三维振镜校正方法及激光设备与流程

本技术涉及智能制造，尤其涉及一种三维振镜校正方法及激光设备。

背景技术：

1、因振镜会产生桶形、梯形及平行四边形等畸变，所以带有振镜的激光设备在加工产品前首先要对振镜进行校正，使之加工的图形与理论一致，然后才能做下一步的调试。2d振镜的加工位置距离中心越远，光路越长，整个幅面上的焦距呈锅盖型，而加工面基本都是平面或多次分层平面，无法做到焦距一致，需要进行校正。对于高度要求严格或者加工段差较大的工艺，需要用到3d振镜。目前大部分激光设备的厂商对3d振镜只做xy的校正。

技术实现思路

1、有鉴于此，有必要提供一种三维振镜校正方法及激光设备，实现了待雕刻图形的每个点在平面上的xy与z的关联矫正，相对传统振镜校正方法，提高了校正的精度。

2、本技术的第一方面提供一种三维振镜校正方法，应用于包括三维振镜的激光设备，所述三维振镜架设在所述激光设备的机台上，所述方法包括：建立所述三维振镜的z值与初始加工图形的半径r之间的r-z映射关系；基于所述r-z映射关系计算预设的第一网格的每个交点的第一振镜坐标；基于所述预设的第一网格的每个交点的第一振镜坐标执行网格雕刻，获得雕刻的第二网格；计算所述第二网格的每个交点的机台坐标，并将所述第二网格的每个交点的机台坐标转为数学坐标；基于所述第二网格的每个交点的数学坐标将待雕刻图形的任意一点的数学坐标转化为第二振镜坐标，从而获得所述待雕刻图形的每个点的第二振镜坐标；基于所述待雕刻图形的每个点的第二振镜坐标进行网格雕刻，获得加工图形。

3、根据本技术的一个实施例，所述建立所述三维振镜的z值与初始加工图形的半径r之间的r-z映射关系包括：在所述三维振镜的z值等于0时，基于所述机台的z’值范围确定所述机台的目标z’值；将所述机台的z’值调整为所述目标z’值，并确定所述三维振镜的z值范围中的每个z值对应的半径r；根据所述三维振镜的z值范围中的每个z值以及该每个z值对应的半径r，利用预设的曲线拟合算法建立所述r-z映射关系。

4、根据本技术的一个实施例，所述基于所述机台的z’值范围确定机台的目标z’值包括：基于所述机台的z’值范围以及预设的第一间隔确定所述机台的n个z’值；基于所述n个z’值中的每个z’值雕刻一个圆，获得n个圆，所述n个圆与所述n个z’值一一对应；获取相机检测的所述n个圆中的每个圆的线宽；根据所述n个圆中的每个圆的线宽，从所述n个圆中选取与最窄线宽对应的圆作为目标圆，将与所述目标圆对应的所述机台的z’值作为所述机台的目标z’值。

5、根据本技术的一个实施例，所述确定所述三维振镜的z值范围中的每个z值对应的半径r包括：基于所述三维振镜的z值范围以及预设的第二间隔确定所述三维振镜的q个z值；基于所述三维振镜的q个z值中的每个z值雕刻m个同心圆；基于所述q个z值中的每个z值对应的m个同心圆获得所述q个z值中的每个z值对应的半径r。

6、根据本技术的一个实施例，所述基于所述r-z映射关系计算预设的第一网格的每个交点的第一振镜坐标包括：以所述第一网格的中心交点为原点，计算所述第一网格的每个交点的x坐标和y坐标；基于所述第一网格的每个交点的x坐标和y坐标，获得所述第一网格的每个交点到所述原点的距离r；基于所述r-z映射关系获得所述第一网格的每个交点对应的所述三维振镜的z值，由此获得所述第一网格的每个交点的第一振镜坐标。

7、根据本技术的一个实施例，所述计算所述第二网格的每个交点的机台坐标，将所述第二网格的每个交点的机台坐标转为数学坐标包括：接收相机检测的所述第二网格的中心交点的机台坐标；获取相机位于所述第二网格的其他交点中任意一个交点处的偏移量，并接收相机检测的机台当前的机台坐标；基于相机的偏移量和机台当前的机台坐标确定所述第二网格的任意一个交点的机台坐标；将所述第二网格的任意一个交点的机台坐标减去第二网格的中心交点的机台坐标，获得所述第二网格的任意一个交点的数学坐标。

8、根据本技术的一个实施例，所述基于所述第二网格的每个交点的数学坐标将所述待雕刻图形的任意一点的数学坐标转化为第二振镜坐标包括：根据所述待雕刻图形的任意一点的数学坐标以及所述第二网格的每个交点的数学坐标，确定所述待雕刻图形的任意一点在所述第二网格中的所在位置；基于所述待雕刻图形的任意一点在所述第二网格中的所在位置，确定所述第二网格上距离所述待雕刻图形的任意一点最近的四个目标点；计算所述待雕刻图形的任意一点到所述四个目标点的距离比例；根据所述待雕刻图形的任意一点到所述四个目标点的距离比例，计算出所述待雕刻图形的任意一点在所述振镜坐标系下的对应点的x坐标和y坐标；根据所述待雕刻图形的任意一点在振镜坐标系下的对应点的x坐标和y坐标，基于所述r-z映射关系，计算得到所述待雕刻图形的任意一点在所述振镜坐标系下的对应点的z坐标，由此获得所述待雕刻图形的任意一点的所述第二振镜坐标。

9、根据本技术的一个实施例，所述确定所述第二网格上距离所述待雕刻图形的任意一点最近的四个目标点；计算所述待雕刻图形的任意一点到所述四个目标点的距离比例包括：分别绘制经过所述第二网格内的所述待雕刻图形的任意一点的一水平线和一竖直线，获得所述水平线与所述第二网络相交的多个第一交点以及所述竖直线与所述第二网格相交的多个第二交点；分别从多个第一交点和多个第二交点中确定出距离所述待雕刻图形的任意一点最近的两个第一目标点和两个第二目标点；分别计算两个第一目标点之间的距离d1、所述待雕刻图形的任意一点与其中一个第一目标点的距离d1’、以及所述待雕刻图形的任意一点与另一个第一目标点的距离d1”，获得距离比d1’/d1和距离比d1”/d1，将距离比d1’/d1和距离比d1”/d1作为所述待雕刻图形的任意一点到两个第一目标点的第一距离比例；分别计算两个第二目标点之间的距离d2、所述待雕刻图形的任意一点与其中一个第二目标点的距离d2’、以及所述待雕刻图形的任意一点与另一个第二目标点的距离d2”，获得距离比d2’/d2和距离比d2”/d2，将距离比d2’/d2和距离比d2”/d2作为所述待雕刻图形的任意一点到两个第一目标点的第二距离比例。

10、根据本技术的一个实施例，所述根据所述待雕刻图形的任意一点到所述四个目标点的距离比例，计算出所述待雕刻图形的任意一点在所述振镜坐标系下的对应点的x坐标和y坐标包括：根据所述待雕刻图形的任意一点到两个第一目标点的第一距离比例和所述待雕刻图形的任意一点到两个第一目标点的第二距离比例，采用等比例差分法计算所述待雕刻图形的任意一点在所述振镜坐标系下的对应点的x坐标和y坐标。

11、本技术的第二方面提供一种激光设备，包括：处理器，所述处理器用于执行存储器中存储的至少一个指令以实现所述的三维振镜校正方法。

12、相较于现有技术，本技术先对三维振镜的z轴与r做映射关系，平面校正为雕刻n*n的网格，根据振镜坐标与原点的距离调用r-z映像关系，计算所有网格交点的z值并雕刻，相机扫描网格交点得到对应的机台坐标，并转化为数学坐标，基于振镜坐标与数据坐标之间的映射关系，将待雕刻图形的任意一点的数学坐标转化为振镜坐标，最终根据待雕刻图形的每个点的振镜坐标进行图形雕刻，实现了待雕刻图形的每个点在平面上的xy与z的关联矫正，相对传统振镜校正方法，提高了振镜的校正精度。