CN114260560B - 一种基于a3幅面扫描仪的分区域扫描大幅面振镜校正系统 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了一种基于A3幅面扫描仪的分区域扫描大幅面振镜校正系统，包括通过根据要校正的幅面大小标刻圆阵列文件，设计出17行17列的标刻圆阵列文件，使用要校正的振镜在第一个校正标靶A和校正标靶B上标记标记点；通过二维扫描仪扫描最大的宽度，校正标靶A和校正标靶B是同一个振镜激光加工设备，通过图像识别算法，分别获取标靶A和标靶B的各个点实际坐标；最后通过17X17的实际坐标生成振镜的校正文件完成校正，通过实现了300mm及以上幅面的振镜激光加工设备的快速多点校正，不需要像以前那样人工测量多个点坐标，避免了人工测量的误差和时间浪费，并且全程的数据可以通过服务器进行备份和记录。
Description
技术领域
本发明涉及扫描大幅面振镜校正系统领域，具体而言，涉及一种基于A3幅面扫描仪的分区域扫描大幅面振镜校正系统。
背景技术
在激光加工领域中大量使用振镜进行扫描标刻，但是由于振镜的安装以及其他原因会导致扫描区域中的加工图像有各种“枕形畸变”“桶形畸变”“复合畸变”等；为了改善和消除此类畸变，使输入的激光标刻的坐标和实际振镜扫描出来的坐标最大限度的保持一致，需要对安装好振镜系统的激光扫描加工设备做振镜的校正，对于300mm*300mm的振镜扫描区域或者更大的振镜扫描区域，尤其需要更快速和更准确的通用校正方案。
但是现有的校正系统在使用的过程中存在一些不足之处，传统的校正方式为人工测量振镜扫描出的实际坐标，通过成熟的校正换算算法，生成振镜的校正数据。此类校正的过程需要人工测量振镜扫描区域内至少3X3九个点的实际坐标，如果振镜的扫描区域在300mm*300mm或者更大的区域，如果要实现最大误差不超过0.1mm，则需要至少测量5*5二十五个点的X和Y方向实际坐标，而且由于人工测量的坐标误差，导致花费很多的实际但是很难达到目标的精度要求。而传统的通过扫描仪校正虽然可以通过二维扫描仪和图片识别程序快速的获取实际标刻的点坐标。传统的扫描仪校正的一次扫描的方式，如果想对超过300mm幅面的区域进行校正，则需要更大扫描尺寸的扫描仪硬件支持；
但是现有的市面上幅面最大的扫描仪为A3幅面297mm*420mm，满足不了或者超过300mm*300mm的扫描区域校正需求，因此我们对此做出改进，提出一种基于A3幅面扫描仪的分区域扫描大幅面振镜校正系统。
发明内容
本发明的目的在于：针对目前存在的背景技术提出的问题，为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：一种基于A3幅面扫描仪的分区域扫描大幅面振镜校正系统，以改善上述问题，本申请具体是这样的：包括以下矫正步骤，S1根据要校正的幅面大小标刻圆阵列文件，设计出17行17列的标刻圆阵列文件；S2使用要校正的振镜在第一个校正标靶A和校正标靶B上标记标记点；S3通过二维扫描仪扫描最大的宽度；S4取校正标靶A，通过扫描仪获取校正标靶A的点阵图像；S5取校正标靶B，通过扫描仪获取校正标靶B的点阵图像；S6校正标靶A和校正标靶B是同一个振镜激光加工设备，在同一条件下标刻到两个标靶上的点阵列图像，A和B有共同的一列；S7通过图像识别算法，分别获取标靶A和标靶B的各个点实际坐标；S8最后通过17X17的实际坐标生成振镜的校正文件完成校正。
作为本申请优选的技术方案，所述S1中根据要校正的幅面大小标刻圆阵列文件，以A3幅面300mmX300mm，设计出17行17列的标刻圆阵列文件，圆直径为5mm,圆心间距为18.75mm，圆振列文件的最大区域为305mm*305mm。
作为本申请优选的技术方案，所述S2中使用要校正的振镜在第一个校正标靶A上标记出17*17圆阵列左半区域17*9的标记点第一列到第9列；然后在相同的条件下，换另一个空白的校正标靶B，标刻出17*17圆阵列右半区域17*9的标记点第9列到第17列。
作为本申请优选的技术方案，所述S3中使用普通的二维扫描仪扫描A3幅面，最大的扫描宽度为297mmX420mm。
作为本申请优选的技术方案，所述S4中取校正标靶A实际为17行*9列，尺寸小于297mm*420mm，通过扫描仪获取校正标靶A的点阵图像。
作为本申请优选的技术方案，所述S5中取校正标靶B实际为17行*9列，尺寸小于297mm*420mm，通过扫描仪获取校正标靶B的点阵图像。
作为本申请优选的技术方案，所述S6中校正标靶A和校正标靶B是同一个振镜激光加工设备，在同一条件下标刻到两个标靶上的点阵列图像，A和B有共同的一列第9列。
作为本申请优选的技术方案，所述S7中通过图像识别算法，分别获取标靶A和标靶B的17*9的各个点实际坐标。
作为本申请优选的技术方案，所述标靶B，选取第9行第1列的点为零点的基准坐标ZeroB，通过第9行第17列点坐标，获取到标靶B的图像旋转偏移角度AngleB，通过ZeroB和AngleB对标靶B的实际坐标进行坐标变换，获取以ZeroB点为0点，以第9行为X轴的坐标矩阵。
作为本申请优选的技术方案，所述标靶A，选取第9行第9列的点为零点ZeroA,通过ZeroA和AngelB标靶A和标靶B都是以第9行为X轴，使用共同的角度值对标靶A的实际坐标进行坐标变换，获取以ZeroA点为0点，以第9行为X轴的坐标矩阵，以ZeroA＝ZeroB＝0,0坐标为零点，以第9行为X轴，将标靶A17*9和标靶B17*9的各个点坐标合并到一起第9列属于A和B的重复列，只取B的值，保存为17X17的实际坐标数据，至此为止完成了通过A3幅面的扫描仪扫描两次，完成300mm幅面或大于300mm幅面的分区域扫描功能，最后通过17X17的实际坐标生成振镜的校正文件完成校正。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
在本申请的方案中：
1.通过根据要校正的幅面大小标刻圆阵列文件，设计出17行17列的标刻圆阵列文件；使用要校正的振镜在第一个校正标靶A和校正标靶B上标记标记点；通过二维扫描仪扫描最大的宽度；取校正标靶A，通过扫描仪获取校正标靶A的点阵图像；取校正标靶B，通过扫描仪获取校正标靶B的点阵图像；校正标靶A和校正标靶B是同一个振镜激光加工设备，在同一条件下标刻到两个标靶上的点阵列图像，A和B有共同的一列；通过图像识别算法，分别获取标靶A和标靶B的各个点实际坐标；最后通过17X17的实际坐标生成振镜的校正文件完成校正，解决了大幅面校正的坐标获取问题，避免了为做大幅面校正需要定制扫描仪的情况。
2.通过图像识别算法，分别获取标靶A和标靶B的17*9的各个点实际坐标，通过实现了300mm及以上幅面的振镜激光加工设备的快速多点校正，不需要像以前那样人工测量多个点坐标，避免了人工测量的误差和时间浪费，并且全程的数据可以通过服务器进行备份和记录。
附图说明：
图1为本申请提供的基于A3幅面扫描仪的分区域扫描大幅面振镜校正系统的流程图；
图2为本申请提供的基于A3幅面扫描仪的分区域扫描大幅面振镜校正系统的标靶A17*9标刻的点阵列的实际扫描图；
图3为本申请提供的基于A3幅面扫描仪的分区域扫描大幅面振镜校正系统的标靶A17*9标刻的点阵列的设计文件；
图4为本申请提供的基于A3幅面扫描仪的分区域扫描大幅面振镜校正系统的标靶A17*9标刻的点阵列的实际扫描图的图像识别结果；
图5为本申请提供的基于A3幅面扫描仪的分区域扫描大幅面振镜校正系统的标靶B17*9标刻的点阵列的设计文件；
图6为本申请提供的基于A3幅面扫描仪的分区域扫描大幅面振镜校正系统的标靶B17*9标刻的点阵列的实际扫描图；
图7为本申请提供的基于A3幅面扫描仪的分区域扫描大幅面振镜校正系统的标靶A17*9标刻的点阵列的实际扫描图的图像识别结果；
图8为本申请提供的基于A3幅面扫描仪的分区域扫描大幅面振镜校正系统的前端标靶A和标靶B扫描图片上传和校正文件下载的软件界面；
图9为本申请提供的基于A3幅面扫描仪的分区域扫描大幅面振镜校正系统的后台图像识别和生成校正文件的软件界面图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。
因此，以下对本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的部分实施例。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。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征和技术方案可以相互组合。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
如图1-图9，本实施方式提出一种基于A3幅面扫描仪的分区域扫描大幅面振镜校正系统，包括以下矫正步骤，S1根据要校正的幅面大小标刻圆阵列文件，设计出17行17列的标刻圆阵列文件；S2使用要校正的振镜在第一个校正标靶A和校正标靶B上标记标记点；S3通过二维扫描仪扫描最大的宽度；S4取校正标靶A，通过扫描仪获取校正标靶A的点阵图像；S5取校正标靶B，通过扫描仪获取校正标靶B的点阵图像；S6校正标靶A和校正标靶B是同一个振镜激光加工设备，在同一条件下标刻到两个标靶上的点阵列图像，A和B有共同的一列；S7通过图像识别算法，分别获取标靶A和标靶B的各个点实际坐标；S8最后通过17X17的实际坐标生成振镜的校正文件完成校正。
作为优选的实施方式，在上述方式的基础上，进一步的，所述S1中根据要校正的幅面大小标刻圆阵列文件，以A3幅面300mmX300mm，设计出17行17列的标刻圆阵列文件，圆直径为5mm,圆心间距为18.75mm，圆振列文件的最大区域为305mm*305mm。
作为优选的实施方式，在上述方式的基础上，进一步的，所述S2中使用要校正的振镜在第一个校正标靶A上标记出17*17圆阵列左半区域17*9的标记点第一列到第9列；然后在相同的条件下，换另一个空白的校正标靶B，标刻出17*17圆阵列右半区域17*9的标记点第9列到第17列。
作为优选的实施方式，在上述方式的基础上，进一步的，所述S3中使用普通的二维扫描仪扫描A3幅面，最大的扫描宽度为297mmX420mm。
作为优选的实施方式，在上述方式的基础上，进一步的，所述S4中取校正标靶A实际为17行*9列，尺寸小于297mm*420mm，通过扫描仪获取校正标靶A的点阵图像。
作为优选的实施方式，在上述方式的基础上，进一步的，所述S5中取校正标靶B实际为17行*9列，尺寸小于297mm*420mm，通过扫描仪获取校正标靶B的点阵图像。
作为优选的实施方式，在上述方式的基础上，进一步的，所述S6中校正标靶A和校正标靶B是同一个振镜激光加工设备，在同一条件下标刻到两个标靶上的点阵列图像，A和B有共同的一列第9列。
作为优选的实施方式，在上述方式的基础上，进一步的，所述S7中通过图像识别算法，分别获取标靶A和标靶B的17*9的各个点实际坐标。
作为优选的实施方式，在上述方式的基础上，进一步的，所述标靶B，选取第9行第1列的点为零点的基准坐标ZeroB，通过第9行第17列点坐标，获取到标靶B的图像旋转偏移角度AngleB，通过ZeroB和AngleB对标靶B的实际坐标进行坐标变换，获取以ZeroB点为0点，以第9行为X轴的坐标矩阵。
作为优选的实施方式，在上述方式的基础上，进一步的，所述标靶A，选取第9行第9列的点为零点ZeroA,通过ZeroA和AngelB标靶A和标靶B都是以第9行为X轴，使用共同的角度值对标靶A的实际坐标进行坐标变换，获取以ZeroA点为0点，以第9行为X轴的坐标矩阵，以ZeroA＝ZeroB＝0,0坐标为零点，以第9行为X轴，将标靶A17*9和标靶B17*9的各个点坐标合并到一起第9列属于A和B的重复列，只取B的值，保存为17X17的实际坐标数据，至此为止完成了通过A3幅面的扫描仪扫描两次，完成300mm幅面或大于300mm幅面的分区域扫描功能，最后通过17X17的实际坐标生成振镜的校正文件完成校正。
工作原理：在使用时，根据要校正的幅面大小以300mmX300mm为例，设计出17行17列的标刻圆阵列文件，圆直径为5mm,圆心间距为18.75mm，圆振列文件的最大区域为305mm*305mm；使用要校正的振镜在第一个校正标靶A上标记出17*17圆阵列左半区域17*9的标记点第一列到第9列；然后在相同的条件下，换另一个空白的校正标靶B，标刻出17*17圆阵列右半区域17*9的标记点第9列到第17列；假设使用普通的二维扫描仪A3幅面，最大的扫描宽度为297mmX420mm；取校正标靶A实际为17行*9列，尺寸小于297mm*420mm，通过扫描仪获取校正标靶A的点阵图像；取校正标靶B实际为17行*9列，尺寸小于297mm*420mm，通过扫描仪获取校正标靶B的点阵图像；需要注意的是，校正标靶A和校正标靶B是同一个振镜激光加工设备，在同一条件下标刻到两个标靶上的点阵列图像，A和B有共同的一列第9列，通过图像识别算法，分别获取标靶A和标靶B的17*9的各个点实际坐标；对于标靶B，选取第9行第1列的点为零点的基准坐标ZeroB，通过第9行第17列点坐标，获取到标靶B的图像旋转偏移角度AngleB，通过ZeroB和AngleB对标靶B的实际坐标进行坐标变换，获取以ZeroB点为0点，以第9行为X轴的坐标矩阵；对于标靶A，选取第9行第9列的点为零点ZeroA,通过ZeroA和AngelB标靶A和标靶B都是以第9行为X轴，所以可以使用共同的角度值对标靶A的实际坐标进行坐标变换，获取以ZeroA点为0点，以第9行为X轴的坐标矩阵；以ZeroA＝ZeroB＝0,0坐标为零点，以第9行为X轴，将标靶A17*9和标靶B17*9的各个点坐标合并到一起第9列属于A和B的重复列，只取B的值，保存为17X17的实际坐标数据，至此为止完成了通过A3幅面的扫描仪扫描两次，完成300mm幅面或者大于300mm幅面的分区域扫描功能，最后通过17X17的实际坐标，生成振镜的校正文件，完成校正。
以上实施例仅用以说明本发明而并非限制本发明所描述的技术方案，尽管本说明书参照上述的各个实施例对本发明已进行了详细的说明，但本发明不局限于上述具体实施方式，因此任何对本发明进行修改或等同替换；而一切不脱离发明的精神和范围的技术方案及其改进，其均涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (8)
1.一种基于A3幅面扫描仪的分区域扫描大幅面振镜校正系统，其特征在于，包括以下矫正步骤，S1根据要校正的幅面大小标刻圆阵列文件，设计出17行17列的标刻圆阵列文件；S2使用要校正的振镜在第一个校正标靶A和校正标靶B上标记标记点；S3通过二维扫描仪扫描最大的宽度；S4取校正标靶A，通过扫描仪获取校正标靶A的点阵图像；S5取校正标靶B，通过扫描仪获取校正标靶B的点阵图像；S6校正标靶A和校正标靶B是同一个振镜激光加工设备，在同一条件下标刻到两个标靶上的点阵列图像，A和B有共同的一列；S7通过图像识别算法，分别获取标靶A和标靶B的各个点实际坐标；S8最后通过17X17的实际坐标生成振镜的校正文件完成校正，所述S1中根据要校正的幅面大小标刻圆阵列文件，以A3幅面300mmX300mm，设计出17行17列的标刻圆阵列文件，圆直径为5mm,圆心间距为18.75mm，圆振列文件的最大区域为305mm*305mm，所述S2中使用要校正的振镜在第一个校正标靶A上标记出17*17圆阵列左半区域17*9的标记点第一列到第9列；然后在相同的条件下，换另一个空白的校正标靶B，标刻出17*17圆阵列右半区域17*9的标记点第9列到第17列。
2.根据权利要求1所述的一种基于A3幅面扫描仪的分区域扫描大幅面振镜校正系统，其特征在于，所述S3中使用普通的二维扫描仪扫描A3幅面，最大的扫描宽度为297mmX420mm。
3.根据权利要求2所述的一种基于A3幅面扫描仪的分区域扫描大幅面振镜校正系统，其特征在于，所述S4中取校正标靶A实际为17行*9列，尺寸小于297mm*420mm，通过扫描仪获取校正标靶A的点阵图像。
4.根据权利要求3所述的一种基于A3幅面扫描仪的分区域扫描大幅面振镜校正系统，其特征在于，所述S5中取校正标靶B实际为17行*9列，尺寸小于297mm*420mm，通过扫描仪获取校正标靶B的点阵图像。
5.根据权利要求4所述的一种基于A3幅面扫描仪的分区域扫描大幅面振镜校正系统，其特征在于，所述S6中校正标靶A和校正标靶B是同一个振镜激光加工设备，在同一条件下标刻到两个标靶上的点阵列图像，A和B有共同的一列第9列。
6.根据权利要求1所述的一种基于A3幅面扫描仪的分区域扫描大幅面振镜校正系统，其特征在于，所述S7中通过图像识别算法，分别获取标靶A和标靶B的17*9的各个点实际坐标。
7.根据权利要求6所述的一种基于A3幅面扫描仪的分区域扫描大幅面振镜校正系统，其特征在于，所述标靶B，选取第9行第1列的点为零点的基准坐标ZeroB，通过第9行第17列点坐标，获取到标靶B的图像旋转偏移角度AngleB，通过ZeroB和AngleB对标靶B的实际坐标进行坐标变换，获取以ZeroB点为0点，以第9行为X轴的坐标矩阵。
8.根据权利要求6所述的一种基于A3幅面扫描仪的分区域扫描大幅面振镜校正系统，其特征在于，所述标靶A，选取第9行第9列的点为零点ZeroA,通过ZeroA和AngelB标靶A和标靶B都是以第9行为X轴，使用共同的角度值对标靶A的实际坐标进行坐标变换，获取以ZeroA点为0点，以第9行为X轴的坐标矩阵，以ZeroA=ZeroB=0,0坐标为零点，以第9行为X轴，将标靶A17*9和标靶B17*9的各个点坐标合并到一起第9列属于A和B的重复列，只取B的值，保存为17X17的实际坐标数据，至此为止完成了通过A3幅面的扫描仪扫描两次，完成300mm幅面或大于300mm幅面的分区域扫描功能，最后通过17X17的实际坐标生成振镜的校正文件完成校正。
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