一种振镜快速校正装置和方法与流程

本发明涉及激光扫描，具体地说，涉及一种振镜快速校正装置和方法。

背景技术：

1、激光扫描技术在工业领域广泛应用，其中振镜式扫描是应用最广泛的一种扫描方式，振镜电机惯量小，因此加减速极快，加工效率极高。但振镜系统会引入各种误差，首先振镜电机布局的结构决定了电机转角和末端光斑的位置呈现出非线性的映射关系，电机本体的线性度也存在一定偏差，此外光学部件的设计、制造和安装误差等也严重影响激光束的指向精度，综上所述，振镜必须经过校正后才能正常使用。

2、现有技术通常采用先标刻再测量的方法，即在薄板上用振镜标刻标准图形，然后用影像测量仪测量图形的偏差并生成误差补偿表。这种方法缺点有三：

3、1、依赖昂贵的影像测量仪，且影像测量仪的测量十分费时；

4、2、工业现场如果没有影像测量仪，校正几乎无法进行；

5、3、每次校正都要消耗若干张薄板用于激光标刻，造成材料的浪费，同时薄板在标刻后需要转移到影像仪下进行测量，转移过程中薄板会发生变形并引起标刻图案的畸变，进而影响校正精度。

6、因此，亟需一种振镜快速校正装置和方法来解决上述问题。

技术实现思路

1、本发明的内容是提供一种振镜快速校正装置和方法，其能够解决现有校正技术的不足，特别是校正时间久、校正依赖昂贵的影响测量仪且校正过程中需要消耗若干板材等问题。

2、根据本发明的一种振镜快速校正装置，其包括计算机、跟踪控制器、驱动器、振镜控制器、激光器、振镜、x轴直线运动台、y轴直线运动台和二维光电位置探测器psd；

3、y轴直线运动台安装于x轴直线运动台之上且二者垂直，二维光电位置探测器psd安装于y轴直线运动台之上，当x轴直线运动台和y轴直线运动台分别位于行程中心时，二维光电位置探测器psd位于振镜加工范围的中心位置，二维光电位置探测器psd的xy测量方向分别与x轴直线运动台和y轴直线运动台平行；

4、x轴直线运动台和y轴直线运动台分别连接驱动器，驱动器与跟踪控制器连接，二维光电位置探测器psd与跟踪控制器连接，跟踪控制器与计算机连接；振镜与振镜控制器连接，振镜控制器与计算机连接；激光器位于振镜上。

5、作为优选，跟踪控制器包括位置指令模块、跟踪控制计算模块、指令切换模块和状态观测模块；

6、状态观测模块用于实时采集当前二维光电位置探测器psd的光斑位置x、光斑位置y、激光能量sum信号以及x轴直线运动台、y轴直线运动台的位置反馈信息；

7、当激光能量sum信号良好时，状态观测模块将二维光电位置探测器psd的位置信息传送给跟踪控制计算模块进行pid运算，将计算结果通过指令切换模块发送给驱动器，x轴直线运动台、y轴直线运动台根据驱动器的指令调整二维光电位置探测器psd的位置，始终保持激光束位于二维光电位置探测器psd的中心；

8、当激光能量sum信号过低时，说明光束偏离二维光电位置探测器psd，此时x轴直线运动台、y轴直线运动台应该立即停止，防止误操作，因此状态观测模块将不再给跟踪控制计算模块传送信息，同时将x轴直线运动台、y轴直线运动台的位置反馈信息传送给位置指令模块，将指令切换模块切换到位置指令模块，位置指令模块将根据预设的紧急减速运动轨迹发送到驱动器中，x轴直线运动台、y轴直线运动台停止运动，停止后状态观测模块向计算机发送系统异常信息。

9、本发明提供了一种振镜快速校正方法，其采用上述的一种振镜快速校正装置，并包括以下步骤：

10、步骤1：计算机通过振镜控制器向振镜发送指令，令振镜运动到中心位置，开启激光器；

11、步骤2：调整x轴直线运动台和y轴直线运动台的位置，使得振镜出射的激光束位于二维光电位置探测器psd的中心；

12、步骤3：开启校正系统的光斑自动跟踪，即将指令切换模块切换到跟踪控制计算模块上；

13、步骤4：计算机通过振镜控制器向振镜发送李萨如图扫描指令，即令振镜的两个电机分别以频率fx和fy的正弦指令进行运动，同时计算机全程记录x轴直线运动台、y轴直线运动台的位置；

14、步骤5：计算机对采集的数据进行处理，取李萨如图中曲线的交点作为校正补偿点，将理论交点位置和实际采集数据的交点位置做比较，生成第一校正补偿表；

15、步骤6：将第一误差补偿表导入到振镜控制器中，重复步骤4和5，生成第二校正补偿表；

16、步骤7：分析第二误差补偿表，若第二误差补偿表中数值低于校正精度要求，则校正完成，若高于校正精度要求，重复步骤4-6，直至满足校正精度要求。

17、本发明提出一种无需标刻的振镜快速校正装置和方法，不依赖影像测量仪，校正连续快速，且过程没有耗材的消耗。

技术特征：

1.一种振镜快速校正装置，其特征在于：包括计算机(1)、跟踪控制器(2)、驱动器(3)、振镜控制器(4)、激光器(5)、振镜(6)、x轴直线运动台(7)、y轴直线运动台(8)和二维光电位置探测器psd(9)；

2.根据权利要求1所述的一种振镜快速校正装置，其特征在于：跟踪控制器(2)包括位置指令模块(201)、跟踪控制计算模块(202)、指令切换模块(203)和状态观测模块(204)；

3.一种振镜快速校正方法，其特征在于：其采用如权利要求2中任一所述的一种振镜快速校正装置，并包括以下步骤：

技术总结
本发明涉及激光扫描技术领域，具体地说，涉及一种振镜快速校正装置和方法，其包括计算机、跟踪控制器、驱动器、振镜控制器、激光器、振镜、X轴直线运动台、Y轴直线运动台和二维光电位置探测器PSD；Y轴直线运动台安装于X轴直线运动台之上且二者垂直，二维光电位置探测器PSD安装于Y轴直线运动台之上，当X轴直线运动台和Y轴直线运动台分别位于行程中心时，二维光电位置探测器PSD位于振镜加工范围的中心位置，二维光电位置探测器PSD的XY测量方向分别与X轴直线运动台和Y轴直线运动台平行。本发明能较佳地快速校正振镜。

技术研发人员：杜慧林,冯世浩,冯傲,张敏
受保护的技术使用者：苏州市捷恩泰科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/12/2