一种点阵测温机构

技术领域

本发明涉及增材制造领域，具体涉及一种点阵测温机构。

背景技术

增材制造中高的热输入造成工件快速升温，特别是工件上表面的温度，因为金属增材制造主流方法是根据所获取的目标产品的切片模型来进行分层堆积的，所以在制造过程中上表面均为当前加工面，是整个工件的最高温度面。而为了保证产品质量，工件需保持一相对稳定的温度水平，因此需要对工件表面进行测温。

现有测温方法是应用无接触红外测温仪单点测温，红外测温受表面光洁度和发谢率影响，但如果所测点有渣壳或沙粒，那么会导致测量值就不正确，影响测温效果进而影响到制造工件的质量。且每次的测温位置难以精准控制，无法获得某一测温点上的温度变化数据，同时，现有的工件测温方式也无法实时地掌握工件的表面的温度分布，因而无法对工件表面温度进行调校。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提出一种点阵测温机构，通过在测温台上阵列布设多个具有冷却通道的测温模块，并使测温模块的底部与工件上表面相接触，在进行工件上表面的测温操作时，只需往冷却通道内通入循环冷却液，使得测温模块可以与工件上表面接触，由于是接触方式的测温通过热传递过来的温度值偏差范围小的还能多点同时测量提高测温的准确，进而实现测温工件上表面进行准确测温的目的，进而也能够通过冷却液对工件表面温度进行降温冷却。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种点阵测温机构，包括测温台，测温台设有用于测量工件表面温度的测温模块；测温模块上设置用于测量工件表面温度的测温探头；测温探头凸出于测温模块的底面工件上表面相接触；测温台上还设有若干个通孔；若干通孔上均活动设置有测温模块；若干通孔和测温模块在测温台上等距序列分布；测温探头与工件上表面相接触。通过测温模块在测温台上等距序列分布，进而测温探头能够根据就温模块在测温台上等距序列分布可以起到对工件上表面进行多点测温操作的作用，对工件的上表面进行多点测温，就能够实现对工件的精准测温的目的

进一步，还包括第一弹簧片；第一弹簧片的固定端固定设置在测温台上；第一弹簧片的游离端连接测温模块的顶部。

进一步，测温座和顶盖上均设有相连通的测温孔；测温探头活动设置在测温孔上；顶盖上设有第二弹簧片；第二弹簧片的固定端固定设置在顶盖上；第二弹簧片的游离端连接测温探头的顶部。

进一步，测温模块内部设有供冷却液流通的冷却通道。

进一步，若干个测温模块的冷却通道之间依次通过软管串联接通。

进一步，测温模块包括测温座和密封安装在测温座上的顶盖；冷却通道位于测温座上；顶盖上设有进液孔和出液孔；进液孔和出液孔均连通冷却通道。

进一步，冷却通道在测温座上呈S字型或U字型设置。

进一步，测温座上设有密封槽；密封槽上设有环形密封圈；顶盖通过螺栓固定安装在测温座上。防漏密封圈可以起到防止冷却液从测温孔中泄漏出来的作用。

进一步，还包括架设于增材打印工作台上方一侧的机架；测温台通过安装板安装在机架上；机架上设有平移滑轨，安装板与平移滑轨滑动连接；安装板与机架之间设有平移气缸；安装板与测温台之间安装有升降气缸。

本发明的有益效果：通过在测温台上阵列布设多个具有冷却通道的测温模块，并使测温模块的底部与工件上表面相接触，就能实现测温工件上表面的目的，提高工件上表面的测温效率，由于冷却液不直接与工件上表面直接接触，只是对测温探头起到保护，为测量后的对测温探头降温提高下一次测量的准确度，同时还起到有效保护工件的金属性能的作用，避免产生产品缺陷。，采用阵列式即点阵的测温方式，实现了可同时对存在不同高度差的工件上表面进行测温操作的目的，提高了适应性，每个测温模块上都相应的安装有测温探头，可以起到对工件上表面进行多点测温操作的作用，对工件的上表面进行多点测温，就能够实现对工件的精准测温的目的。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一种点阵测温机构的结构示意图；

图2为本发明一种点阵测温机构第一视角下的结构示意图；

图3为测温台底部的结构示意图；

图4为图2中A部分的局部放大图；

图5为测温模块的结构示意图；

图6为测温模块的爆炸示意图；

图7为测温模块另一视角下的结构示意图。

附图标识：1、测温台；2、测温模块；3、冷却通道；4、第一弹簧片；5、软管；6、测温座；7、顶盖；8、进液孔；9、出液孔；10、测温探头；11、测温孔；12、第二弹簧片；13、环形密封圈；14、机架；15、安装板；16、平移滑轨；17、平移气缸；18、升降气缸；19、底板；20、进液管；21、出液管；22、防漏密封圈。

具体实施方式

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作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参见图1至图7，一种点阵测温机构，包括测温台1，测温台1设有用于测量工件表面温度的测温模块2，测温模块2上设置用于测量工件表面温度的测温探头10，测温探头凸出于测温模块2的底面工件上表面相接触，以实现测量工件上表面温度的目的，提高工件上表面的测温效率，测温模块2与工件上表面相接触的底面凸出于测温台1的底面，由于测温模块2的底面向下凸出于测温台1的底面且测温探头凸出于测温模块2的底面工件上表面相接触，因此在将测温台1移动至工件上表面时，可以使测温模块2与工件的上表面充分接触，确保能够实现充分接触以进行高效测温的目的，通过测温模块对温度最高的工件上表面进行接触式测温，使工件上表面的温度在传递到工件其他部位前就可以完成测温操作，起到有效降低对已完成打印工序的区域的工艺温度的影响，在实现测温工件上表面目的的同时，还保证了工件打印过程中的工艺性，并且在这个接触式的测温过程中，冷却液不直接与工件上表面直接接触，只是对测温探头起到保护，为测量后的对测温探头降温提高下一次测量的准确度，还起到有效保护工件的金属性能的作用，避免产生产品缺陷。

优选的，还包括第一弹簧片4，第一弹簧片4的固定端固定设置在测温台1上，第一弹簧片4的游离端连接测温模块2的顶部，具体的，第一弹簧4的游离端与测温模块2的顶部固定连接，以实现将测温模块2安装在通孔上的目的，又由于第一弹簧4本身具有弹性，进而实现测温模块2可活动的安装在通孔上目的，并且相应的，在与工件上表面进行接触测温时，第一弹簧4也实现了为测温模块2提供向下的压紧力的作用，使测温模块2能够与工件上表面充分接触。

具体的，测温台1上设有若干个通孔，若干通孔上均活动设置有上述测温模块2，其中，通孔贯穿测温台的上下表面，通孔用于安装放置测温模块2，以实现测温模块2能够接触工件上表面的目的，由于增材打印工件的过程中，工件的上表面会相对粗糙和不平整，因此，为了使工件上表面与测温模块2之间能够有尽可能多的接触面，以实现进一步提高测温效率的目的，在本实施例中，在测温台1上设计多个用于安装测温模块2的通孔，通过将多个测温模块2均匀分布在测温台1的不同位置，当工件需要进行测温操作时，移动测温台1至工件的上表面上，由于各个测温模块2分别活动设置在相应的通孔上，且各个测温模块2相互之间的上行或下降的活动不受其他测温模块2的干扰，因而当遇到高度位置有相对落差的工件上表面时，相应的测温模块2就可以在自身重力或其他外加推动力的作用下与该工件相应的上表面接触以进行接触测温操作，实现了可同时对存在不同高度差的工件上表面进行测温操作的目的，提高了适应性。

进一步的，若干个测温模块2的冷却通道3之间依次通过软管5串联接通，即各个测温模块2之间通过软管5实现串接，如此就可以实现将所有测温模块2串联成一个完整的测温系统的目的，并且，只需通过将串联形成的测温系统内的位于首尾的两个测温模块2分别连通外部测温系统的进液管20和出液管21，就可以实现循环测温的目的，以便于快速的将高温冷却液输出冷却通道3，并及时的输入低温冷却液，提高热交换效率。

优选的，若干通孔和测温模块2在测温台1上呈阵列分布，可以实现均匀测温工件上表面的目的。

具体的，测温模块2包括测温座6和密封安装在测温座6上的顶盖7，冷却通道3位于测温座6上，测温座6的底面用于与工件上表面接触，将冷却通道3设置在测温座6上，提升测温效果，顶盖7上设有进液孔8和出液孔9，进液孔8和出液孔9均连通冷却通道3，进液孔8和出液孔9用于安装连接软管5，在具体的串联接通方式上，本实施例中，随意一个测温模块2的出液孔9和与其相邻的一个测温模块2的进液孔8之间通过软管5实现连接，即可实现将所有测温模块2都串联接通起来的目的。

优选的，冷却通道3在测温座6上呈S字型或U字型设置，能够起到扩大热交换时的接触面积的作用，维持测温座6内部温度平衡，保护测温探头10正常工作。

作为本实施例的优选方案，测温模块2上设有用于测量工件表面温度的测温探头10，测温座6和顶盖7上均设有相连通的测温孔11，顶盖7安装在测温座6上时，顶盖7上的测温孔11与测温座6上的测温孔11相对应连通，测温探头10活动设置在测温孔11上，顶盖7上设有第二弹簧片12，第二弹簧片12的固定端固定设置在顶盖7上，第二弹簧片12的游离端连接测温探头10的顶部，具体的，第二弹簧12的游离端与测温探头10的顶部固定连接，以实现将测温探头10活动安装在测温孔11上的目的，此外，进一步的，测温探头10的底部向下凸出于测温座6的底部，使得当测温模块2与工件表面相接触的时候，且由于第二弹簧本身具有弹性，因而测温探头10能够实现与工件表面充分接触的目的，进而实现准确测温的目的，并且在测温台1上以均匀阵列布设的方式安装有多个测温模块2，并且每个测温模块2上都相应的安装有测温探头10，如此的话，就可以起到对工件上表面进行多点测温操作的作用，对工件的上表面进行多点测温，就能够实现对工件的精准测温的目的。

优选的，测温座6上设有密封槽，密封槽上设有环形密封圈13，冷却通道3设置在位于环形密封圈13内侧的测温座6上，顶盖7通过螺栓固定安装在测温座6上，以实现顶盖7与测温座6之间的密封安装的目的。

此外，测温孔11上设有防漏密封圈22，防漏密封圈22可以起到防止冷却液从测温孔11中泄漏出来的作用。

进一步的，由于在增材堆焊打印工件的时候是不需要进行测温操作的，在完成一道或多道打印层之后，工件表面才需要进行测温操作，因此为了实现该点阵循环测温机构能够适应增材打印设备的目的，在本实施例中，该点阵循环测温机构还包括架设于增材打印工作台上方一侧的机架14，其中，增材打印工作台为增材打印设备中用于工件增材堆焊用的工作基台，测温台1通过安装板15安装在机架14上，机架14上设有平移滑轨16，安装板15与平移滑轨16滑动连接，其中，在滑动连接的具体方式上，在安装板15上设置安装与平移滑轨16相适配的滑块即可，安装板15与机架14之间设有平移气缸17，其中平移气缸17的缸体安装在安装板15上，平移气缸17的活塞杆与机架14连接，以实现平移测温台1的目的，安装板15与测温台1之间安装有升降气缸18，其中，升降气缸18的缸体安装在安装板15底部的底板19上，升降气缸18的活塞杆与测温台1连接，以实现升降测温台1的目的。

工作原理：当需要进行测温操作时，通过控制平移气缸17，推动安装板15在平移滑轨16的上移动，由于测温台1通过升降气缸18安装在安装板15上，进而可以实现将测温台1移动到工件上方的目的，然后驱动升降气缸18，下放测温台1，使测温台1能够将测温模块2下压至与工件上表面充分接触的位置处，接下来往冷却通道3中通入冷却液即可进行工件表面测温操作。

本实施例的有益效果：通过在测温台上阵列布设多个具有冷却通道的测温模块，并使测温模块的底部与工件上表面相接触，在进行工件上表面的测温操作时，只需往冷却通道内通入循环冷却液，使得测温模块可以与工件上表面进行热交换，进而实现测温工件上表面的目的，提高工件上表面的测温效率，有效降低对已完成打印工序的区域的工艺温度的影响，测温过程中冷却液不与工件表面接触，起到有效保护工件的金属性能的作用，避免产生产品缺陷，采用阵列式即点阵的测温方式，实现了可同时对存在不同高度差的工件上表面进行测温操作的目的，提高了适应性，每个测温模块上都相应的安装有测温探头，可以起到对工件上表面进行多点测温操作的作用，对工件的上表面进行多点测温，就能够实现对工件的精准测温的目的。

需要说明的是，当一个元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。

需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”、“元件Ⅰ”、“元件Ⅱ”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”、“元件Ⅰ”、“元件Ⅱ”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”、“若干个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，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。