專利名稱：一種精密的振鏡校正系統(tǒng)及校正方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于激光加工技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種精密的振鏡校正系統(tǒng)及校正方法。
背景技術(shù)：
在激光加工領(lǐng)域中大量使用振鏡進行掃描加工，由于振鏡安裝及其他各種原因會導致掃描區(qū)域中的加工圖像有各種變形，而傳統(tǒng)的用人工測量的方法進行校正，很難達到 0.1毫米以下的定位精度.
公開日為2009年8月沈日，申請?zhí)枮?00910105786. 2的中國發(fā)明專利申請公開了一種振鏡校正系統(tǒng)及校正方法，該方法用CCD圖像采集裝置對矩陣標靶進行定位，用校正處理模塊輸出振鏡用的補償文件.該方法較之傳統(tǒng)的人工進行的校正方法有較高的精度，但是仍有不足.其缺點是該方法直接用CCD圖像采集裝置采集振鏡校正標靶中的所有標記點，由于CCD圖像采集裝置的鏡頭畸變導致每個標記點的位置偏差計算誤差比較大，進而對振鏡校正造成影響.

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有的振鏡校正系統(tǒng)存在每個標記點的位置偏差的計算誤差較大，對振鏡校正造成不利影響的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種精密的振鏡校正系統(tǒng)及校正方法，該校正系統(tǒng)及校正方法可以對振鏡進行高精度的校正，而且結(jié)構(gòu)簡單，操作簡便快捷。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案如下—種精密的振鏡校正系統(tǒng)，它包括振鏡校正標靶，所述的精密的振鏡校正系統(tǒng)還包括一個二維運動平臺，該二維運動平臺設(shè)在振鏡校正標靶的底部；對振鏡校正標靶上每個標記點進行圖像采集的CXD圖像采集裝置，該CXD圖像采集裝置安裝在二維運動平臺的上方；用于控制二維運動平臺的運動，把振鏡校正標靶上的每個標記點運動到理論位置，對采集的圖像計算出每個標記點的位置偏差，并輸出振鏡校正文件給振鏡控制系統(tǒng)，對振鏡進行校正的校正處理模塊。所述的精密的振鏡校正系統(tǒng)的測量精度為0. 02-0. 1毫米的定位精度。所述的振鏡校正系統(tǒng)安裝在固定機座上；所述的二維運動平臺包括Y直線電機、X 直線電機及工作平臺；所述的Y直線電機設(shè)置在平面座標系中的Y方向，χ直線電機設(shè)在χ 方向并設(shè)置在Y直線電機的上方，工作平臺設(shè)在Y直線電機的上方。一種應用上述精密的振鏡校正系統(tǒng)對振鏡進行校正的方法，其校正方法包括以下的步驟(1)先把要校正的振鏡在加工振鏡校正標靶上標記出所有的標記點；(2)把振鏡校正標靶安裝固定在二維運動平臺的工作平臺上；(3)通過校正處理模塊控制移動Y直線電機、X直線電機，使安裝在工作平臺上的振鏡校正標靶移動到理論標記點位置；(4)由CXD圖像采集裝置采集當前標記點圖像；(5)由校正處理模塊對采集的圖像進行計算，得出實際標記點與理論標記點的位
置誤差；(6)如果還有標記點沒有采集處理完畢，則返回步驟( ，重新執(zhí)行下一個標記點的采集和處理；(7)全部標記點處理完畢后，由校正處理模塊輸出振鏡補償文件給振鏡控制系統(tǒng)， 對振鏡進行校正。由于采用上述技術(shù)方案，使本發(fā)明與現(xiàn)有的直接用CCD圖像采集裝置采集振鏡標靶中的所有標記點的校正系統(tǒng)相比，具有如下有益效果1、對振鏡進行校正的精度高由于現(xiàn)有技術(shù)是直接使用振鏡來直接進行校正，而圖像采集裝置的鏡頭畸變會導致每個標記點的位置偏差計算誤差比較大，使振鏡的定位精度很難達到0. 05毫米；本發(fā)明通過控制二維運動平臺的運動，把振鏡校正標靶上的每個標記點運動到理論位置，對采集的圖像計算出每個標記點的位置偏差，并輸出振鏡校正文件給振鏡控制系統(tǒng)，對振鏡進行校正，因而校正的精度要高。且本發(fā)明采用精度為0. 005毫米的直線電機作為校正測量工件，來保證測量精度。2、機械結(jié)構(gòu)簡單，機構(gòu)穩(wěn)定，溫飄小由于振鏡的定位精度很容易受環(huán)境溫度的影響而變差，本發(fā)明采用定位精度受環(huán)境溫度影響小的直線電機來測量，使精度能有保證。3、軟件模塊流程清楚簡單，容易實現(xiàn)，易于操作。


下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。圖1是本發(fā)明精密振鏡校正系統(tǒng)的模塊結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是圖1中校正處理模塊的模塊結(jié)構(gòu)圖。圖3是本發(fā)明精密振鏡校正系統(tǒng)的裝配結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是圖3中振鏡校正標靶上的標記點示意圖。圖5是本發(fā)明精密振鏡校正系統(tǒng)的校正方法流程圖。圖中，1.振鏡控制系統(tǒng)，2.振鏡掃描模塊，3.振鏡校正系統(tǒng)，31.振鏡校正標靶， 311.標記點，32. 二維運動平臺，321. Y直線電機，322. X直線電機，323.工作平臺，33. CCD 圖像采集裝置，331. (XD，332.攝像鏡頭，333.光源，34.校正處理模塊，341.運動控制模塊， 342.位置偏差計算模塊，343.振鏡補償模塊，4.固定機座。
具體實施例方式圖1所示為本發(fā)明精密的振鏡校正系統(tǒng)的模塊結(jié)構(gòu)的一個實施例，圖3所示為圖1 中精密振鏡校正系統(tǒng)的裝配結(jié)構(gòu)的一個實施例。如圖1和圖3所示，該振鏡校正系統(tǒng)3包括振鏡校正標靶31、二維運動平臺32、(XD圖像采集裝置33和校正處理模塊34。振鏡校正系統(tǒng)3安裝在固定機座4上，在振鏡校正標靶31的底部設(shè)有一個二維運動平臺32，該二維運動平臺32包括Y直線電機321、X直線電機322及工作平臺323。Y直線電機321設(shè)置在平面座標系中的Y方向，X直線電機322設(shè)置在X方向并設(shè)在Y直線電機321的上方，工作平臺323設(shè)在Y直線電機321的上方。該二維運動平臺32采用直線電機或伺服電機或步進電機作為驅(qū)動電機。本實施例中采用定位精度為0. 005毫米的直線電機來保證測量精度，本發(fā)明精密的振鏡校正系統(tǒng)的測量精度為0. 02-0. 1毫米的定位精度。圖1中，振鏡控制系統(tǒng)1通過控制振鏡掃描模塊2使激光在振鏡校正標靶31上標記出用于校正的標準標記點311，該標靶31上的標記點的圖形如圖4所示。振鏡校正標靶 31上有很多標記點311，在校正過程中，使用的標記點越多，生成的校正補償更精確，振鏡校正精度與標記點數(shù)量成正比，在本實施例中，標記點311使用的是十字圖形，也可以使用點或其他特征圖形，本發(fā)明實施例以十字圖形為例。把標出所有標記點的振鏡校正標靶31 固定到二維運動平臺32上，由校正處理模塊34控制二維運動平臺32的運動，把振鏡校正標靶31上的每個標記點運動到理論位置。對振鏡校正標靶31上的每個標記點進行圖像采集的CXD圖像采集裝置33安裝在二維運動工作平臺323的上方，如圖3所示，CXD圖像采集裝置包括(XD331、攝像鏡頭332 和光源333。攝像鏡頭332的一端固定在CCD331的一端上，CCD (Charged Coupled Device 電荷耦合器件)331的側(cè)面固定安裝在機座4上，為CCD331攝像采集提供光線照明的光源 333固定安裝在機座4上。校正處理模塊34對采集的圖像計算出每個標記點的位置偏差， 然后輸出振鏡校正文件給振鏡控制系統(tǒng)1，對振鏡進行補償校正。如圖2所示，本發(fā)明中的校正處理模塊34包括用于控制二維運動平臺32精確運動到指定位置的運動控制模塊341 ；用于對CXD圖像采集裝置33采集的圖像進行計算，計算出實際標記點的位置與理論標記點的位置的偏差的位置偏差計算模塊342 ；用于把位置偏差計算模塊342生成的結(jié)果輸出，用于振鏡校正的補償文件的振鏡補償模塊343。圖5所示的流程圖為應用上述本發(fā)明精密的振鏡校正系統(tǒng)對振鏡進行校正的方法步驟的實施例。在步驟Mepl中，先把要校正的振鏡在加工振鏡校正標靶31上標記出所有標記占.
^ \\\ 在步驟乂印2中，把振鏡校正標靶31安裝固定到精密二維運動工作平臺323上；
在步驟Mep3中，校正處理模塊34控制移動Y直線電機321、X直線電機322使安裝在工作平臺323上面的振鏡校正標靶31移動到理論標記點位置；在步驟乂印4中，CXD圖像采集裝置33采集當前標記點圖像；在步驟乂印5中，校正處理模塊34對采集的圖像進行計算得出實際標記點與理論標記點的位置誤差；在步驟乂印6中，如果還有標記點沒有采集處理完畢則返回步驟乂印3重新執(zhí)行下一個標記點的采集和處理，如此循環(huán)采集所有標記點的位置誤差；在步驟乂印7中，全部標記點處理完畢，校正處理模塊34輸出振鏡補償文件給振鏡控制控制系統(tǒng)1，加工時導入補償文件對振鏡進行誤差補償，這樣在掃描加工的時候，就可以保證加工時的高精度定位。本發(fā)明中的圖像采集、數(shù)據(jù)處理和運動控制的操作均為現(xiàn)有技術(shù)。以上所述發(fā)明實施例僅為本校正方法的一個比較好的方案，并不用于限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的原理之內(nèi)所做的任何改動、替換及改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種精密的振鏡校正系統(tǒng)，它包括振鏡校正標靶(31)，其特征在于所述的精密的振鏡校正系統(tǒng)還包括一個二維運動平臺(32)，該二維運動平臺(3 設(shè)在振鏡校正標靶(31)的底部；對振鏡校正標靶(31)上每個標記點進行圖像采集的CCD圖像采集裝置(3 ，該CCD圖像采集裝置(3 安裝在二維運動平臺(3 的上方；用于控制二維運動平臺(3 的運動，把振鏡校正標靶(31)上的每個標記點運動到理論位置，對采集的圖像計算出每個標記點的位置偏差，并輸出振鏡校正文件給振鏡控制系統(tǒng)(1)，對振鏡進行校正的校正處理模塊(34)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種精密的振鏡校正系統(tǒng)，其特征在于所述的精密的振鏡校正系統(tǒng)的測量精度為0. 02-0. 1毫米的定位精度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種精密的振鏡校正系統(tǒng)，其特征在于所述的校正處理模塊(34)包括用于控制所述的二維運動平臺(3 精確運動到指定位置的運動控制模塊(341)；用于對CCD圖像采集裝置(3 采集的圖像進行計算，計算出實際標記點的位置與理論標記點的位置的偏差的位置偏差計算模塊(342)；用于把所述的位置偏差計算模塊(342)生成的結(jié)果輸出，用于振鏡校正的補償文件的振鏡補償模塊(；343)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種精密的振鏡校正系統(tǒng)，其特征在于所述的振鏡校正系統(tǒng)安裝在固定機座(4)上；所述的二維運動平臺(32)包括Y直線電機(321)、X直線電機 (322)及工作平臺(323)；所述的Y直線電機(321)設(shè)置在平面座標系中的Y方向，X直線電機(322)設(shè)在X方向并設(shè)置在Y直線電機(321)的上方，工作平臺(323)設(shè)在Y直線電機(321)的上方。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種精密的振鏡校正系統(tǒng)，其特征在于所述的二維運動平臺(32)采用直線電機或伺服電機或步進電機為驅(qū)動電機。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種精密的振鏡校正系統(tǒng)，其特征在于所述的CCD圖像采集裝置(3 包括CCD (331)、攝像鏡頭(33 和光源(333)，所述的攝像鏡頭(332)的一端固定在CXD(331)的一端上，CXD(331)的側(cè)面固定安裝在固定機座(4)上，為CXD(331)攝像采集提供光線照明的光源(333)固定安裝在固定機座(4)上。
7.一種應用權(quán)利要求1所述的一種精密的振鏡校正系統(tǒng)對振鏡進行校正的方法，其特征在于所述的校正方法包括以下的步驟(1)先把要校正的振鏡在加工振鏡校正標靶(31)上標記出所有的標記點；(2)把振鏡校正標靶(31)安裝固定在二維運動平臺(32)的工作平臺(323)上；(3)通過校正處理模塊(34)控制移動Y直線電機(321)、X直線電機(322)，使安裝在工作平臺(32 上的振鏡校正標靶(31)移動到理論標記點位置；(4)由CXD圖像采集裝置(33)采集當前標記點圖像；(5)由校正處理模塊(34)對采集的圖像進行計算，得出實際標記點與理論標記點的位置誤差；(6)如果還有標記點沒有采集處理完畢，則返回步驟(3)，重新執(zhí)行下一個標記點的采集和處理；(7)全部標記點處理完畢后，由校正處理模塊(34)輸出振鏡補償文件給振鏡控制系統(tǒng) (1)，對振鏡進行校正。
全文摘要
本發(fā)明適用于激光加工技術(shù)領(lǐng)域，提供一種精密的振鏡校正系統(tǒng)及其校正方法；振鏡校正系統(tǒng)包括振鏡校正標靶，可由振鏡掃描模塊通過反射激光在所述校正標靶上標記指定標記點；CCD圖像采集裝置，對振鏡標刻出的標準標記點進行圖像采集；二維運動平臺裝置，進行高精密定位運動，保證定位精度；校正處理模塊，對所述CCD圖像采集裝置采集的圖像進行運算處理，找出所述振鏡校正標靶的標記點的位置偏差，并生成振鏡補償文件對振鏡進行校正，本發(fā)明可方便、快速實現(xiàn)對振鏡的高精度校正。
文檔編號B23K26/42GK102152007SQ20111006149
公開日2011年8月17日 申請日期2011年3月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月15日
發(fā)明者邱勇 申請人:北京金橙子科技有限公司