专利名称：一种精密的振镜校正系统及校正方法
技术领域：
本发明属于激光加工技术领域，具体涉及一种精密的振镜校正系统及校正方法。
背景技术：
在激光加工领域中大量使用振镜进行扫描加工，由于振镜安装及其他各种原因会导致扫描区域中的加工图像有各种变形，而传统的用人工测量的方法进行校正，很难达到 0.1毫米以下的定位精度.
公开日为2009年8月沈日，申请号为200910105786. 2的中国发明专利申请公开了一种振镜校正系统及校正方法，该方法用CCD图像采集装置对矩阵标靶进行定位，用校正处理模块输出振镜用的补偿文件.该方法较之传统的人工进行的校正方法有较高的精度，但是仍有不足.其缺点是该方法直接用CCD图像采集装置采集振镜校正标靶中的所有标记点，由于CCD图像采集装置的镜头畸变导致每个标记点的位置偏差计算误差比较大，进而对振镜校正造成影响.
发明内容
为了克服现有的振镜校正系统存在每个标记点的位置偏差的计算误差较大，对振镜校正造成不利影响的不足，本发明的目的在于提供一种精密的振镜校正系统及校正方法，该校正系统及校正方法可以对振镜进行高精度的校正，而且结构简单，操作简便快捷。本发明解决其技术问题所采用的技术方案如下—种精密的振镜校正系统，它包括振镜校正标靶，所述的精密的振镜校正系统还包括一个二维运动平台，该二维运动平台设在振镜校正标靶的底部；对振镜校正标靶上每个标记点进行图像采集的CXD图像采集装置，该CXD图像采集装置安装在二维运动平台的上方；用于控制二维运动平台的运动，把振镜校正标靶上的每个标记点运动到理论位置，对采集的图像计算出每个标记点的位置偏差，并输出振镜校正文件给振镜控制系统，对振镜进行校正的校正处理模块。所述的精密的振镜校正系统的测量精度为0. 02-0. 1毫米的定位精度。所述的振镜校正系统安装在固定机座上；所述的二维运动平台包括Y直线电机、X 直线电机及工作平台；所述的Y直线电机设置在平面座标系中的Y方向，χ直线电机设在χ 方向并设置在Y直线电机的上方，工作平台设在Y直线电机的上方。一种应用上述精密的振镜校正系统对振镜进行校正的方法，其校正方法包括以下的步骤(1)先把要校正的振镜在加工振镜校正标靶上标记出所有的标记点；(2)把振镜校正标靶安装固定在二维运动平台的工作平台上；(3)通过校正处理模块控制移动Y直线电机、X直线电机，使安装在工作平台上的振镜校正标靶移动到理论标记点位置；(4)由CXD图像采集装置采集当前标记点图像；(5)由校正处理模块对采集的图像进行计算，得出实际标记点与理论标记点的位
置误差；(6)如果还有标记点没有采集处理完毕，则返回步骤( ，重新执行下一个标记点的采集和处理；(7)全部标记点处理完毕后，由校正处理模块输出振镜补偿文件给振镜控制系统， 对振镜进行校正。由于采用上述技术方案，使本发明与现有的直接用CCD图像采集装置采集振镜标靶中的所有标记点的校正系统相比，具有如下有益效果1、对振镜进行校正的精度高由于现有技术是直接使用振镜来直接进行校正，而图像采集装置的镜头畸变会导致每个标记点的位置偏差计算误差比较大，使振镜的定位精度很难达到0. 05毫米；本发明通过控制二维运动平台的运动，把振镜校正标靶上的每个标记点运动到理论位置，对采集的图像计算出每个标记点的位置偏差，并输出振镜校正文件给振镜控制系统，对振镜进行校正，因而校正的精度要高。且本发明采用精度为0. 005毫米的直线电机作为校正测量工件，来保证测量精度。2、机械结构简单，机构稳定，温飘小由于振镜的定位精度很容易受环境温度的影响而变差，本发明采用定位精度受环境温度影响小的直线电机来测量，使精度能有保证。3、软件模块流程清楚简单，容易实现，易于操作。
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。图1是本发明精密振镜校正系统的模块结构示意图。图2是图1中校正处理模块的模块结构图。图3是本发明精密振镜校正系统的装配结构示意图。图4是图3中振镜校正标靶上的标记点示意图。图5是本发明精密振镜校正系统的校正方法流程图。图中，1.振镜控制系统，2.振镜扫描模块，3.振镜校正系统，31.振镜校正标靶， 311.标记点，32. 二维运动平台，321. Y直线电机，322. X直线电机，323.工作平台，33. CCD 图像采集装置，331. (XD，332.摄像镜头，333.光源，34.校正处理模块，341.运动控制模块， 342.位置偏差计算模块，343.振镜补偿模块，4.固定机座。
具体实施例方式图1所示为本发明精密的振镜校正系统的模块结构的一个实施例，图3所示为图1 中精密振镜校正系统的装配结构的一个实施例。如图1和图3所示，该振镜校正系统3包括振镜校正标靶31、二维运动平台32、(XD图像采集装置33和校正处理模块34。振镜校正系统3安装在固定机座4上，在振镜校正标靶31的底部设有一个二维运动平台32，该二维运动平台32包括Y直线电机321、X直线电机322及工作平台323。Y直线电机321设置在平面座标系中的Y方向，X直线电机322设置在X方向并设在Y直线电机321的上方，工作平台323设在Y直线电机321的上方。该二维运动平台32采用直线电机或伺服电机或步进电机作为驱动电机。本实施例中采用定位精度为0. 005毫米的直线电机来保证测量精度，本发明精密的振镜校正系统的测量精度为0. 02-0. 1毫米的定位精度。图1中，振镜控制系统1通过控制振镜扫描模块2使激光在振镜校正标靶31上标记出用于校正的标准标记点311，该标靶31上的标记点的图形如图4所示。振镜校正标靶 31上有很多标记点311，在校正过程中，使用的标记点越多，生成的校正补偿更精确，振镜校正精度与标记点数量成正比，在本实施例中，标记点311使用的是十字图形，也可以使用点或其他特征图形，本发明实施例以十字图形为例。把标出所有标记点的振镜校正标靶31 固定到二维运动平台32上，由校正处理模块34控制二维运动平台32的运动，把振镜校正标靶31上的每个标记点运动到理论位置。对振镜校正标靶31上的每个标记点进行图像采集的CXD图像采集装置33安装在二维运动工作平台323的上方，如图3所示，CXD图像采集装置包括(XD331、摄像镜头332 和光源333。摄像镜头332的一端固定在CCD331的一端上，CCD (Charged Coupled Device 电荷耦合器件)331的侧面固定安装在机座4上，为CCD331摄像采集提供光线照明的光源 333固定安装在机座4上。校正处理模块34对采集的图像计算出每个标记点的位置偏差， 然后输出振镜校正文件给振镜控制系统1，对振镜进行补偿校正。如图2所示，本发明中的校正处理模块34包括用于控制二维运动平台32精确运动到指定位置的运动控制模块341 ；用于对CXD图像采集装置33采集的图像进行计算，计算出实际标记点的位置与理论标记点的位置的偏差的位置偏差计算模块342 ；用于把位置偏差计算模块342生成的结果输出，用于振镜校正的补偿文件的振镜补偿模块343。图5所示的流程图为应用上述本发明精密的振镜校正系统对振镜进行校正的方法步骤的实施例。在步骤Mepl中，先把要校正的振镜在加工振镜校正标靶31上标记出所有标记占.
^ \\\ 在步骤乂印2中，把振镜校正标靶31安装固定到精密二维运动工作平台323上；
在步骤Mep3中，校正处理模块34控制移动Y直线电机321、X直线电机322使安装在工作平台323上面的振镜校正标靶31移动到理论标记点位置；在步骤乂印4中，CXD图像采集装置33采集当前标记点图像；在步骤乂印5中，校正处理模块34对采集的图像进行计算得出实际标记点与理论标记点的位置误差；在步骤乂印6中，如果还有标记点没有采集处理完毕则返回步骤乂印3重新执行下一个标记点的采集和处理，如此循环采集所有标记点的位置误差；在步骤乂印7中，全部标记点处理完毕，校正处理模块34输出振镜补偿文件给振镜控制控制系统1，加工时导入补偿文件对振镜进行误差补偿，这样在扫描加工的时候，就可以保证加工时的高精度定位。本发明中的图像采集、数据处理和运动控制的操作均为现有技术。以上所述发明实施例仅为本校正方法的一个比较好的方案，并不用于限制本发明，凡在本发明的原理之内所做的任何改动、替换及改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种精密的振镜校正系统，它包括振镜校正标靶(31)，其特征在于所述的精密的振镜校正系统还包括一个二维运动平台(32)，该二维运动平台(3 设在振镜校正标靶(31)的底部；对振镜校正标靶(31)上每个标记点进行图像采集的CCD图像采集装置(3 ，该CCD图像采集装置(3 安装在二维运动平台(3 的上方；用于控制二维运动平台(3 的运动，把振镜校正标靶(31)上的每个标记点运动到理论位置，对采集的图像计算出每个标记点的位置偏差，并输出振镜校正文件给振镜控制系统(1)，对振镜进行校正的校正处理模块(34)。
2.根据权利要求1所述的一种精密的振镜校正系统，其特征在于所述的精密的振镜校正系统的测量精度为0. 02-0. 1毫米的定位精度。
3.根据权利要求1所述的一种精密的振镜校正系统，其特征在于所述的校正处理模块(34)包括用于控制所述的二维运动平台(3 精确运动到指定位置的运动控制模块(341)；用于对CCD图像采集装置(3 采集的图像进行计算，计算出实际标记点的位置与理论标记点的位置的偏差的位置偏差计算模块(342)；用于把所述的位置偏差计算模块(342)生成的结果输出，用于振镜校正的补偿文件的振镜补偿模块(；343)。
4.根据权利要求1所述的一种精密的振镜校正系统，其特征在于所述的振镜校正系统安装在固定机座(4)上；所述的二维运动平台(32)包括Y直线电机(321)、X直线电机 (322)及工作平台(323)；所述的Y直线电机(321)设置在平面座标系中的Y方向，X直线电机(322)设在X方向并设置在Y直线电机(321)的上方，工作平台(323)设在Y直线电机(321)的上方。
5.根据权利要求4所述的一种精密的振镜校正系统，其特征在于所述的二维运动平台(32)采用直线电机或伺服电机或步进电机为驱动电机。
6.根据权利要求1所述的一种精密的振镜校正系统，其特征在于所述的CCD图像采集装置(3 包括CCD (331)、摄像镜头(33 和光源(333)，所述的摄像镜头(332)的一端固定在CXD(331)的一端上，CXD(331)的侧面固定安装在固定机座(4)上，为CXD(331)摄像采集提供光线照明的光源(333)固定安装在固定机座(4)上。
7.一种应用权利要求1所述的一种精密的振镜校正系统对振镜进行校正的方法，其特征在于所述的校正方法包括以下的步骤(1)先把要校正的振镜在加工振镜校正标靶(31)上标记出所有的标记点；(2)把振镜校正标靶(31)安装固定在二维运动平台(32)的工作平台(323)上；(3)通过校正处理模块(34)控制移动Y直线电机(321)、X直线电机(322)，使安装在工作平台(32 上的振镜校正标靶(31)移动到理论标记点位置；(4)由CXD图像采集装置(33)采集当前标记点图像；(5)由校正处理模块(34)对采集的图像进行计算，得出实际标记点与理论标记点的位置误差；(6)如果还有标记点没有采集处理完毕，则返回步骤(3)，重新执行下一个标记点的采集和处理；(7)全部标记点处理完毕后，由校正处理模块(34)输出振镜补偿文件给振镜控制系统 (1)，对振镜进行校正。
全文摘要
本发明适用于激光加工技术领域，提供一种精密的振镜校正系统及其校正方法；振镜校正系统包括振镜校正标靶，可由振镜扫描模块通过反射激光在所述校正标靶上标记指定标记点；CCD图像采集装置，对振镜标刻出的标准标记点进行图像采集；二维运动平台装置，进行高精密定位运动，保证定位精度；校正处理模块，对所述CCD图像采集装置采集的图像进行运算处理，找出所述振镜校正标靶的标记点的位置偏差，并生成振镜补偿文件对振镜进行校正，本发明可方便、快速实现对振镜的高精度校正。
文档编号B23K26/42GK102152007SQ20111006149
公开日2011年8月17日 申请日期2011年3月15日 优先权日2011年3月15日
发明者邱勇 申请人:北京金橙子科技有限公司