备和抽气设备，其中进气设备用于提供惰性气体，而抽气设备用于不断抽取成型室内的气体来保持成型室内的真空度。一般地，成型室内的气压要保证在0.15帕以下。
整个过程中惰性气体的流动方向向下，可以阻止金属挥发物上浮，而且惰性气体本身具有抑制合金元素挥发的作用，可以有效避免金属挥发物蒸镀在视觉系统上而影响视觉图像的采集。
充入的惰性气体还作为一种熔化气氛用气体，满足了成型过程中对气氛环境的要求，提高了成型腔室内的气压，从而能够有效抑制金属粉末气化物质的挥发，不影响金属粉末和成型零件的化学组分，确保了成型零件的性能不出现偏差，也进一步避免金属挥发物蒸镀在视觉系统上。
此外，在未充入惰性气体作为熔化气氛用气体时，金属粉末表面存在电子聚集，使得金属粉末颗粒之间相互排斥，成型时易产生吹粉现象，成型过程不稳定。而充入惰性气体作为熔化气氛用气体后，惰性气体会在电子束的作用下电离产生正离子，产生的正离子吸附在金属粉末上，使得金属粉末里的电子与其中和，从而正离子清除了金属粉末表面的多余电子，可防止金属粉末中的电子聚集，有效消除了金属粉末颗粒之间因大量电子存在引起的相互排斥现象，成型时不容易产生吹粉现象，成型过程稳定。
在上述实施例的基础上，还包括压块8和设置在压块8下方的玻璃9，其中压块8设置在工业相机1和照明灯2下方，玻璃8设置在供气件3上方。
本实施例中，在工业相机和照明灯的前端设置玻璃，可以起到防护工业相机和照明灯的作用，工业相机可以通过视觉通道观测到成型室内部。
压块固定在玻璃上，用于压紧玻璃，使玻璃可以紧贴在供气件上，从而实现视觉通道和照明通道的密封性。
在上述实施例的基础上，压块8上设有两个通孔，使得工业相机1和照明灯2的下部分别伸入压块8中并与玻璃9相接触。
本实施例中，工业相机和照明灯的下部伸入压块上设置的两个通孔内并使其前端与玻璃接触，确保工业相机和照明灯的关键部件设置在具有密封结构供气件内，降低被金属挥发物蒸镀的概率。
在上述实施例的基础上，玻璃9与供气件3之间还设置有环状密封圈10。
本实施例中，在玻璃和供气件之间设置密封圈，可以进一步确保视觉通道和照明通道的密封性。
在上述实施例的基础上，供气件3为凹型结构，压块8的形状和尺寸与供气件3的凹型槽相适配，使得压块8压紧玻璃9。
本实施例中，将供气件设置为凹型结构，同时将设置的压块的形状和尺寸与供气件的凹型槽相适配，压块的两个侧壁受到供气件的两个侧壁的约束力，从而使压块可以压紧设置其下方的玻璃，可以进一步确保视觉通道和照明通道的密封性。
当然，本领域技术人员可以在凹型结构的基础上，根据实际情况将供气件设置成其他合适的形状，并对应将压块的形状与尺寸做改变。
在上述实施例的基础上，导流通道5的顶部设置有进气口11。
本实施例中，在导流通道的顶部设置进气口，惰性气体通过该进气口进入导流通道中，有效防止惰性气体溢出。
在上述实施例的基础上，安装件4为圆柱结构，其中安装件4的下表面为斜面。
本实施例中，将安装件设置为圆柱结构，便于实现与成型室内对应的安装部件的安装。当然，本领域技术人员可以在圆柱结构的基础上，根据实际情况将安装件设置成其他合适的形状。
同时，为使工业相机可以具有较宽的观测视野，将安装件的下表面设置为斜面，当整个防污装置通过安装件安装在成型室内对应的安装部件上时，视觉通道和照明通道是倾斜的，与竖直方向存在夹角。
在上述实施例的基础上，下表面与水平面的夹角为15～20°。
本实施例中，将下表面与水平面的夹角设置为15～20°时，即视觉通道和照明通道与竖直方向存在15～20°的夹角时，工业相机的观测视野较好。
在上述实施例的基础上，安装件4的下表面还设有环状槽12。
本实施例中，由于安装件需要与成型室内对应的安装部件进行安装，因此在其下表面设有用于安装密封圈的环状槽，安装后可以确保安装件与成型室内对应的安装部件之间的密封性。
本发明实施例提供的视觉系统防污染装置结构简单，设计合理，投入成本较低，且安装布设及使用操作方便，使用效果好，有效解决电子束选区熔化成型过程中视觉系统被污染、合金元素挥发、吹粉等问题，并且能长期稳定的监控成型室内的工作状态。
在本发明的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种视觉系统防污染装置，用于防止工业相机以及为所述工业相机提供光照的照明灯被污染，其特征在于，包括供气件和连接在所述供气件下方的安装件，其中所述工业相机和所述照明灯设置在所述供气件上方；
所述供气件的一侧内设置有向下的供惰性气体进入的导流通道，所述供气件内位于所述工业相机和所述照明灯正下方处还分别设有向下的视觉通道和光照通道，所述导流通道弯折后分别与所述视觉通道和所述光照通道连通；
所述视觉通道和所述光照通道从所述供气件内延伸到所述安装件内，并贯通所述安装件的下表面。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括压块和设置在所述压块下方的玻璃，其中所述压块设置在所述工业相机和所述照明灯下方，所述玻璃设置在所述供气件上方。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述压块上设有两个通孔，使得所述工业照相机和所述照明灯的下部分别伸入所述压块中并与所述玻璃相接触。
4.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述玻璃与所述供气件之间还设置有环状密封圈。
5.根据权利要求2～4中任一项所述的装置，其特征在于，所述供气件为凹型结构，所述压块的形状和尺寸与所述供气件的凹型槽相适配，使得所述压块压紧所述玻璃。
6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述导流通道的顶部设置有进气口。
7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述安装件为圆柱结构，其中所述安装件的下表面为斜面。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述下表面与水平面的夹角为15～20°。
9.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述安装件的下表面还设有环状槽。
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