CN116944529B - 一种使用激光扫描精度的自动校正装置的校正方法 - Google Patents
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Abstract
本申请公开一种使用激光扫描精度的自动校正装置的校正方法,自动校正装置包括:控制组件,控制激光器发射红光光束至扫描振镜,扫描振镜使红光光束沿打印激光的扫描轨迹进行扫描;移动组件,设置在打印机上并位于扫描系统下方;二维位敏探测器,在移动组件的作用下于X方向和Y方向上移动,二维位敏探测器的受光面平行设置在扫描系统的焦平面上方;二维位敏探测器被配置为沿扫描轨迹移动,以保持受光面的中点与红光光束相交,以采集红光光束于焦平面上的实际坐标位置,并发送实际坐标位置至控制组件,控制组件根据实际坐标位置生成校正文件。本申请可实现自动化校正,无需人工参与校正,校正精度高,校正效率高、操作安全性高,且成本低。
Description
技术领域
本发明涉及3D打印技术领域,具体涉及一种使用激光扫描精度的自动校正装置的校正方法。
背景技术
金属选区激光熔化成形技术(也称SLM技术),是金属材料增材制造中的一种主要技术途径。该技术选用激光作为能量源,按照三维CAD切片模型中规划好的路径在金属粉末床层进行逐层扫描,扫描过的金属粉末通过熔化、凝固从而达到冶金结合的效果,最终获得模型所设计的金属零件。
扫描振镜作为控制激光选区扫描的核心光学元件,其通过高速变换镜片角度,将激光快速反射到打印平面的指定位置。因为经扫描振镜反射后的激光定位精度对于SLM成形零件的精度非常关键,所以用户需要对振镜扫描精度进行校准,以满足最终使用要求标准,其中,X和Y向定位精度偏差小于0.05mm。
现有的技术方案主要是利用激光在特定玻璃板(玻璃板贴白纸或贴黑底胶片)上打印特征点(阵列式十字标或十字网格交叉中心),然后通过相机、扫描仪、影像仪等测量工具对特征点的位置标识进行采集并获取上述特征点的位置坐标信息,最后通过校正算法实现理论位置坐标和实际位置坐标的关系拟合,并将最终拟合的校正表或校正关系导入到扫描振镜控制程序内实现一个完整的校正流程,而在实际操作过程中,上述流程需要反复进行2次甚至更多才能实现全幅面校正,使得现有技术方案存在以下缺陷:
1、每个特征点通过激光在特定玻璃板上打印,玻璃板粘贴的底片依靠人工粘贴不能实现绝对平整,玻璃板本身通过传统加工制造,也不能实现绝对平整,同时,反复使用多次的玻璃板会被激光灼伤,表面存在很多凹坑,平整度更差,存在较高的测量误差;
2、现有方案采用有限离散特征点拟合获取的校正关系存在系统算法误差,且当多个振镜进行拼接校正时,为了平衡单个振镜自身的精度和拼接精度,这种偏差会被进一步放大。通过特征点拟合校正后的精度对于单个振镜内部而言基本能满足使用条件,但多个振镜的扫描搭接区很难保证无错位拼接;
3、从操作流程角度,校正人员单次校正步骤包含:玻璃清洗、底板粘贴、特征点打印、特征点采集、数据导入机器、拟合运算、生产最新校正表等,上述流程设计包含多个人工操作环节,导致整个校正过程非常缓慢,而每次校正都需要多次执行上述的校正步骤,影响设备的使用效率,同时,需要专用特定人才进行上述操作;
4、从重复性角度,由于校正步骤包含多个人工操作环节,每个人工环节都会存在人工误差,进而造成系统校正精度的重复性变差,影响实际校正效果。
发明内容
为了克服现有技术的缺陷,本发明的目的在于提供一种使用激光扫描精度的自动校正装置的校正方法,通过软硬件结合的方式自动提取特征点,取消人工操作环节,避免人工测量误差,基于扫描系统的扫描轨迹灵活设置特征点数量,缩短单点采集周期,增大样本数的同时缩短整体采集时长,提高效率,基于硬件的稳定性降低校正误差。
为解决上述技术问题,本发明采用的技术方案是:
一种使用激光扫描精度的自动校正装置的校正方法,所述自动校正装置包括:
控制组件,适于与打印机的扫描系统信号连接,所述扫描系统包括激光器和扫描振镜,所述控制组件控制所述激光器发射红光光束至所述扫描振镜,所述扫描振镜使所述红光光束沿打印激光的扫描轨迹进行扫描;
移动组件,与所述控制组件信号连接,设置在所述打印机上并位于所述扫描系统下方;以及
二维位敏探测器,与所述控制组件信号连接,所述二维位敏探测器在所述移动组件的作用下于X方向和Y方向上移动,所述二维位敏探测器的受光面平行设置在所述扫描系统的焦平面上方;
所述二维位敏探测器被配置为沿所述扫描轨迹移动,以保持所述受光面的中点与所述红光光束相交,以采集所述红光光束于所述焦平面上的实际坐标位置,并发送所述实际坐标位置至所述控制组件,所述控制组件根据所述实际坐标位置生成校正文件;
所述校正方法包括以下步骤:
步骤一:将所述自动校正装置安装在待测打印机上;
步骤二:通过控制组件激活所述待测打印机的扫描系统,使所述扫描系统的激光器发射红光光束至扫描振镜上;
步骤三:通过控制组件控制所述二维位敏探测器和所述红光光束移动至原点位置,并使所述红光光束与所述二维位敏探测器的受光面的中点相交;
步骤四:分别设定所述二维位敏探测器于X方向上、Y方向上的运动步长、运动次数、采集时间窗口;
步骤五:根据所述扫描系统的扫描轨迹设定所述二维位敏探测器的移动轨迹;
步骤六:在所述扫描轨迹内选取n个特征点,通过控制组件控制所述二维位敏探测器、所述红光光束同时移动至其中一个特征点上,使所述二维位敏探测器采集所述红光光束于所选特征点上,在扫描系统的焦平面上的实际坐标位置,并发送所述实际坐标位置至控制组件;
步骤七:于每个所述特征点上分别重复步骤六,以分别采集所述红光光束于每个特征点上,对应在所述焦平面上的实际坐标位置;
步骤八:采集完成后,通过控制组件对n个所述实际坐标位置进行拟合运算,得出校正文件进行存储,并根据所述校正文件对所述扫描振镜进行校正;
步骤九:重复步骤三至步骤八,直至所述红光光束分别于n个所述特征点上,对应在所述焦平面上的实际坐标位置均在合格范围内,停止校正。
进一步地,所述步骤六中,于所选特征点上,采集多组所述红光光束在扫描系统的焦平面上的坐标位置,去除多组所述坐标位置中的异常值后取平均值为所述实际坐标位置。
进一步地,所述红光光束与所述打印激光之间存在预设映射关系,所述预设映射关系用于标定所述红光光束与所述打印激光因色差导致的扫描位置差异,所述步骤八中,根据所述预设映射关系得出所述校正文件。
进一步地,所述步骤九中,所述控制组件响应于每次采集结果,对应更新所述校正文件并存储。
进一步地,所述控制组件包括处理器和与所述处理器信号连接的存储器,所述处理器用于生成或更新所述校正文件,并控制所述存储器存储所述校正文件,或者从所述存储器中调取所述校正文件。
进一步地,所述扫描系统的焦平面包括多个子区域,相邻所述子区域之间部分重合以形成搭接区域,每个所述搭接区域对应有部分所述特征点;
所述步骤九中,n个所述特征点的实际坐标位置校正合格后,选取所述搭接区域对应的特征点进行复验,通过所述二维位敏探测器采集所述红光光束于所述搭接区域对应的同一特征点上,分别在对应两个相重合子区域内的实际坐标位置,并发送至所述控制组件,所述控制组件生成偏置文件;
所述控制组件根据所述偏置文件控制对应所述扫描振镜旋转或偏移,以使所述红光光束于所述搭接区域对应的同一特征点上,分别在对应两个相重合子区域内的实际坐标位置相重合。
进一步地,所述移动组件为一维移动组件,所述移动组件设置在所述打印机铺粉器的驱动装置上,并在所述驱动装置的作用下带动所述二维位敏探测器于Y方向上移动,所述二维位敏探测器在所述移动组件的作用下于X方向上移动。
进一步地,所述驱动装置包括两个相互平行且于Y方向上延伸的滑轨、滑动设置在所述滑轨上的滑块、用于驱动所述滑块滑动的驱动件和设置在所述滑轨上的第一光栅尺;
所述移动组件包括沿X方向延伸的移动梁、设置在所述移动梁与所述二维位敏探测器之间的滑移结构、用于驱动所述滑移结构的动力件和设置在所述滑移结构上的第二光栅尺,所述移动梁跨设在两个所述滑块上方。
进一步地,所述移动组件为二维移动组件,所述二维移动组件包括两个Y向梁和沿Y方向滑动跨设在两个所述Y向梁上的X向梁,所述二维位敏探测器沿X方向滑动设置在所述X向梁上。
进一步地,所述X向梁与两个所述Y向梁之间设置有Y向滑动结构和设置在所述Y向梁上的第三光栅尺,所述位敏探测器沿与所述X向梁之间设置有X向滑动结构和设置在所述X向梁上的第四光栅尺。
由于上述技术方案的运用,本申请与现有技术相比的有益效果在于:
1、本申请提供的自动校正装置,通过设置一个二维位敏探测器,以使多个扫描振镜的扫描范围可在同一坐标系内进行拼接,拼接误差小,并在同一坐标系内,实现对红光光束于所有测量点上,分别在扫描系统焦平面的实际坐标位置的测量,测量的一致性高,不同测量结果可以直接进行比较和分析,可以减少误差的累积,且测量数据具有可追溯性,有助于质量控制与质量管理,并可以简化数据处理的过程,不需要进行多次坐标转换和调整,可以直接将测量数据用于后续的分析、拟合和决策;
2、本申请提供的自动校正装置,通过设置移动组件与二维位敏探测器配合,使得二维位敏探测器可于扫描系统的焦平面上方沿X方向和Y方向上自动移动,并对应收集于扫描轨迹上选取的多个测量点上对应的实际位置坐标,无需提前人工制作特定的带有特征点的测量玻璃板,避免测量玻璃板的生产误差对测量结果造成影响,避免前期准备工作的耗时,且无需额外设置相机、扫描仪、影像仪等测量工具对特征点的位置标识进行采集并获取上述特征点的位置坐标信息,缩短单点采集周期,增大样本数的同时缩短整体采集时长,提高效率;
3、本申请提供的自动校正装置,通过设置控制组件控制激光器发出红光光束模拟打印激光进行校正操作,操作安全性更高,且成本低。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案,下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见,下面描述中的附图是本发明的一些实施方式,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例所示的自动校正装置的结构示意图。
附图标记说明:
1-移动梁;2-二维位敏探测器;21-受光面;3-驱动装置;31-滑轨;32-滑块;4-滑移结构;41-滑移槽;42-滑移块;5-第一光栅尺;6-第二光栅尺;7-焦平面;10-红光光束。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案,下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都应当属于本申请保护的范围。
需要说明的是,本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象,而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换,以便这里描述的本申请的实施例。此外,术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形,意图在于覆盖不排他的包含,例如,包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元,而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
在本申请中,术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“中”、“竖直”、“水平”、“横向”、“纵向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系。这些术语主要是为了更好地描述本发明及其实施例,并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位,或以特定方位进行构造和操作。
并且,上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外,还可能用于表示其他含义,例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言,可以根据具体情况理解这些术语在本发明中的具体含义。
此外,术语“安装”、“设置”、“设有”、“连接”、“相连”、“套接”应做广义理解。例如,可以是固定连接,可拆卸连接,或整体式构造;可以是机械连接,或电连接;可以是直接相连,或者是通过中间媒介间接相连,又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。
本发明一实施例提供一种使用激光扫描精度的自动校正装置的校正方法。用于对打印机的扫描系统的扫描振镜进行校正,以提高打印机的打印精度。
请参见图1,自动校正装置包括控制组件(未图示)、与控制组件信号连接的移动组件和二维位敏探测器2。移动组件设置在打印机上并位于扫描系统(未图示)下方,用于带动二维位敏探测器2于X方向和Y方向上移动。需要说明的是,X方向如图1中箭头X所示,Y方向如图1中箭头Y所示。
本实施例中,移动组件为一维移动组件,移动组件设置在打印机铺粉器的驱动装置3上,并在驱动装置3的作用下带动二维位敏探测器2于Y方向上移动,二维位敏探测器2在移动组件的作用下于X方向上移动。通过利用打印机上的原有驱动装置3,可简化自动校正装置的结构,且可适应不同打印机因加工过程产生的差异,以进一步提高校正精度。
驱动装置3包括两个相互平行且于Y方向上延伸的滑轨31、滑动设置在滑轨31上的滑块32、用于驱动滑块32滑动的驱动件(未图示)和设置在滑轨31上的第一光栅尺5。移动组件包括沿X方向延伸的移动梁1、设置在移动梁1与二维位敏探测器2之间的滑移结构4、用于驱动滑移结构4的动力件(未图示)和设置在滑移结构4上的第二光栅尺(未图示),移动梁1跨设在两个滑块32上方。
具体的,滑移结构4包括沿X方向布置在移动梁1上的滑移槽41和插入至该滑移槽41内的滑移块42,第二光栅尺6沿X方向布置在移动梁1上,二维位敏探测器2安装在该滑移块42上,且二维位敏探测器2的受光面21平行设置在扫描系统的焦平面7上方。
第一光栅尺5、第二光栅尺6、驱动件和动力件均与控制组件信号连接,其中,第一光栅尺5用于持续测量滑块32于Y方向上的移动距离,并发送信号至控制组件,第二光栅尺6用于持续测量滑移块42于X方向上的移动距离,并发送信号至控制组件,以使控制组件可根据第一光栅尺5、第二光栅尺6的测量结果连续控制驱动件和动力件,以实现对二维位敏探测器2于X方向上和Y方向上的位置的连续监测与调整。本实施例中,驱动件和动力件具体可以为直线电机或伺服电机,本申请对此不作具体限定。
光栅尺由一个光学光栅和一个读取头组成。光栅是由许多平行的光栅线组成的,每个光栅线上都有精确的周期性标记。读取头通过感知光栅上标记的变化来测量位移。当滑块32、滑移块42移动时,第一光栅尺5、第二光栅尺6会持续地读取对应光栅上的位置信息,并将其转换为数字或模拟信号输出。以实现对二维位敏探测器2位置的连续监测和测量。为常规设置,在此不作赘述。
在另一可选的实施例中,移动组件为二维移动组件,移动组件包括两个Y向梁(未图示)和沿Y方向滑动跨设在两个Y向梁上的X向梁(未图示),二维位敏探测器2沿X方向滑动设置在X向梁上。即在校正时,将打印机的铺粉设备的驱动装置3拆除,然后将两个Y向梁布置在驱动装置3的位置上即可,在校正结束后,再将铺粉设备装回。
具体的,X向梁与两个Y向梁之间设置有Y向滑动结构(未图示)和设置在Y向梁上的第三光栅尺(未图示),二维位敏探测器2沿与X向梁之间设置有X向滑动结构(未图示)和设置在X向梁上的第四光栅尺(未图示)。该Y向滑动结构、X向滑动结构与前述滑移结构的结构相同,第三光栅尺、第四光栅尺的作用分别与前述第一光栅尺5和第二光栅尺6的作用相同,具体可参见前述内容,在此不作赘述。
控制组件适于与打印机的扫描系统信号连接,扫描系统包括激光器和扫描振镜,控制组件控制激光器发射红光光束10至扫描振镜,扫描振镜使红光光束10沿打印激光的扫描轨迹进行扫描。二维位敏探测器2被配置为沿扫描轨迹移动,以保持受光面的中点与红光光束10相交,以采集红光光束10于焦平面7上的实际坐标位置,并发送实际坐标位置至控制组件,控制组件根据实际坐标位置生成校正文件。需要说明的是,焦平面7与二维位敏探测器2的坐标系相重叠,X方向即为坐标系的X轴方向,Y方向即为坐标系的Y轴方向。
二维位敏探测器2(position sensitive detector),简称PSD,是一种非分割型的,对入射光斑中心位置敏感的光电器件,具有位置分辨率高、相应速度快等特点,在测距、测角、导航、核物理等方面被广泛应用。本申请中,采用二维位敏探测器2测量红光光束10于扫描系统的焦平面7上的实际位置坐标。
本实施例中,控制组件包括处理器和与处理器信号连接的存储器,处理器用于生成或更新校正文件,并控制存储器存储校正文件,或者从存储器中调取校正文件。
应理解,在本申请实施例中,处理器可以是中央处理单元(CPU),也可以是其他通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或其他可编程逻辑器件、分立门或晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。处理器负责执行指令和算法以生成或更新校正文件,并控制存储器的读写操作。为常规技术手段。
存储器可以是易失性存储器(如随机存取存储器,RAM)或非易失性存储器(如只读存储器,ROM;可编程只读存储器,PROM;可擦除可编程只读存储器,EPROM;电可擦除可编程只读存储器,EEPROM;闪存等)。存储器用于存储生成或更新的校正文件,并且可以按需调取校正文件供处理器使用。
需要注意的是,本申请实施例中提到的处理器和存储器类型并不是具体限定的,可以根据具体应用的需求选择适合的处理器和存储器类型。
校正方法包括以下步骤:
步骤一:将自动校正装置安装在待测打印机上。
步骤二:通过控制组件激活待测打印机的扫描系统,使扫描系统的激光器发射红光光束至扫描振镜上。
步骤三:通过控制组件控制二维位敏探测器和红光光束移动至原点位置,并使红光光束与二维位敏探测器的受光面的中点相交。
需要说明的是,原点即为扫描轨迹的初始位置,可结合需求进行调整,在此不作具体限定。
步骤四:分别设定二维位敏探测器于X方向上、Y方向上的运动步长、运动次数、采集时间窗口。
步骤五:根据扫描系统的扫描轨迹设定二维位敏探测器的移动轨迹。
步骤六:在扫描轨迹内选取n个特征点,通过控制组件控制二维位敏探测器、红光光束同时移动至其中一个特征点上,使二维位敏探测器采集红光光束于所选特征点上,在扫描系统的焦平面上的实际坐标位置,并发送实际坐标位置至控制组件。
本实施例中,为了进一步提高测量精度,上述步骤六中,于所选特征点上,采集多组红光光束在扫描系统的焦平面上的坐标位置,去除多组坐标位置中的异常值后取平均值为实际坐标位置。以提高获取的实际坐标位置的准确性,增强数据的稳定性,缓解数据偏移。
步骤七:于每个特征点上分别重复步骤六,以分别采集红光光束于每个特征点上,对应在焦平面上的实际坐标位置。
步骤八:采集完成后,通过控制组件对n个实际坐标位置进行拟合运算,得出校正文件进行存储,并根据校正文件对扫描振镜进行校正。
由于颜色在不同材料中的折射率不同,不同颜色的光在经过透镜或其他光学元件后会发生不同程度的偏折。这种颜色引起的偏差被称为色差。为了纠正因色差导致的扫描位置差异,可以使用预设的映射关系来调整扫描路径。
具体而言,通过测量红光光束和打印激光的偏差情况,并建立红光光束的位置与打印激光的位置之间的对应关系。通过建立这种预设映射关系,可以根据测量到的红光光束位置来推断相应的打印激光位置,从而在实际打印过程中对扫描路径进行校正。这样可以减小因色差引起的位置差异,提高校正的精确性和准确性。上述步骤八中,控制组件在得出校正文件时引入该预设映射关系。为常规技术手段,在此不作赘述。
步骤九:重复步骤三至步骤八,直至红光光束分别于n个特征点上,对应在焦平面上的实际坐标位置均在合格范围内,停止校正。
步骤九中,控制组件响应于每次采集结果,对应更新校正文件并存储。
习知的,当需要打印大尺寸的产品时,单个扫描振镜的扫描范围无法满足要求。为了覆盖整个打印区域,并且保持打印的速度和精度,会采用多个扫描振镜进行拼接。多个扫描振镜可以被安排成一个阵列或者矩阵的形式,每个扫描振镜负责扫描整个打印区域的一个子区域。
通过协调多个扫描振镜的运动,使得它们能够协同工作,将各自扫描的子区域精确拼接在一起,从而完成整个大范围的打印,其中,相邻的子区域之间部分重合以形成搭接区域,每个搭接区域对应有部分特征点。
为了扫描振镜的拼接区域进行进一步测量校正,本实施例中,在步骤九中,n个特征点的实际坐标位置校正合格后,选取搭接区域对应的特征点进行复验,通过二维位敏探测器采集红光光束于搭接区域对应的同一特征点上,分别在对应两个相重合子区域内的实际坐标位置,并发送至控制组件,控制组件生成偏置文件。
控制组件根据偏置文件控制对应扫描振镜旋转或偏移,以使扫描振镜对应的子区域整体偏移或旋转,以使红光光束于搭接区域对应的同一特征点上,分别在对应两个相重合子区域内的实际坐标位置相重合。以实现相邻子区域的高精度拼接。
由于上述技术方案的运用,本申请与现有技术相比的有益效果在于:
1、本申请提供的自动校正装置,通过设置一个二维位敏探测器,以使多个扫描振镜的扫描范围可在同一坐标系内进行拼接,拼接误差小,并在同一坐标系内,实现对红光光束于所有测量点上,分别在扫描系统焦平面的实际坐标位置的测量,测量的一致性高,不同测量结果可以直接进行比较和分析,可以减少误差的累积,且测量数据具有可追溯性,有助于质量控制与质量管理,并可以简化数据处理的过程,不需要进行多次坐标转换和调整,可以直接将测量数据用于后续的分析、拟合和决策;
2、本申请提供的自动校正装置,通过设置移动组件与二维位敏探测器配合,使得二维位敏探测器可于扫描系统的焦平面上方沿X方向和Y方向上自动移动,并对应收集于扫描轨迹上选取的多个测量点上对应的实际位置坐标,无需提前人工制作特定的带有特征点的测量玻璃板,避免测量玻璃板的生产误差对测量结果造成影响,避免前期准备工作的耗时,且无需额外设置相机、扫描仪、影像仪等测量工具对特征点的位置标识进行采集并获取上述特征点的位置坐标信息,缩短单点采集周期,增大样本数的同时缩短整体采集时长,提高效率;
3、本申请提供的自动校正装置,通过设置控制组件控制激光器发出红光光束模拟打印激光进行校正操作,操作安全性更高,且成本低。
最后应说明的是,以上仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,对于本领域的技术人员来说,其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种使用激光扫描精度的自动校正装置的校正方法,其特征在于,所述自动校正装置包括:
控制组件,适于与打印机的扫描系统信号连接,所述扫描系统包括激光器和扫描振镜,所述控制组件控制所述激光器发射红光光束至所述扫描振镜,所述扫描振镜使所述红光光束沿打印激光的扫描轨迹进行扫描;
移动组件,与所述控制组件信号连接,设置在所述打印机上并位于所述扫描系统下方;以及
二维位敏探测器,与所述控制组件信号连接,所述二维位敏探测器在所述移动组件的作用下于X方向和Y方向上移动,所述二维位敏探测器的受光面平行设置在所述扫描系统的焦平面上方;
所述二维位敏探测器被配置为沿所述扫描轨迹移动,以保持所述受光面的中点与所述红光光束相交,以采集所述红光光束于所述焦平面上的实际坐标位置,并发送所述实际坐标位置至所述控制组件,所述控制组件根据所述实际坐标位置生成校正文件;
所述校正方法包括以下步骤:
步骤一:将所述自动校正装置安装在待测打印机上;
步骤二:通过控制组件激活所述待测打印机的扫描系统,使所述扫描系统的激光器发射红光光束至扫描振镜上;
步骤三:通过控制组件控制所述二维位敏探测器和所述红光光束移动至原点位置,并使所述红光光束与所述二维位敏探测器的受光面的中点相交;
步骤四:分别设定所述二维位敏探测器于X方向上、Y方向上的运动步长、运动次数、采集时间窗口;
步骤五:根据所述扫描系统的扫描轨迹设定所述二维位敏探测器的移动轨迹;
步骤六:在所述扫描轨迹内选取n个特征点,通过控制组件控制所述二维位敏探测器、所述红光光束同时移动至其中一个特征点上,使所述二维位敏探测器采集所述红光光束于所选特征点上,在扫描系统的焦平面上的实际坐标位置,并发送所述实际坐标位置至控制组件;
步骤七:于每个所述特征点上分别重复步骤六,以分别采集所述红光光束于每个特征点上,对应在所述焦平面上的实际坐标位置;
步骤八:采集完成后,通过控制组件对n个所述实际坐标位置进行拟合运算,得出校正文件进行存储,并根据所述校正文件对所述扫描振镜进行校正;
步骤九:重复步骤三至步骤八,直至所述红光光束分别于n个所述特征点上,对应在所述焦平面上的实际坐标位置均在合格范围内,停止校正。
2.如权利要求1所述的使用激光扫描精度的自动校正装置的校正方法,其特征在于,所述步骤六中,于所选特征点上,采集多组所述红光光束在扫描系统的焦平面上的坐标位置,去除多组所述坐标位置中的异常值后取平均值为所述实际坐标位置。
3.如权利要求2所述的使用激光扫描精度的自动校正装置的校正方法,其特征在于,所述红光光束与所述打印激光之间存在预设映射关系,所述预设映射关系用于标定所述红光光束与所述打印激光因色差导致的扫描位置差异,所述步骤八中,根据所述预设映射关系得出所述校正文件。
4.如权利要求3所述的使用激光扫描精度的自动校正装置的校正方法,其特征在于,所述步骤九中,所述控制组件响应于每次采集结果,对应更新所述校正文件并存储。
5.如权利要求4所述的使用激光扫描精度的自动校正装置的校正方法,其特征在于,所述控制组件包括处理器和与所述处理器信号连接的存储器,所述处理器用于生成或更新所述校正文件,并控制所述存储器存储所述校正文件,或者从所述存储器中调取所述校正文件。
6.如权利要求1所述的使用激光扫描精度的自动校正装置的校正方法,其特征在于,所述扫描系统的焦平面包括多个子区域,相邻所述子区域之间部分重合以形成搭接区域,每个所述搭接区域对应有部分所述特征点;
所述步骤九中,n个所述特征点的实际坐标位置校正合格后,选取所述搭接区域对应的特征点进行复验,通过所述二维位敏探测器采集所述红光光束于所述搭接区域对应的同一特征点上,分别在对应两个相重合子区域内的实际坐标位置,并发送至所述控制组件,所述控制组件生成偏置文件;
所述控制组件根据所述偏置文件控制对应所述扫描振镜旋转或偏移,以使所述红光光束于所述搭接区域对应的同一特征点上,分别在对应两个相重合子区域内的实际坐标位置相重合。
7.如权利要求1所述的使用激光扫描精度的自动校正装置的校正方法,其特征在于,所述移动组件为一维移动组件,所述移动组件设置在所述打印机铺粉器的驱动装置上,并在所述驱动装置的作用下带动所述二维位敏探测器于Y方向上移动,所述二维位敏探测器在所述移动组件的作用下于X方向上移动。
8.如权利要求7所述的使用激光扫描精度的自动校正装置的校正方法,其特征在于,所述驱动装置包括两个相互平行且于Y方向上延伸的滑轨、滑动设置在所述滑轨上的滑块、用于驱动所述滑块滑动的驱动件和设置在所述滑轨上的第一光栅尺;
所述移动组件包括沿X方向延伸的移动梁、设置在所述移动梁与所述二维位敏探测器之间的滑移结构、用于驱动所述滑移结构的动力件和设置在所述滑移结构上的第二光栅尺,所述移动梁跨设在两个所述滑块上方。
9.如权利要求1所述的使用激光扫描精度的自动校正装置的校正方法,其特征在于,所述移动组件为二维移动组件,所述移动组件包括两个Y向梁和沿Y方向滑动跨设在两个所述Y向梁上的X向梁,所述二维位敏探测器沿X方向滑动设置在所述X向梁上。
10.如权利要求9所述的使用激光扫描精度的自动校正装置的校正方法,其特征在于,所述X向梁与两个所述Y向梁之间设置有Y向滑动结构和设置在所述Y向梁上的第三光栅尺,所述二维位敏探测器沿与所述X向梁之间设置有X向滑动结构和设置在所述X向梁上的第四光栅尺。
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