CN103008878A - 振镜加工的四坐标系校正方法 - Google Patents

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一种振镜加工的四坐标系校正方法，涉及由丝杆传动、二维平台和振镜结合在一起的激光加工设备，其特征在于包括以下步骤：一、通过激光干涉仪对二维运动平台进行打表，根据打表数据使用软件的方式进行补偿，使用最小二乘法进行拟合矫正；二、调整视觉与工作台平面的平行度；三、利用振镜打标出设定好的n×n点阵的十字线，使用视觉系统配合第一步补偿校正好的二维工作台进行测量，得到数据后生成振镜的校正文件；四、校正出视觉中心与振镜中心的偏差；五、校正结束。其优点是不需要考虑因为离线测量造成的坐标系的问题，解决了四坐标系的标定。操作简便快捷、效率高、精度高。

Description

振镜加工的四坐标系校正方法
【技术领域】
本发明涉及利用激光束进行加工的辅助操作，尤指一种振镜加工的四坐标系校正方法。
【背景技术】
在利用激光束进行加工的生产中，由于振镜扫描加工具有惯量小、加减速能力高，加工连续微小线段时候效率高，加工质量好等优点，得到越来越普及的应用。振镜扫描系统由X，Y轴伺服系统和X，Y两轴全反射振镜组成。当计算机通过控制卡向振镜系统发出运动指令信号，振镜系统就能分别做出快速，精确偏转。根据需要打标或者切割的图形轮廓，计算机可以发出指令，控制投射到工作台面上的激光束在XY平面进行快速扫描，实现激光加工。
振镜扫描系统实际的扫描场由于光路和D/A线性失真，机械误差等原因会产生畸变。当扫描范围较大时，这些误差影响到了加工精度和质量。尤其是在拼接图形时候，在拼接处会有开裂，断头等。因此在使用振镜扫描加工的过程中必须对二维平台和振镜的精度进行校正，然后再确定二维平台的坐标系和振镜的坐标系，使四坐标参数完全确定。传统的用人工测量的方法进行校正，很难达到0.1毫米以下的定位精度要求。申请号为200910105786.2的中国发明专利申请公开了一种振镜校正系统及校正方法，该方法用CCD图像采集装置对矩阵标靶进行定位，用校正处理模块输出振镜用的补偿文件。该方法较之传统的人工进行的校正方法有较高的精度，但是仍有不足.其缺点是：该方法直接用CCD图像采集装置采集振镜校正标靶中的所有标记点，由于CCD图像采集装置的镜头畸变导致每个标记点的位置偏差计算误差比较大，进而对振镜校正造成影响。
由于现有技术的的校正方法为先校正图形为矩形，然后再进行非线性的校正，这种方法在进行校正时候无论用怎样的误差修正算法都不能达到很高的精度，曲线都不能完全修正为直线，所以最终的精度都不能满足用来大幅面拼接加工的要求。
【发明内容】
针对现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种操作简便快捷、效率高、精度高的振镜加工的四坐标系校正方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种激光振镜加工的四坐标系校正方法，涉及由丝杆传动、二维平台和振镜结合在一起的激光加工设备，其特征在于包括以下步骤：
一、通过激光干涉仪对二维运动平台进行打表，根据打表数据使用软件的方式进行补偿，使用最小二乘法进行拟合矫正；
二、调整视觉与工作台平面的平行度，即Z轴上下移动，利用百分表调节相机两侧壁的垂直度，也即调整了视觉与工作台平面的平行度。
三、利用振镜打标出设定好的n×n点阵的十字线，使用视觉系统配合第一同步补偿校正好的二维工作台进行测量，得到数据后生成振镜的校正文件；
四、校正出视觉中心与振镜中心的偏差；
五、校正结束。
本方法使用打标多点的方式来进行矫正，不需要对图形先进行矫正为矩形，而是直接用每个小的区域来进行区域的矫正。解决了不能把整条线矫正到直线的问题，每个区域使用单独的几个测量点，使用最小二乘法进行拟合矫正，达到了比较高的精度，满足大幅面加工线条拼接的要求。
本发明的有益效果是：由于采用的方法是直接在设备上安装CCD，实现在线测量振镜加工出的图形，直接采用二维工作台的坐标系来对振镜进行校正，不需要考虑因为离线测量造成的坐标系的问题，解决了四坐标系的标定问题。操作简便快捷、效率高、精度高。
【附图说明】
图1、图2、图3所示是振镜的各种畸变示意图。
图4是本发明打标出来用来矫正的图形示意图。

Claims (1)

1.一种振镜加工的四坐标系校正方法，涉及由丝杆传动、二维平台和振镜结合在一起的激光加工设备，其特征在于包括以下步骤：
一、通过激光干涉仪对二维运动平台进行打表，根据打表数据使用软件的方式进行补偿，使用最小二乘法进行拟合矫正；
二、调整视觉与工作台平面的平行度，即Z轴上下移动，利用百分表调节相机两侧壁的垂直度，也即调整了视觉与工作台平面的平行度。
三、利用振镜打标出设定好的n×n点阵的十字线，使用视觉系统配合第一步补偿校正好的二维工作台进行测量，得到数据后生成振镜的校正文件；
四、校正出视觉中心与振镜中心的偏差；
五、校正结束。
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