DE112015006316B4

DE112015006316B4 - Laserscan-vorrichtung und laserscan-system

Info

Publication number: DE112015006316B4
Application number: DE112015006316.1T
Authority: DE
Inventors: Guangneng Wang; Hongyan QIN; Yuting Li; Guoping Zhang; Bing Ding; Yunfeng Gao
Original assignee: Shenzhen Hans Scanner S&t Co Ltd; Shenzhen Han's Scanner S&t Co Ltd; Han s Laser Technology Industry Group Co Ltd
Current assignee: Shenzhen Han's Scanner S&t Co Ltd Cn
Priority date: 2015-03-17
Filing date: 2015-03-17
Publication date: 2022-10-06
Anticipated expiration: 2035-03-18
Also published as: DE112015006316T5; JP6457653B2; WO2016145603A1; US10948710B2; JP2018513990A; US20180031824A1

Abstract

Laserscan-Vorrichtung (10), mit:einer System-on-Chip-Struktur (110), die dafür konfiguriert ist, durch einen externen Computer (20) übertragene Grafikdaten zu empfangen und zu verarbeiten, um einen Galvanometerbewegungsbefehl und einen Lasersteuerbefehl zu erzeugen; undeinem Galvanometer (120), das dafür konfiguriert ist, den Galvanometerbewegungsbefehl zu empfangen und sich entsprechend dem Galvanometerbewegungsbefehl zu bewegen,wobei der Lasersteuerbefehl an einen externen Laser (30) übertragen wird, so dass der Laser (30) und das Galvanometer (120) sich synchron bewegen; wobei die System-on-Chip-Struktur (110) aufweist:ein Prozessormodul (111), das dafür konfiguriert ist, durch den externen Computer (20) übertragene Grafikdaten zu empfangen und eine Koordinatenkorrektur und eine Bahnplanung für die Grafikdaten auszuführen, um den Galvanometerbewegungsbefehl und den Lasersteuerbefehl zu erzeugen;eine Logikverarbeitungseinheit (113), die dafür konfiguriert ist, den Galvanometerbewegungsbefehl und den Lasersteuerbefehl gemäß einer Steuerperiode zu erhalten;ein Galvanometer-Servosteuermodul, das dafür konfiguriert ist, den Galvanometerbewegungsbefehl von der Logikverarbeitungseinheit (113) zu empfangen und eine Galvanometerantriebsspannung gemäß einer Position und einem Stromrückkopplungswert des Galvanometers zu berechnen;ein Lasersteuermodul (117), das dafür konfiguriert ist, den Lasersteuerbefehl von der Logikverarbeitungseinheit (113) zu empfangen und ein Lasersteuersignal gemäß einer Steuerzeitfolge des Lasers und einem Rückkopplungsstatus jedes Galvanometers zu erzeugen; undein mit der Logikverarbeitungseinheit (113) verbundenes E/A-Steuermodul.

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft das technische Gebiet Lasermarkierung und insbesondere eine Laserscan-Vorrichtung und ein Laserscan-System.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
US 2010 / 0 265 472 A1 beschreibt ein Design-Layout-Projektionssystem mit einem würfelähnlichen, festen Gehäuse und Gehäusefach, das mehrere Komponenten umschließt, darunter ein Laserprojektorsystem, ein eingebautes computergesteuertes System, mehrere Eingangs- und Ausgangsanschlüsse, einen Skalierungsknopf, einen Ein-/Ausschalter und eine Stromversorgung Bereitstellung zum Projizieren von Konstruktionsentwürfen auf eine Arbeitsfläche durch Eingeben verschiedener Arten von Eingabedateien, Erzeugen unterschiedlicher Ausgangspegel in Abhängigkeit vom verwendeten Lasertyp und Optimieren und Führen der erzeugten Bilder auf eine Arbeitsfläche.
JP 2008 - 216 873 A beschreibt eine Laserabtastvorrichtung umfassend: ein Abtastprogramm mit darin beschriebenen Laserstrahlungskoordinaten; einen Programmanalyseteil zur Ausgabe von im Abtastprogramm beschriebenen Zielpositionen; einen Interpolationsverarbeitungsteil, der die Zielpositionen empfängt, um eine Interpolationsberechnung zwischen den Zielpositionen durchzuführen; einen Korrekturbetrag-Additionsteil zum Addieren eines Korrekturbetrags zu einer Interpolationsposition, um eine korrigierte Position auszugeben; eine Steuereinheit mit einem Geometrieberechnungs-Verarbeitungsteil zum Umwandeln der Laserstrahlungskoordinaten auf einer bestrahlten Fläche in einen Drehwinkel eines Galvanometerscanners; einen Servoverstärker zum Betreiben des Galvanometerscanners; und eine dynamische Fokuslinse.
1 zeigt ein Blockdiagramm eines herkömmlichen Laserscan-Steuersystems. Das Laserscan-Steuersystem weist einen Computer 201, eine Bewegungssteuerkarte 202, einen Laser und einen Scan-Kopf 206 auf. Der Scan-Kopf 206 weist eine Galvanometerantriebseinrichtung 204 und ein Galvanometer 205 auf. Wie in 1 dargestellt ist, verwendet das herkömmliche Laserscan-Steuersystem eine Lösung, bei der die Bewegungssteuerkarte 202 und die Galvanometerantriebseinrichtung 204 getrennt sind. D.h., die Bewegungssteuerkarte 202 steuert die Lichtemission des Lasers und erzeugt einen Galvanometerbefehl, und die Galvanometerantriebseinrichtung 204 bewegt das Galvanometer 205 derart, dass es sich gemäß einer vorgegebenen Bahn bewegt. Diese Lösung kann in der praktischen Anwendung aufgrund des Übertragungskabels zwischen der Bewegungssteuerkarte 202 und der Galvanometerantriebseinrichtung 204 zu Problemen wie Übersprechen, Befehlsübertragungsfehlern und dergleichen führen.
Ferner kann aufgrund der unidirektionalen Datenübertragung der Systemstatus, insbesondere der Status des Galvanometers 205, nicht durch die Bewegungssteuerkarte 202 erhalten werden, so dass der Laser durch eine Art offener Regelkreis gesteuert wird, durch den kaum eine bessere Steuerungswirkung erzielt wird. Insbesondere in einigen Fällen einer hohen Leistungsanforderung wird durch die herkömmliche Lösung im Allgemeinen ein bestimmter Scan-Effekt auf Kosten der Effizienz erzielt, so dass die Systemwirkung nicht maximiert werden kann.
KURZBESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Daher ist es notwendig, eine Laserscan-Vorrichtung bereitzustellen, die das Übersprechen des Signals und Befehlsübertragungsfehler vermindern kann.
Eine Laserscan-Vorrichtung weist auf:

eine System-on-Chip-Struktur, die dafür konfiguriert ist, durch einen externen Computer übertragene Grafikdaten zu empfangen und zu verarbeiten, um einen Galvanometerbewegungsbefehl und einen Lasersteuerbefehl zu erzeugen; und
ein Galvanometer, das dafür konfiguriert ist, dass den Galvanometerbewegungsbefehl zu empfangen und sich gemäß dem Galvanometerbewegungsbefehl zu bewegen, wobei der Lasersteuerbefehl an einen externen Laser übertragen wird, so dass der Laser und das Galvanometer sich synchron bewegen; wobei die System-on-Chip-Struktur aufweist:
- ein Prozessormodul, das dafür konfiguriert ist, die durch den externen Computer übertragenen Grafikdaten zu empfangen und eine Koordinatenkorrektur und eine Bahnplanung für die Grafikdaten auszuführen, um den Galvanometerbewegungsbefehl und den Lasersteuerbefehl zu erzeugen;
- eine Logikverarbeitungseinheit, die dafür konfiguriert ist, den Galvanometerbewegungsbefehl und den Lasersteuerbefehl gemäß einer Steuerperiode zu erhalten;
- ein Galvanometer-Servosteuermodul, das dafür konfiguriert ist, den Galvanometerbewegungsbefehl von der Logikverarbeitungseinheit zu empfangen und eine Galvanometerantriebsspannung gemäß einer Position und einem Stromrückkopplungswert des Galvanometers zu berechnen;
- ein Lasersteuermodul, das dafür konfiguriert ist, den Lasersteuerbefehl von der Logikverarbeitungseinheit zu empfangen und ein Lasersteuersignal gemäß einer Steuerzeitfolge des Lasers und einem Rückkopplungsstatus jedes Galvanometers zu erzeugen; und
- ein mit der Logikverarbeitungseinheit verbundenes E/A-Steuermodul.

In einer Ausführungsform weist die System-on-Chip-Struktur ferner eine zwischen dem Prozessormodul und der Logikverarbeitungseinheit geschaltete Cache-Einheit auf, wobei das Prozessormodul den Galvanometerbewegungsbefehl und den Lasersteuerbefehl in einem vorgegebenen Format in die Cache-Einheit schreibt und die Logikverarbeitungseinheit den Galvanometerbewegungsbefehl und den Lasersteuerbefehl innerhalb einer Steuerperiode zu Beginn jeder Steuerperiode liest.
In einer Ausführungsform weist das Galvanometer-Servosteuermodul eine erste Richtungssteuereinheit, eine zweite Richtungssteuereinheit und eine dritte Richtungssteuereinheit auf, die über einen ersten Verstärker, einen zweiten Verstärker und einen dritten Verstärker kommunikativ mit einem ersten Galvanometer, einem zweiten Galvanometer und einem dritten Galvanometer verbunden sind.
In einer Ausführungsform sind die erste Richtungssteuereinheit, die zweite Richtungssteuereinheit und die dritte Richtungssteuereinheit digitale Servosteuereinheiten und sind die erste Richtungssteuereinheit, die zweite Richtungssteuereinheit und die dritte Richtungssteuereinheit über Digital-Analog-Wandler und Analog-Digital-Wandler kommunikativ mit dem ersten Galvanometer, dem zweiten Galvanometer und dem dritten Galvanometer verbunden.
In einer Ausführungsform weist die Laserscan-Vorrichtung ferner einen mit der System-on-Chip-Struktur verbundenen Speicher auf, wobei der Speicher dafür konfiguriert ist, die durch die System-on-Chip-Struktur übertragenen Grafikdaten zu speichern, wobei der Speicher eine flüchtige Speichereinheit und eine nichtflüchtige Speichereinheit aufweist.
In einer Ausführungsform ist die flüchtige Speichereinheit eine DDR-Speichereinheit und ist die nichtflüchtige Speichereinheit eine Flash-Speichereinheit.
In einer Ausführungsform ist das Prozessormodul ein Prozessor-in-Chip und ist die Logikverarbeitungseinheit ein FPGA.
Ein Laserscan-System weist einen Computer, einen Laser und die vorstehende Laserscan-Vorrichtung auf, wobei der Computer und der Laser mit der Laserscan-Vorrichtung verbunden sind, der Computer Grafikdaten mit einem vorgegebenen Format gemäß einem Vektor-Grafikdokument erzeugt, und der Laser gemäß der Steuerung der Laserscan-Vorrichtung Laserlicht emittiert.
In einer Ausführungsform ist der Computer ferner dafür konfiguriert, Rückkopplungsdaten der Laserscan-Vorrichtung zu empfangen, gemäß den Rückkopplungsdaten einen Überwachungsstatus zu erzeugen und die Laserscan-Vorrichtung gemäß den Rückkopplungsdaten online zu debuggen.
Die vorstehende Laserscan-Vorrichtung und das vorstehende Laserscan-System können eine Lasersteuerungsfunktion und eine Galvanometersteuerungsfunktion durch ein System-on-Chip-Design im gleichen Chip integrieren, wodurch die gesamte Laserscan-Vorrichtung vereinfacht wird, die Kosten des Systems stark gesenkt und die Zuverlässigkeit des Systems verbessert werden. Da die gesamte Information im gleichen Chip übertragen wird, wird kein Signalübertragungskabel zwischen einer herkömmlichen Bewegungssteuerkarte und einer Galvanometerantriebseinrichtung benötigt, was zu einem besseren Echtzeitverhalten führt und verschiedene Probleme vermeidet, die durch die Übertragung von einer herkömmlichen Steuerkarte zum Galvanometer verursacht werden, wie beispielsweise Übersprechen von Signalen und Befehlsübertragungsfehler.
Weil die Erzeugung des Galvanometerbewegungsbefehls und die Servosteuerung im gleichen Chip implementiert sind, ist die Kommunikation zwischen der Erzeugung des Galvanometerbewegungsbefehls und der Servosteuerung nicht begrenzt, so dass ein komplexerer Steueralgorithmus und eine hohe Leistungsfähigkeit realisiert werden können.
Figurenliste

1 zeigt ein Blockdiagramm einer herkömmlichen Laserscan-Vorrichtung;
2 zeigt ein Blockdiagramm einer Laserscan-Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung; und
3 zeigt ein Blockdiagramm einer System-on-Chip-Struktur in 2.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen und die Ausführungsformen beschrieben.
2 zeigt ein Blockdiagramm einer Ausführungsform einer Laserscan-Vorrichtung. Die Laserscan-Vorrichtung 10 wird auch als Laser-Square-Kopf (Laser Square Head) bezeichnet, der dafür konfiguriert sein kann, durch einen externen Computer 20 übertragene Grafikdaten zu empfangen und die Lichtemission des Lasers 30 zu steuern, um ein Lasermuster auf einem Werkstück zu erzeugen. Daten werden zwischen der Laserscan-Vorrichtung 10 und dem externen Computer 20 über einen Hochgeschwindigkeitsdatenkanal übertragen, wie beispielsweise über eine Ethernet-Schnittstelle, eine USB-Schnittstelle oder eine 1394-Schnittstelle.
Die Laserscan-Vorrichtung 10 weist eine System-on-Chip-Struktur 110 und ein Galvanometer 120 auf. Die System-on-Chip-Struktur 110 ist dafür konfiguriert, durch einen externen Computer 20 übertragene Grafikdaten zu empfangen und zu verarbeiten, um einen Galvanometerbewegungsbefehl und einen Lasersteuerbefehl zu erzeugen. Das Galvanometer 120 empfängt den Galvanometerbewegungsbefehl und bewegt sich entsprechend dem Galvanometerbewegungsbefehl. Der Lasersteuerbefehl wird an einen externen Laser 30 übertragen, so dass sich der Laser 30 und das Galvanometer 120 synchron bewegen können.
Die vorstehende Laserscan-Vorrichtung kann eine Lasersteuerungsfunktion und eine Galvanometersteuerungsfunktion durch ein System-on-Chip-Design im gleichen Chip integrieren, was die Laserscan-Vorrichtung insgesamt vereinfacht, die Kosten des Systems erheblich senkt und die Zuverlässigkeit des Systems verbessert. Da die gesamte Information im gleichen Chip übertragen wird, wird kein Signalübertragungskabel zwischen einer herkömmlichen Bewegungssteuerkarte und einer Galvanometerantriebseinrichtung benötigt, was zu einem besseren Echtzeitverhalten führt und verschiedene Probleme vermeidet, die aufgrund der Übertragung von der herkömmlichen Steuerkarte zum Galvanometer verursacht werden, wie z.B. Übersprechen von Signalen und Befehlsübertragungsfehler.
Da die Erzeugung des Galvanometerbewegungsbefehls und die Servosteuerung im gleichen Chip implementiert werden, ist die Kommunikation zwischen der Erzeugung des Galvanometerbewegungsbefehls und der Servosteuerung nicht begrenzt, so dass ein komplexerer Steueralgorithmus implementiert und eine hohe Leistungsfähigkeit erzielt werden können, wie z.B. ein adaptiver Steueralgorithmus, der auf einem Elektromotormodell basiert, und ein mehrstufiger Feed-Forward-Regelungsalgorithmus.
Die spezifische Konfiguration der System-on-Chip-Struktur 110 wird nachstehend dargestellt.
Wie in 3 dargestellt ist, weist die System-on-Chip-Struktur 110 auf: ein Prozessormodul 111, eine Cache-Einheit 112, eine Logikverarbeitungseinheit 113, eine erste Richtungssteuereinheit 114, eine zweite Richtungssteuereinheit 115, eine dritte Richtungssteuereinheit 116, ein Lasersteuermodul 117 und ein E/A-Steuermodul, wobei die Logikverarbeitungseinheit 113, die erste Richtungssteuereinheit 114, die zweite Richtungssteuereinheit 115, die dritte Richtungssteuereinheit 116, das Lasersteuermodul 117 und das E/A-Steuermodul mit der Logikverarbeitungseinheit 113 verbunden sind.
Das Prozessormodul empfängt die durch den externen Computer 10 übertragenen Grafikdaten und führt eine Koordinatenkorrektur und eine Bahnplanung für die Grafikdaten aus, um den Galvanometerbewegungsbefehl, den Lasersteuerbefehl und einen E/A-Befehl zu erzeugen. Hier kann der Galvanometerbewegungsbefehl ein herkömmlicher Galvanometerpositionsbefehl sein. Wenn die Leistungsfähigkeit der Servosteuerung verbessert werden soll, können auch ein Geschwindigkeitsbefehl, ein Beschleunigungsbefehl und ein Befehl für eine ruckweise Bewegung des Galvanometers vorgesehen sein. Bei Verwendung eines variablen Parametersteuerungsverfahrens können auch mit dem Bewegungsstatus des Galvanometers in Beziehung stehende Steuerparameter verwendet werden. Das Prozessormodul 111 kann durch Verwendung eines Prozessor-in-Chip-Designs implementiert werden, d.h. des Datenverarbeitungskerns der System-on-Chip-Struktur.
Die Cache-Einheit 112 ist zwischen dem Prozessormodul 111 und der Logikverarbeitungseinheit 113 geschaltet, und das Prozessormodul 111 schreibt den Galvanometerbewegungsbefehl, den Lasersteuerbefehl und den E/A-Befehl in einem festgelegten Format in die Cache-Einheit 112.
Die Logikverarbeitungseinheit 113 liest den Galvanometerbewegungsbefehl, den Lasersteuerbefehl und den E/A-Befehl innerhalb einer Steuerperiode zu Beginn jeder Steuerperiode von der Cache-Einheit 112. Die Logikverarbeitungseinheit 113 kann unter Verwendung eines FPGA implementiert werden.
Das Galvanometer 120 weist ein erstes Galvanometer 121, ein zweites Galvanometer 122 und ein drittes Galvanometer 123 oder ein x-Galvanometer, ein y-Galvanometer und ein z-Galvanometer auf, d.h. ein Galvanometer in den drei Dimensionen. Die erste Richtungssteuereinheit 114, die zweite Richtungssteuereinheit 115 und die dritte Richtungssteuereinheit 116 sind kommunikativ mit dem ersten Galvanometer 121, dem zweiten Galvanometer 122 und dem dritten Galvanometer 123 verbunden.
Ein Galvanometer-Servosteuermodul, das die erste Richtungssteuereinheit 114, die zweite Richtungssteuereinheit 115 und die dritte Richtungssteuereinheit 116 enthält, empfängt den Galvanometerbewegungsbefehl von der Logikverarbeitungseinheit 113 und berechnet eine Galvanometerantriebsspannung zum Antreiben des ersten Galvanometers 121, des zweiten Galvanometers 122 und des dritten Galvanometers 123.
Ein Lasersteuermodul 117 empfängt den Lasersteuerbefehl von der Logikverarbeitungseinheit 113 und erzeugt ein Lasersteuersignal gemäß einer Steuerzeitfolge des Lasers 30 und einem Rückkopplungsstatus jedes Galvanometers.
Ferner sind das erste Galvanometer 121, das zweite Galvanometer 122 und das dritte Galvanometer 123 mit einem ersten Verstärker 124, einem zweiten Verstärker 125 und einem dritten Verstärker 126 und dann mit der ersten Richtungssteuereinheit 114, der zweiten Richtungssteuereinheit 115 bzw. der dritten Richtungssteuereinheit 116 verbunden.
Ferner sind die erste Richtungssteuereinheit 114, die zweite Richtungssteuereinheit 115 und die dritte Richtungssteuereinheit 116 digitale Servosteuereinheiten, die ein Digitalsignal erzeugen und empfangen. Die erste Richtungssteuereinheit 114, die zweite Richtungssteuereinheit 115 und die dritte Richtungssteuereinheit 116 sind über Digital-Analog-Wandler und Analog-Digital-Wandler (nicht dargestellt) kommunikativ mit dem ersten Galvanometer 121, dem zweiten Galvanometer 122 und dem dritten Galvanometer 123 verbunden, um das Digitalsignal des Galvanometer-Servosteuermoduls in das Analogsignal umzuwandeln oder das Analogsignal des Galvanometers in das Digitalsignal umzuwandeln.
Ein Speicher 130 ist mit der System-on-Chip-Struktur 110 verbunden und kann die durch die System-on-Chip-Struktur 130 übertragenen Grafikdaten speichern. Der Speicher 130 weist eine flüchtige Speichereinheit und eine nichtflüchtige Speichereinheit auf, die flüchtige Speichereinheit ist ein DDR-Speicher mit Hochgeschwindigkeitszugriff, und die nichtflüchtige Speichereinheit ist ein Flash-Speicher und dergleichen. Während eines Online-Betriebs können die Grafikdaten des externen Computers 20 in der flüchtigen Speichereinheit gespeichert werden, und Daten können in Echtzeit gelesen und verarbeitet werden. Falls ein Offline-Betrieb erforderlich ist, können die durch den externen Computer 20 übertragenen Grafikdaten zunächst in der nichtflüchtigen Speichereinheit gespeichert werden. Wenn der Markierungsvorgang offline ausgeführt wird, werden die Grafikdaten aus der nichtflüchtigen Speichereinheit ausgelesen.
Die System-on-Chip-Struktur 110 erzeugt einen E/A-Befehl durch ein E/A-Steuermodul und kann dann eine externe E/A-Platine steuern.
Andererseits können die durch das Galvanometer-Servosteuermodul erhaltenen Rückkopplungsdaten, wie Strom-, Geschwindigkeits-, Positionsdaten des Galvanometers und dergleichen stromaufwärts zum Prozessormodul 111 übertragen und durch das Prozessormodul 111 zum Computer hochgeladen werden, um die Galvanometerbewegung durch den Benutzer online zu analysieren und Galvanometer-Steuerparameter durch den Benutzer online zu debuggen. D.h., der Computer 20 empfängt die Rückkopplungsdaten der Laserscan-Vorrichtung 10 und erzeugt den Überwachungsstatus gemäß den Rückkopplungsdaten oder debuggt die Laserscan-Vorrichtung online. Der externe Computer kann die Steuerparameter in Kombination mit den Grafikdaten an die Laserscan-Vorrichtung 10 übertragen, die die Wirkung eines offenen Regelkreises erzielen kann, so dass eine bessere Synchronität des Galvanometers und der Lasersteuerung erzielbar ist. Die bidirektionale Übertragung von Daten kann auch die Diagnose von Fehlern und die Überwachung des Status durch den Benutzer erleichtern und die Wartung vereinfachen.
Verschiedene technische Merkmale der vorstehenden Ausführungsformen können in einer beliebigen Weise kombiniert werden. Zur Verdeutlichung der Beschreibung werden nicht alle möglichen Kombinationen verschiedener technischer Merkmale der vorstehenden Ausführungsformen beschrieben. Solange jedoch Kombinationen dieser technischen Merkmale nicht im Widerspruch zueinander stehen, sollten sie als in dem in der vorliegenden Spezifikation beschriebenen Umfang enthalten betrachtet werden.
Obwohl die Erfindung hierin unter Bezug auf spezifische Ausführungsformen dargestellt und beschrieben wurde, soll die Erfindung nicht auf die dargestellten Ausführungen beschränkt sein.

Claims

Laserscan-Vorrichtung (10), mit: einer System-on-Chip-Struktur (110), die dafür konfiguriert ist, durch einen externen Computer (20) übertragene Grafikdaten zu empfangen und zu verarbeiten, um einen Galvanometerbewegungsbefehl und einen Lasersteuerbefehl zu erzeugen; und einem Galvanometer (120), das dafür konfiguriert ist, den Galvanometerbewegungsbefehl zu empfangen und sich entsprechend dem Galvanometerbewegungsbefehl zu bewegen, wobei der Lasersteuerbefehl an einen externen Laser (30) übertragen wird, so dass der Laser (30) und das Galvanometer (120) sich synchron bewegen; wobei die System-on-Chip-Struktur (110) aufweist: ein Prozessormodul (111), das dafür konfiguriert ist, durch den externen Computer (20) übertragene Grafikdaten zu empfangen und eine Koordinatenkorrektur und eine Bahnplanung für die Grafikdaten auszuführen, um den Galvanometerbewegungsbefehl und den Lasersteuerbefehl zu erzeugen; eine Logikverarbeitungseinheit (113), die dafür konfiguriert ist, den Galvanometerbewegungsbefehl und den Lasersteuerbefehl gemäß einer Steuerperiode zu erhalten; ein Galvanometer-Servosteuermodul, das dafür konfiguriert ist, den Galvanometerbewegungsbefehl von der Logikverarbeitungseinheit (113) zu empfangen und eine Galvanometerantriebsspannung gemäß einer Position und einem Stromrückkopplungswert des Galvanometers zu berechnen; ein Lasersteuermodul (117), das dafür konfiguriert ist, den Lasersteuerbefehl von der Logikverarbeitungseinheit (113) zu empfangen und ein Lasersteuersignal gemäß einer Steuerzeitfolge des Lasers und einem Rückkopplungsstatus jedes Galvanometers zu erzeugen; und ein mit der Logikverarbeitungseinheit (113) verbundenes E/A-Steuermodul.
Laserscan-Vorrichtung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die System-on-Chip-Struktur (110) ferner eine zwischen dem Prozessormodul (111) und der Logikverarbeitungseinheit (113) geschaltete Cache-Einheit (112) aufweist, wobei das Prozessormodul (111) den Galvanometerbewegungsbefehl und den Lasersteuerbefehl in einem festgelegten Format in die Cache-Einheit (112) schreibt und die Logikverarbeitungseinheit (113) den Galvanometerbewegungsbefehl und den Lasersteuerbefehl innerhalb einer Steuerperiode zu Beginn jeder Steuerperiode liest.
Laserscan-Vorrichtung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Galvanometer-Servosteuermodul eine erste Richtungssteuereinheit (114), eine zweite Richtungssteuereinheit (115) und eine dritte Richtungssteuereinheit (116) aufweist, die über einen ersten Verstärker (124), einen zweiten Verstärker (125) bzw. einen dritten Verstärker (126) kommunikativ mit einem ersten Galvanometer (121), einem zweiten Galvanometer (122) und einem dritten Galvanometer (123) verbunden sind.
Laserscan-Vorrichtung (10) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Richtungssteuereinheit (114), die zweite Richtungssteuereinheit (115) und die dritte Richtungssteuereinheit (116) digitale Servosteuereinheiten sind und die erste Richtungssteuereinheit (114), die zweite Richtungssteuereinheit (115) und die dritte Richtungssteuereinheit (116) über Digital-Analog-Wandler und Analog-Digital-Wandler kommunikativ mit dem ersten Galvanometer (121), dem zweiten Galvanometer (122) und dem dritten Galvanometer (123) verbunden sind.
Laserscan-Vorrichtung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung ferner einen mit der System-on-Chip-Struktur (110) verbundenen Speicher (130) aufweist, wobei der Speicher (130) dafür konfiguriert ist, die durch die System-on-Chip-Struktur (110) übertragenen Grafikdaten zu speichern, wobei der Speicher (130) eine flüchtige Speichereinheit und eine nichtflüchtige Speichereinheit aufweist.
Laserscan-Vorrichtung (10) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die flüchtige Speichereinheit eine DDR-Speichereinheit ist und die nichtflüchtige Speichereinheit eine Flash-Speichereinheit ist.
Laserscan-Vorrichtung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Prozessormodul (111) ein Prozessor-in-Chip ist und die Logikverarbeitungseinheit (113) ein FPGA ist.
Laserscan-System mit einem Computer (20), einem Laser (30) und einer Laserscan-Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der Computer (20) und der Laser (30) mit der Laserscan-Vorrichtung (10) verbunden sind, der Computer Grafikdaten eines festgelegten Formats gemäß einem Vektorgrafikdokument erzeugt und der Laser (30) gemäß der Steuerung der Laserscan-Vorrichtung (10) Laserlicht emittiert.
Laserscan-System nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Computer (20) ferner dafür konfiguriert ist, Rückkopplungsdaten der Laserscan-Vorrichtung (10) zu empfangen, einen Überwachungsstatus gemäß den Rückkopplungsdaten zu erzeugen und die Laserscan-Vorrichtung (10) gemäß den Rückkopplungsdaten online zu debuggen.