CN104259656A - 激光振镜校准系统及其校准方法 - Google Patents

Abstract

一种激光振镜校准系统及其校准方法，其中校准系统包括胶片纸、平板、扫描仪和处理模块，所述胶片纸贴在平板上，激光振镜按照预存的理论数据控制激光在所述胶片纸上进行激光打点，所述胶片纸为橡胶材质且能够显示激光打点图形，所述扫描仪扫描胶片纸上打点图形并形成实际数据，所述处理模块将实际数据与预存的理论数据进行比较，并根据实际数据与预存的理论数据的偏差生成误差文件，以完成误差校准。相比于现有技术在纸片上直接进行激光打印，或者采用昂贵的CCD图像采集装置进行图像采集，本发明的激光振镜校准系统及其方法不仅提高了校准精度，而且简化了系统结构，节约了成本。

Description

激光振镜校准系统及其校准方法

技术领域

本发明属于激光振镜精度校准领域，具体涉及一种激光振镜校准系统及其校准方法。

背景技术

激光振镜，也称为激光扫描器、振镜系统，其是一种由驱动板与高速摆动电机组成的一个高精度、高速度伺服控制系统，主要用于激光打标、激光内雕、舞台灯光控制、激光打孔、三维物体的快速成型设备等。以振镜系统应用于三维物体的快速成型设备为例，振镜系统电参数的变化和设备的机械变形会影响三维物体的成型精度，为了提高三维物体的成型精度，现有技术采用以下方法对振镜系统进行校准，首先在纸片上打点，然后采集纸片的图形信息，最后通过误差文件来调整校准表。由于纸片本身的平面度和强度较差，而且很容易产生塑性变形等，从而直接影响了设备的实际坐标采集的准确性，进而影响了校准的精度。

为了克服上述通过纸片打点进行校准的缺陷，专利CN103212873A公开了振镜校正系统的快速校正方法，振镜校正系统包括振镜校正板，由振镜扫描模块控制激光在所述振镜校正板上形成矩阵标靶；CCD图像采集装置，用于对所述振镜校正板上的矩阵标靶进行图像采集；图像处理模块，用于对所述CCD图像采集装置采集的矩阵标靶进行处理后，输出振镜补偿文件对振镜进行校正的技术方案，虽然可以达到校准的目的，但由于需采用昂贵的CCD图像采集装置进行图像采集，从而增加了设备的成本，另外，由于CCD图像采集装置采集的视野有限，因此需要移动进行大面积平板的图像采集，这样便增加了移动误差，从而也影响了整个校准的精度。

发明内容

本发明的目的在于，针对现有技术存在的问题，提供一种简单，成本低，精度高的激光振镜校准系统及其校准方法。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种激光振镜校准系统，包括胶片纸、平板、扫描仪和处理模块，所述胶片纸贴在平板上，激光振镜按照预存的理论数据控制激光在所述胶片纸上进行激光打点，所述胶片纸为橡胶材质且能够显示激光打点图形，所述扫描仪扫描胶片纸上打点图形并形成实际数据，所述处理模块将实际数据与预存的理论数据进行比较，并根据实际数据与预存的理论数据的偏差生成误差文件，以完成误差校准。

优选地，所述胶片纸上贴有纸片，用于激光打点以及显示激光打点图形。

优选地，当所述预存的理论数据为点阵数据时，处理模块将实际数据转换为点阵数据，以便于比较。

本发明还提供了一种用于制造三维物体的快速成型设备，包括分层切片系统、送铺粉装置以及激光振镜，其中，还包括上述任一实施例的激光振镜校准系统，用于对激光振镜进行校准。

本发明还提供了一种激光振镜校准方法，包括以下步骤：

步骤一：将胶片纸贴在平板上；

步骤二：激光振镜按照预存的理论数据控制激光在所述胶片纸上进行激光打点；

步骤三：扫描仪扫描胶片纸上显示的打点图形并形成实际数据；

步骤四：处理模块将实际数据与理论数据进行比较，并根据实际数据与理论数据的偏差生成误差文件，以完成误差校准。

优选地，所述胶片纸上贴有纸片，用于激光打点以及显示激光打点图形。

优选地，当步骤二中理论数据为点阵数据时，处理模块将步骤三中形成的实际数据转换为点阵数据，便于步骤四中实际数据与理论数据的比较。

优选地，所述步骤四中生成误差文件，以完成误差校准具体为：

根据生成的误差文件对激光振镜中已有的校准表进行更新并形成新的校准表实现激光振镜的误差校准。

本发明的激光振镜校准系统，将胶片纸贴在平板上，相比于在纸片上直接进行激光打印，提高了校准精度，而且，激光振镜按照预存的理论数据控制激光在所述胶片纸上进行激光打点，所述胶片纸为橡胶材质且能够显示激光打点图形，使得本发明的激光振镜校准系统仅需扫描仪直接扫描打点图形即可获得数据，相比于现有技术需采用昂贵的CCD图像采集装置进行图像采集，简化了系统结构，节约了成本。

本发明的用于制造三维物体的快速成型设备，通过包括上述校准精度高、成本低的激光振镜校准系统，使得该设备提高了成型精度，且降低了成本。

本发明的激光振镜校准方法，将胶片纸贴在平板上，相比于在纸片上直接进行激光打印，提高了校准精度，而且，激光振镜按照预存的理论数据控制激光在所述胶片纸上进行激光打点，所述胶片纸为橡胶材质且能够显示激光打点图形，使得本发明的激光振镜校准方法仅需扫描仪直接扫描打点图形即可获得数据，相比于现有技术需采用昂贵的CCD图像采集装置进行图像采集，简化了系统结构，节约了成本。

附图说明

图1为本发明激光振镜校准方法提供的一实施例的方法流程图；

图2为本发明激光振镜校准方法提供的另一实施例的方法流程图。

具体实施方式

以下将结合说明书附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。

现有技术针对激光振镜的校准，一种方案是：首先在纸片上打点，然后采集纸片的图形信息，最后通过误差文件来调整校准表。由于纸片本身的平面度和强度较差，而且很容易产生塑性变形等，从而直接影响了设备的实际坐标采集的准确性，进而影响了校准的精度。

另一种方案是：专利CN103212873A公开了振镜校正系统的快速校正方法，振镜校正系统包括振镜校正板，由振镜扫描模块控制激光在所述振镜校正板上形成矩阵标靶；CCD图像采集装置，用于对所述振镜校正板上的矩阵标靶进行图像采集；图像处理模块，用于对所述CCD图像采集装置采集的矩阵标靶进行处理后，输出振镜补偿文件对振镜进行校正的技术方案，虽然可以达到校准的目的，但由于需采用昂贵的CCD图像采集装置进行图像采集，从而增加了设备的成本，另外，由于CCD图像采集装置采集的视野有限，因此需要移动进行大面积平板的图像采集，这样便增加了移动误差，从而也影响了整个校准的精度。

由上分析可知，上述两种方案虽然可以实现激光振镜的校准，但也存在弊端，即现有技术中未找到结合两种方案优点的优选方案，本申请的发明人经过创造性地劳动，终于提供了一种解决上述两种技术方案缺陷的，且具有校准精度高、结构简单、成本低的激光振镜校准系统，该校准系统包括胶片纸、平板、扫描仪和处理模块，所述胶片纸贴在平板上，激光振镜按照预存的理论数据控制激光在所述胶片纸上进行激光打点，所述胶片纸为橡胶材质且能够显示激光打点图形，所述扫描仪扫描胶片纸上打点图形并形成实际数据，所述处理模块将实际数据与预存的理论数据进行比较，并根据实际数据与预存的理论数据的偏差生成误差文件，以完成误差校准。

具体实施中，所述预存的理论数据可保存为点阵数据，当然还可以保存为其它格式的数据。在此需说明的是，为了便于实际数据和理论数据进行比较，实际数据需转换成与理论数据保存的格式相同，即当所述预存的理论数据为点阵数据时，处理模块将实际数据转换为点阵数据，以便于处理模块的比较。

具体实施中，所述胶片纸可优选采用黑色，当然还可以采用其它颜色。为了更好地扫描激光打点形成的打点图形，扫描仪可采用高精度的扫描仪。

优选地，为了更清楚地显示激光打点形成的打点图形，所述胶片纸上贴有纸片，用于激光打点和显示激光打点图形。

本发明的激光振镜校准系统，将胶片纸贴在平板上，相比于在纸片上直接进行激光打印，提高了校准精度，而且，激光振镜按照预存的理论数据控制激光在所述胶片纸上进行激光打点，所述胶片纸为橡胶材质且能够显示激光打点图形，使得本发明的激光振镜校准系统仅需扫描仪直接扫描打点图形即可获得数据，相比于现有技术需采用昂贵的CCD图像采集装置进行图像采集，简化了系统结构，节约了成本。

本申请的发明人还提供了一种用于制造三维物体的快速成型设备，包括分层切片系统、送铺粉装置以及激光振镜，还包括上述任一实施例的激光振镜校准系统，用于对激光振镜进行校准，由于上述激光振镜校准系统具有校准精度高、成本低，因此该设备提高了成型精度，降低了成本。

如图1所示，本申请的发明人还提供了一种激光振镜校准方法，包括以下步骤：

步骤11：将胶片纸贴在平板上；

该步骤中，胶片纸可通过胶水粘贴在平板上，胶片纸和平板的面积需根据激光振镜的扫描区域决定，优选地，所述胶片纸和平板的面积大于扫描区域的1%，所述胶片纸为橡胶材质。

步骤12：激光振镜按照预存的理论数据控制激光在所述胶片纸上进行激光打点；

该步骤具体为：激光振镜将该理论数据转换成相应的命令文件，并控制激光按照命令文件在所述胶片纸上进行激光打点。

步骤13：扫描仪扫描胶片纸上显示的打点图形并形成实际数据；

步骤14：处理模块将实际数据与理论数据进行比较，并根据实际数据与理论数据的偏差生成误差文件，以完成误差校准。

该步骤具体为，处理模块将实际数据与理论数据进行比较，并根据实际数据与理论数据的偏差生成误差文件，根据生成的误差文件对激光振镜中已有的校准表进行更新并形成新的校准表实现激光振镜的误差校准，具体实施中，根据生成的误差文件对激光振镜中已有的校准表可进行缩放、平移或非线性变换等方法进行校准。可以理解的是，已有的校准表最初为初始校准表，当执行一次本发明的激光振镜校准方法后，步骤14将根据生成的误差文件对激光振镜中初始校准表进行更新并形成新的校准表，该新的校准表存入激光振镜，并作为下一次激光振镜校准的已有校准表，以此类推实现激光振镜的校准。

具体实施中，为了便于实际数据和理论数据进行比较，实际数据需转换成与理论数据保存的格式相同，即当步骤12中理论数据为点阵数据时，处理模块将步骤13形成的实际数据转换为点阵数据，便于步骤14处理模块将实际数据与理论数据进行比较。

该实施例的激光振镜校准方法，将胶片纸贴在平板上，相比于在纸片上直接进行激光打印，提高了校准精度，而且，激光振镜按照预存的理论数据控制激光在所述胶片纸上进行激光打点，所述胶片纸为橡胶材质且能够显示激光打点图形，使得本发明的激光振镜校准方法仅需扫描仪直接扫描打点图形即可获得数据，相比于现有技术需采用昂贵的CCD图像采集装置进行图像采集，简化了系统结构，节约了成本。

图2为本发明激光振镜校准方法提供的另一实施例的方法流程图，如图2所示，激光振镜校准方法包括以下步骤：

步骤21：将胶片纸贴在平板上，并将纸片贴在胶片纸上；

步骤22：激光振镜按照预存的理论数据控制激光在所述纸片上进行激光打点；

步骤23：扫描仪扫描纸片上显示的打点图形并形成实际数据；

步骤24：处理模块将实际数据与理论数据进行比较，根据实际数据与理论数据的偏差生成误差文件，并根据生成的误差文件对激光振镜中已有的校准表进行更新并形成新的校准表实现激光振镜的误差校准。

该实施例与上一实施例的方案基本相同，即该实施例可以实现上一实施例相同的功能，主要区别在于，该实施例在上一实施例的基础上进行了进一步改进，即在所述胶片纸上贴有纸片，该纸片用于激光打点以及显示激光打印图形，这样纸片可更清楚地显示激光打点所形成的打点图形。

以上实施例仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均应属于本发明的保护范围。应当指出，在不脱离本发明原理前提下的若干修改和修饰，应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种激光振镜校准系统，其特征在于，包括胶片纸、平板、扫描仪和处理模块，所述胶片纸贴在平板上，激光振镜按照预存的理论数据控制激光在所述胶片纸上进行激光打点，所述胶片纸为橡胶材质且能够显示激光打点图形，所述扫描仪扫描胶片纸上打点图形并形成实际数据，所述处理模块将实际数据与预存的理论数据进行比较，并根据实际数据与预存的理论数据的偏差生成误差文件，以完成误差校准。

2.根据权利要求1所述的激光振镜校准系统，其特征在于，所述胶片纸上贴有纸片，用于激光打点以及显示激光打点图形。

3.根据权利要求1或2所述的激光振镜校准系统，其特征在于，当所述预存的理论数据为点阵数据时，处理模块将实际数据转换为点阵数据，以便于比较。

4.一种用于制造三维物体的快速成型设备，包括分层切片系统、送铺粉装置以及激光振镜，其特征在于，还包括权利要求1-3任一项所述的激光振镜校准系统，用于对激光振镜进行校准。

5.一种激光振镜校准方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：将胶片纸贴在平板上；

步骤二：激光振镜按照预存的理论数据控制激光在所述胶片纸上进行激光打点；

步骤三：扫描仪扫描胶片纸上显示的打点图形并形成实际数据；

步骤四：处理模块将实际数据与理论数据进行比较，并根据实际数据与理论数据的偏差生成误差文件，以完成误差校准。

6.根据权利要求5所述的激光振镜校准方法，其特征在于，所述胶片纸上贴有纸片，用于激光打点以及显示激光打点图形。

7.根据权利要求5所述的激光振镜校准方法，其特征在于，当步骤二中理论数据为点阵数据时，处理模块将步骤三中形成的实际数据转换为点阵数据，便于步骤四中实际数据与理论数据的比较。

8.根据权利要求5至7任一项所述的激光振镜校准方法，其特征在于，所述步骤四中生成误差文件，以完成误差校准具体为：

根据生成的误差文件对激光振镜中已有的校准表进行更新并形成新的校准表实现激光振镜的误差校准。