CN210923027U - 标准校正板及校正系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种标准校正板及校正系统，涉及振镜校正技术领域。该标准校正板用于振镜扫描系统中振镜的校正，振镜扫描系统包括振镜扫描聚焦模块、分光镜和激光发出装置，振镜扫描系统能在标刻平面上进行标刻，标准校正板上设置有校正平面，校正平面用于与标刻平面重合，校正平面上设置有多个阵列排布的特征点，多个特征点用于振镜的校正。本实用新型还提供了一种校正系统，其采用了上述的标准校正板。本实用新型提供的标准校正板及校正系统能用于振镜的校正，并且不需要人工量测及不需要借用专用振镜校正的设备或者仪器，完成振镜的校正工作。

Description

标准校正板及校正系统

技术领域

本实用新型涉及振镜校正技术领域，具体而言，涉及一种标准校正板及校正系统。

背景技术

扫描振镜通过多个反射镜在多个维度上的运动，可以控制激光的出射方向以及通过多个维度对激光出射方向的控制，从而在工件上完成激光加工；扫描振镜具有高速，高精度，高重复性等特性，被广泛用于激光加工设备中，但采用扫描振镜加工在未进行扫描振镜校正时，其在工件上加工的图形存在失真情况，在使用扫描振镜加工之前，需要对扫描振镜进行校正；现有技术中，扫描振镜的传统校正方法主要是通过激光标刻软件控制激光在相纸或者涂漆的金属片上标刻特殊网格图形，然后通过人工测量该网格图形的各点坐标，将该网格的各点实际坐标校正为软件设置的各点的坐标，这种校正方式依赖于人工目测，有很大的不确定性，对加工精度有很大的影响。除了传统校正方式外，现在还有依靠摄像头进行扫描振镜校正的方法，如《CN201710841001.2一种激光扫描振镜校正系统以及激光扫描振镜校正方法》通过将摄像头放置到扫描振镜下方，摄像头是放置在二维移动平台上，通过在标刻软件上设置相应的标刻特殊点位，然后将摄像头通过二维移动平台将其移动到相应的位置，通过摄像头将其实际标刻点的坐标校正到标刻软件上设置的点的坐标上，实现扫描振镜的校正；扫描振镜传统校正方法依靠人工测量，误差大，并且效率低，采用摄像头对扫描振镜进行校正方法，虽然可以有效的提高校正精度和效率，但现有的校正方法需要二维移动平台带动摄像头进行移动，校正过程中对平台依赖性很高，校正成本高，并且无法在指定场合(如客户现场)对振镜进行快速和精准校正。

实用新型内容

本实用新型的目的包括，例如，提供了一种标准校正板，其能够用于振镜的校正，并且不需要人工量测及不需要借用专用振镜校正的设备或者仪器，完成振镜的校正工作。

本实用新型的目的还包括，提供了一种校正系统，其能够用于振镜的校正，并且不需要人工量测及不需要借用专用振镜校正的设备或者仪器，完成振镜的校正工作。

本实用新型的实施例可以这样实现：

本实用新型的实施例提供了一种标准校正板，用于振镜扫描系统中振镜的校正，所述振镜扫描系统包括振镜扫描聚焦模块、分光镜和激光发出装置，所述振镜扫描系统能在标刻平面上进行标刻，所述标准校正板上设置有校正平面，所述校正平面用于与标刻平面重合，并且所述校正平面上设置有多个阵列排布的特征点，多个所述特征点用于振镜的校正。

可选地，多个所述特征点排列形成多个相互平行的第一直线，并且多个所述第一直线等间距设置，并且，多个所述特征点还排列形成多个相互平行的第二直线，多个所述第二直线等间距设置，并且任一所述第二直线垂直相交于任一所述第一直线。

可选地，所述校正平面上设置有多个第一直线和多个第二直线，任一第一直线和任一第二直线相互垂直，多个所述第一直线和多个所述第二直线相交形成多个交叉点，多个所述交叉点形成多个所述特征点。

可选地，所述校正平面上设置多个圆点，多个所述圆点间隔设置，并且多个圆点能相互连接形成相互垂直的第一直线和第二直线，多个所述圆点分别为多个所述特征点。

可选地，所述校正平面上阵列设置有多个格子，每个所述格子的角形成所述特征点。

可选地，所述标准校正板为方形板。

一种校正系统，包括图像采集装置和标准校正板，所述标准校正板上设置有校正平面，所述校正平面用于与标刻平面重合，并且所述校正平面上设置有多个阵列排布的特征点，多个所述特征点用于振镜的校正。所述图像采集装置用于对应于所述分光镜设置，所述图像采集装置用于采集包含所述振镜反射至所述标刻平面上坐标点的图像。

可选地，所述图像采集装置包括摄像头和图像传感器，所述摄像头放置于所述分光镜远离所述振镜扫描聚焦模块的一侧，并且所述摄像头用于采集标刻平面上的图像信息。

所述图像传感器设置于所述摄像头远离所述分光镜的一侧，所述图像传感器与所述摄像头电连接，并且所述图像传感器用于抓取所述振镜的反射光在所述标刻平面上的坐标点。

可选地，所述标准校正板的中心对应于所述摄像头，以使得所述校正平面的中心位于所述图像中心。

可选地，所述标准校正板的侧边平行于其中一个所述振镜的轴。

本实用新型提供的标准校正板相对于现有技术的有益效果包括，例如：

本实用新型提供的标准校正板能直接放置于标刻平面对振镜进行校正，能通过标准校正板上设置的校正平面与标刻平面相贴合，实现校正平面对振镜反射至标刻平面上的坐标点进行校正。具体，能通过校正平面上按照规定设置的多个特征点对振镜反射至标刻平面上的坐标点进行校，能将振镜反射至标刻平面的坐标点校正至与多个特征点相对应，进而能高效完成对于振镜的校正，并且不需要人工量测及不需要借用专用振镜校正的设备或者仪器，即能完成振镜的校正工作。

本实用新型还提供了一种校正系统，该校正系统采用了上述的标准校正板，并且该校正系统相对于现有技术的有益效果与上述提供的标准校正板相对于现有技术的有益效果相同，在此不再赘述。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本实用新型提供的校正系统应用于振镜扫描系统中的结构示意图；

图2为本实用新型提供的其中一种标准校正板校正平面的示意图；

图3为本实用新型提供的其中一种标准校正板校正平面的示意图；

图4为本实用新型提供的其中一种标准校正板校正平面的示意图；

图5为本实用新型提供的振镜幅面校正方法的流程图；

图6为本实用新型提供的步骤S1的部分流程图；

图7为本实用新型提供的步骤S1的部分流程图；

图8为本实用新型提供的步骤S3的具体流程图。

图标：1-标准校正板；2-振镜扫描聚焦模块；3-振镜；4-聚焦装置；5-激光发出装置；6-分光镜；7-图像采集装置；8-摄像头；9-图像传感器；10-校正平面；11-标刻平面。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

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。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“内”、“外”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，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型的实施例中的特征可以相互结合。

请参阅图1，本实施例中提供了一种振镜幅面校正方法，该振镜幅面校正方法能对振镜3进行校正，并且该振镜幅面校正方法不需要人工量测及不需要借用专用振镜校正的设备或者仪器，并且能高效地完成振镜3的校正。

需要说明的是，本实施例中还提供了一种标准校正板1，该振镜幅面校正方法能采用该标准校正板1对振镜3进行校正。其中，标准校正板1为方形板，并且标准校正板1的其中一侧设置有校正平面10，该校正平面10上设置有多个特征点，多个特征点成陈列排布。其中，多个特征点成阵列排布的方式如下：多个特征点能相互连接形成多个相互平行的第一直线，并且多个第一直线等间距设置，并且同时，多个特征点还能相互连接形成多个相互平行的第二直线，多个第二直线等间距设置，并且第二直线垂直相交于第一直线。换言之，多个相互平行并且等间距设置的第一直线与多个相互平行并等间距设置的第二直线相互垂直，并且多个第一直线和多个第二直线相互交叉形成多个交叉点，多个交叉点即为多个特征点。

另外，需要说明的是，其中，第一直线和第二直线可以是真实设置于校正平面10上的线，如图2；当然，第一直线和第二直线也可以是假想的直线，如图3中，多个间隔设置的圆点分别为多个特征点，并且多个圆点能相互连接形成相互垂直的第一直线和第二直线。另外，标准校正板1上的校正平面10还可以如图4，由多个黑白格子阵列形成，其中每个格子的角均代表一个特征点等。

进一步地，本实施例中还提供了一种校正系统，该校正系统能用于振镜3的校正，该校正系统包括上述标准校正板1，同时，校正系统还包括图像采集装置7，图像采集装置7能用于采集包含振镜3反射至标刻平面11上坐标点的图像，即图像采集装置7能采集标刻平面11上的图像，其中，当振镜3反射光线至标刻平面11上时，此时图像采集装置7采集的图像中则能抓取获知振镜3反射至标刻平面11上的坐标。其中，图像采集装置7可以包括摄像头8和图像传感器9，其中摄像头8用于采集标刻平面11上的图像信息，并且图像传感器9用于抓取振镜3的反射光在标刻平面11上的坐标点。

需要说明的是，如图1，在振镜扫描系统中，激光发出装置5对应于分光镜6设置，能通过分光镜6对激光的反射作用使得激光照射至振镜扫描聚焦模块2，其中，振镜扫描聚焦模块2中包含聚焦装置4和两个振镜3，两个振镜3的旋转轴相互垂直，聚焦装置4用于接收振镜3反射的激光并能将激光聚焦至标刻平面11，便能向放置于标刻平面11的工件进行标刻。当校正系统应用于该振镜扫描系统中时，摄像头8放置于分光镜6的另一侧，即使得分光镜6位于振镜扫描聚焦模块2和摄像头8之间，摄像头8能通过两个振镜3观察到标刻平面11的图像，并同时对标刻平面11的图像进行采集，图像传感器9则与摄像头8相连接，进而能接收摄像头8采集的图像，并从图像中抓取获知经振镜3反射至标刻平面11上的激光的坐标点。

进一步地，请参阅图5，本实施例中提供的振镜幅面校正方法包括：

步骤S1、初步校正振镜3，以使得经过振镜3反射的激光能照射于标刻平面11。

需要说明的是，在对振镜3进行初步校正时，此时标准校正板1还未放置于标刻平面11。

通过步骤S1之后，能保证经过振镜3反射的激光能照射至标刻平面11上，进而使得对于振镜3的校正能正常进行。

其中，请结合参阅图6和图7，步骤S1包括：

步骤S11、在标刻平面11放置第二工件模板，并使得第二工件模板的第二加工面与标刻平面11相重合。

步骤S12、开启激光，调整振镜3使得激光能反射至标刻平面11并在第二加工面上进行标刻。

当开启激光之后，激光经过分光镜6的反射进入至振镜扫描聚焦模块2，在振镜扫描聚焦模块2中经过两个振镜3的反射，然后经过聚焦装置4的聚焦作用，使得激光能照射在标刻平面11上，并在第二加工面上对第二工件模板进行标刻。并同时通过摄像头8采集标刻平面11的图像，若激光在第二加工面上的标刻点对应的图像位于摄像头8采集的图像内部，则表明振镜3的方向大致初步校正完成。

进一步地，步骤S1还包括：

步骤S13、开启激光，并通过振镜3反射激光在标刻平面11标刻指定图形。

即，向振镜扫描聚焦模块2输入标刻指定图形的指令，振镜3通过偏转在第二加工面上进行指定平面的标刻。其中，当振镜3的位置偏差较大时，此时通过振镜扫描在第二加工面标刻的图形将与指定图形相差较大，当振镜3的位置偏差不大时，通过振镜扫描在第二加工面上标刻的图形与指定图形大致相似或者相同。

步骤S14、调整振镜3使得标刻平面11上标刻的图形相同于指定图形。

需要说明的是，在初步校正时，通过手动的方式对振镜3进行校正，所以难以直接调整振镜3并达到标刻平面11上标刻的图形与指定图形相同，所以，此时只需将标刻的图形调整至与指定图形大致相同即可。

步骤S2、关闭激光并将标准校正板1放置于标刻平面11，并使得校正平面10与标刻平面11相重合。

在经过初步校正之后，便需要通过标准校正板1对振镜3进行校正，为了避免激光对标准校正板1造成损坏，此时需要关闭激光，并采用普通的照明光实施校正工作。即，通过照明光源向分光镜6照射光线，光线在分光镜6的反射作用下照射至两个振镜3，并在两个振镜3的反射作用以及聚焦装置4的聚焦作用下，光线能在校正平面10上形成焦点，此时该焦点即为振镜3反射至标刻平面11上的坐标点。

进一步地，在步骤S2之后，振镜幅面校正方法还包括:

将校正平面10的中心调整至图像的中心。即通过调整标准校正板1放置位置的方式使得摄像头8采集的图像中心大致与标准校准板的中心重合，便能使得摄像头8能采集到整个校正平面10的图像，进而能采集到多个特征点的图像信息，以便于对于振镜3的校正。

另外，在步骤S2之后，振镜幅面校正方法还包括：

将标准校正板1的侧边调整至与其中一个振镜3的轴相平行。此时，能使得振镜3偏转的基准坐标系与标准校正板1上第一直线和第二直线形成的坐标系能相互重合，进而能便于对振镜3进行校正。当然，由于此次调整采用目测的方式进行，所以同样也可能出现标准校正板1的侧面与振镜3的轴呈一定夹角的情况。

步骤S3、将振镜3反射至校正平面10的坐标点校正到与相对应的特征点的坐标相重合。

其中，请结合参阅图8，步骤S3包括：

步骤S31、将振镜3的坐标设置为(0,0)，并通过图像采集装置7抓取校正平面10上与振镜3的坐标相对应的特征点，并以该特征点为原点在校正平面10建立二维坐标系。

即，将振镜3的位置调整到其坐标为(0,0)的位置，此时振镜3反射光线至校正平面10上，并在在校正平面10上形成一个坐标点，此时以该坐标点对应的特征点为原点在校正平面10上建立二位坐标系。

需要说明的是，该二位坐标系包括X轴和Y轴，X轴由多个特征点连接而成，Y轴由多个特征点连接而成，并且X轴垂直于Y轴，并且X轴与Y轴相交于原点。进一步地，当标准校正板1的一个侧面与振镜3的其中一个轴相平行时，此时X轴和Y轴分别平行于两个振镜3的轴。

步骤S32、将振镜3的坐标调整为第一坐标(a，b)，通过图像采集装置7抓取在二维坐标系上与振镜3的坐标相对应的第二坐标(Δa，Δb)。

此时将振镜3移动至第一坐标(a，b)，此时振镜3反射的光线在校正平面10上移动，并落在校正平面10上的其中一个坐标点上。在振镜3不存在位置偏差时，此时图像采集装置7抓取在二位坐标系上与振镜3的坐标相对应的第二坐标(Δa，Δb)应该为原点，即表明振镜3不需要进行校正。当在振镜3存在位置偏差时，此时第二坐标(Δa，Δb)为与原点具有一定距离的另一个坐标点，表明此时振镜3的实际偏移量并不是第一坐标(a，b)表示的偏移量，即振镜3需要进行校正。

步骤S33、依据第一坐标(a，b)和第二坐标(Δa，Δb)计算振镜3的实际坐标(a’，b’)。

其中实际坐标(a’，b’)表示振镜3坐标系中实际偏转的位置。

通过第一坐标(a，b)和第二坐标(Δa，Δb)计算振镜3实际坐标(a’，b’)的方式如下：

当二维坐标系的轴分别与振镜3的轴相平行时。

实际坐标(a’，b’)的计算公式为：

a’＝a+Δa；

b’＝b+Δb。

另外，当二维坐标系的轴与振镜3的轴呈θ角时，

实际坐标(a’，b’)的计算公式为：

a’＝(a+Δa)cosθ-(b+Δb)sinθ；

b’＝(a+Δa)sinθ+(b+Δb)cosθ。

需要说明的是，该公式不是唯一计算(a’，b’)的公式，在其他实施例中，同样能采用其他的计算方式，例如微积分等计算方式。

步骤S34、将振镜3的第一坐标(a，b)校正为实际坐标(a’，b’)，以使得在图像中振镜3校正后反射至校正平面10的坐标点与原点重合。

需要说明的是，其中(a，b)指代的是振镜3坐标系中的任意一点，并且在本实施例中，可以将振镜3偏转至多个坐标点进行校正，直至振镜3在偏转至任意坐标点(a，b)时，均能使得在图像采集装置7采集的图像中振镜3反射的光线的坐标点对应于校正平面10的原点。

请继续参阅图5，步骤S4、取下标准校正板1，并将第一工件模板放置于标刻平面11，并使得第一工件模板的第一加工面与标刻平面11重合。

需要说明的是，在通过照明光源进行振镜3校正之后，需要在采用激光时进行校正，进而能保证振镜3在反射激光在标刻平面11进行标刻时能具有较高的精度。其中，在需要对激光的标刻点进行校正时，需采用第一工件模板放置于标刻平面11进行标刻，进而模拟标刻过程，以便于对振镜3反射激光的标刻进行校正。

步骤S5、开启激光，以多个特征点在第一加工面相对应的位置进行标刻。

在放置好第一工件模板之后，开启激光，激光在振镜3的反射作用下经过聚焦照射于第一加工面，并在第一加工面进行标刻。需要说明的是，其中，以多个特征点在第一加工面相对应的位置进行标刻指代的是，激光在第一加工面上标刻的位置为标准校正板1对应特征点坐标。

步骤S6、将振镜3反射激光至第一加工面的坐标校正到与相对应的特征点的坐标相重合。

将激光标刻的各点坐标校正到标准校正板1各特征点重合，控制振镜3偏转至标准校正板1上各特征点的坐标，通过摄像头8和图像传感器9抓取激光标刻的特征标识，将激光标刻的特征标识坐标点校正到与实际坐标点重合即可，便完成对于振镜3的校正。

综上所述，本实施例中提供的振镜幅面校正方法能通过在标刻平面11上放置标准校正板1，能通过校正平面10上呈阵列排布的多个特征点对振镜反射至标刻平面11上的坐标点进行校正，以将振镜的坐标校正到与标准校正板1上的多个特征点重合，并且在标准校正板1校正之后，在开启激光的情况下再一次进行校正，能将振镜反射激光至标刻平面11的坐标进一步校正到与标准校正板1上相对应的特征点相重合，便能实现振镜幅面的校正，其不需要人工量测及不需要借用专用振镜校正的设备或者仪器，完成振镜的校正工作，能高效地完成对于振镜的校正。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种标准校正板，用于振镜扫描系统中振镜的校正，所述振镜扫描系统包括振镜扫描聚焦模块、分光镜和激光发出装置，所述振镜扫描系统能在标刻平面上进行标刻，其特征在于，所述标准校正板上设置有校正平面，所述校正平面用于与标刻平面重合，并且所述校正平面上设置有多个阵列排布的特征点，多个所述特征点用于振镜的校正。

2.根据权利要求1所述的标准校正板，其特征在于，多个所述特征点排列形成多个相互平行的第一直线，并且多个所述第一直线等间距设置，并且，多个所述特征点还排列形成多个相互平行的第二直线，多个所述第二直线等间距设置，并且任一所述第二直线垂直相交于任一所述第一直线。

3.根据权利要求1或2所述的标准校正板，其特征在于，所述校正平面上设置有多个第一直线和多个第二直线，任一第一直线和任一第二直线相互垂直，多个所述第一直线和多个所述第二直线相交形成多个交叉点，多个所述交叉点形成多个所述特征点。

4.根据权利要求1或2所述的标准校正板，其特征在于，所述校正平面上设置多个圆点，多个所述圆点间隔设置，并且多个圆点能相互连接形成相互垂直的第一直线和第二直线，多个所述圆点分别为多个所述特征点。

5.根据权利要求1或2所述的标准校正板，其特征在于，所述校正平面上阵列设置有多个格子，每个所述格子的角形成所述特征点。

6.根据权利要求1或2所述的标准校正板，其特征在于，所述标准校正板为方形板。

7.一种校正系统，其特征在于，包括图像采集装置和如权利要求1-6中任意一项所述的标准校正板，所述图像采集装置用于对应于所述分光镜设置，所述图像采集装置用于采集包含所述振镜反射至所述标刻平面上坐标点的图像。

8.根据权利要求7所述的校正系统，其特征在于，所述图像采集装置包括摄像头和图像传感器，所述摄像头放置于所述分光镜远离所述振镜扫描聚焦模块的一侧，并且所述摄像头用于采集标刻平面上的图像信息；

所述图像传感器设置于所述摄像头远离所述分光镜的一侧，所述图像传感器与所述摄像头电连接，并且所述图像传感器用于抓取所述振镜的反射光在所述标刻平面上的坐标点。

9.根据权利要求8所述的校正系统，其特征在于，所述标准校正板的中心对应于所述摄像头，以使得所述校正平面的中心位于所述图像中心。

10.根据权利要求7所述的校正系统，其特征在于，所述标准校正板的侧边平行于其中一个所述振镜的轴。

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