本發(fā)明屬于激光加工領(lǐng)域，更具體地，涉及一種自動(dòng)激光掃描振鏡校正設(shè)備及激光振鏡設(shè)備。

背景技術(shù)：

振鏡掃描廣泛用于激光加工行業(yè)，但由于振鏡掃描方式存在固有的圖形失真，因此在加工前需先進(jìn)行振鏡校正?，F(xiàn)有技術(shù)中，校正方法主要是通過校正軟件在感光紙上繪制指定特殊網(wǎng)格圖形，然后人工直接對(duì)網(wǎng)格點(diǎn)坐標(biāo)測(cè)量，或人工通過調(diào)整點(diǎn)傳感器位置來獲得坐標(biāo)位置。這種校正方式由于依賴于人工目測(cè)，有很大的不確定性，對(duì)加工精度有很大的影響。除了傳統(tǒng)校正方式外，現(xiàn)在還有依靠攝像頭進(jìn)行振鏡校正的方法，通過攝像頭與激光器同軸放置，對(duì)校正圖形進(jìn)行拍攝，來計(jì)算校正參數(shù)。但此方法有諸多弊端，首先攝像頭自身存在視覺校正的環(huán)節(jié)，若校正不合理，拍攝的圖像將存在各種畸變，會(huì)導(dǎo)致后續(xù)振鏡加工效果很差。此外，受制于攝像頭自身成像和視覺校正，攝像頭拍攝幅面不能很大，而這對(duì)于大幅面激光加工來說尤為重要。此外攝像頭安放的位置也有很大的要求，攝像頭放置不同位置時(shí)必須重新校正，而實(shí)際使用過程中振鏡設(shè)備和攝像頭的位置關(guān)系往往不是確定的，這極大影響了使用的靈活性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種自動(dòng)激光掃描振鏡校正設(shè)備，旨在解決現(xiàn)有校正方式精度低，校正幅面小，自動(dòng)化程度低的問題。

本發(fā)明提供了一種自動(dòng)激光掃描振鏡校正設(shè)備，包括：控制盒、掃描頭、步進(jìn)電機(jī)控制模塊、光電傳感器、兩個(gè)相互平行設(shè)置的導(dǎo)軌、傳送帶和感光紙；控制盒分別與掃描頭，步進(jìn)電機(jī)控制模塊和光電傳感器連接，且控制盒和掃描頭均設(shè)置在導(dǎo)軌上；步進(jìn)電機(jī)控制模塊設(shè)置在導(dǎo)軌上，且用于帶動(dòng)傳送帶運(yùn)動(dòng)；掃描頭在控制盒的控制下可在步進(jìn)電機(jī)控制模塊和傳送帶的帶動(dòng)下沿導(dǎo)軌軸向運(yùn)動(dòng)；感光紙?jiān)O(shè)置在兩個(gè)相互平行的導(dǎo)軌之間，光電傳感器設(shè)置在導(dǎo)軌的始端。

更進(jìn)一步地，控制盒包括：控制板卡，以及與控制板卡連接的液晶顯示屏和外設(shè)接口；控制板卡用于控制步進(jìn)電機(jī)控制模塊驅(qū)動(dòng)掃描頭沿導(dǎo)軌做軸向運(yùn)動(dòng)；液晶顯示屏用于提供顯示和人機(jī)交互界面；外設(shè)接口用于與外部需校正的激光器連接。

更進(jìn)一步地，步進(jìn)電機(jī)控制模塊包括：步進(jìn)電機(jī)，伺服驅(qū)動(dòng)器和編碼器；伺服電機(jī)與步進(jìn)電機(jī)連接，用于驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)；編碼器固定在所述傳送帶上，用于計(jì)算當(dāng)前傳送帶運(yùn)動(dòng)速度；步進(jìn)電機(jī)用于驅(qū)動(dòng)所述掃描頭沿導(dǎo)軌做軸向運(yùn)動(dòng)。

更進(jìn)一步地，掃描頭包括：線陣CCD，光源和反光鏡，光源用于為掃描頭進(jìn)行光線補(bǔ)償，提高掃描頭的抗干擾能力；反光鏡設(shè)置在線陣CCD的光路下方，用于將掃描頭下方的圖像反射到線陣CCD上。

本發(fā)明還提供了一種包括上述的自動(dòng)激光掃描振鏡校正設(shè)備的激光振鏡設(shè)備。

本發(fā)明采用線性掃描的方式獲取校正圖形，獲取的校正圖形無(wú)畸變，特征點(diǎn)豐富，校正準(zhǔn)確，誤差小。用導(dǎo)軌加掃描頭的方式獲得圖像視場(chǎng)大，能夠?qū)Υ蠓婕す庹耒R加工設(shè)備進(jìn)行校正，且易于安裝和使用，不需修改原激光加工設(shè)備結(jié)構(gòu)。校正過程自動(dòng)化，無(wú)人工參與，方便，減少人工測(cè)量誤差。設(shè)計(jì)一種通用校正表格式，完整反映振鏡校正參數(shù)信息，方便各種激光振鏡加工設(shè)備解析，以便獲得振鏡校正信息。

附圖說明

圖1為本發(fā)明提供的自動(dòng)激光掃描振鏡校正設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明提供的自動(dòng)激光掃描振鏡校正設(shè)備在使用時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

本發(fā)明提供了一種通用自動(dòng)激光振鏡校正設(shè)備，可以自動(dòng)對(duì)激光掃描振鏡進(jìn)行校正，不存在人工測(cè)量誤差，測(cè)量精度高，能夠?qū)Υ蠓嬲耒R進(jìn)行校正，同時(shí)放置方便，適用于市面上大部分激光振鏡設(shè)備。

本發(fā)明提供的一種通用自動(dòng)激光振鏡校正設(shè)備包括：控制盒，導(dǎo)軌，掃描頭，步進(jìn)電機(jī)控制模塊，傳送帶，感光紙，光電傳感器。其中，控制盒和掃描頭安置在導(dǎo)軌上，掃描頭可在步進(jìn)電機(jī)控制模塊和傳送帶的帶動(dòng)下沿導(dǎo)軌軸向運(yùn)動(dòng)。兩導(dǎo)軌條平行放置，中間隔開一定距離，用來放置感光紙。光電傳感器安裝在導(dǎo)軌始端。控制盒通過外設(shè)接口分別和需校正設(shè)備的激光器和振鏡連接。

在本發(fā)明中，控制盒由控制板卡，液晶顯示屏及外設(shè)接口組成。控制板卡用于控制步進(jìn)電機(jī)控制模塊，以此控制掃描頭沿導(dǎo)軌做軸向運(yùn)動(dòng)；控制板卡用于控制液晶顯示屏，用于顯示和人機(jī)界面交互；控制板卡還用于控制需校正設(shè)備的激光器和振鏡，用來控制激光器輸出指定校正圖形以及校正運(yùn)算。

掃描頭由線陣CCD，光源，反光鏡組成。掃描頭作為校正圖像的獲取部分，用于獲取激光器輸出的校正圖形。

步進(jìn)電機(jī)控制模塊由步進(jìn)電機(jī)，伺服驅(qū)動(dòng)器和編碼器組成。伺服電機(jī)與步進(jìn)電機(jī)連接，用來驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)。編碼器固定在傳送帶上，用來計(jì)算當(dāng)前傳送帶運(yùn)動(dòng)速度。步進(jìn)電機(jī)控制模塊和傳送帶一起組成傳送機(jī)構(gòu)。

導(dǎo)軌和傳送帶作為傳動(dòng)裝置，與掃描頭組合作為獲取校正圖像的部分。所述光電傳感器用作導(dǎo)軌原點(diǎn)，可以幫助掃描頭定位。

本校正設(shè)備將導(dǎo)出一種通用校正表文件，不同公司的激光加工程序可通過解析此校正表來獲取當(dāng)前設(shè)備校正信息。本發(fā)明所述校正表信息如下：

0，0，dx，dy

0，1，dx，dy

0，2，dx，dy

0，3，dx，dy

0，4，dx，dy

……

0，63，dx，dy

0，64，dx，dy

1，0，dx，dy

1，1，dx，dy

……

64，63，dx，dy

64，64，dx，dy

校正設(shè)備將振鏡坐標(biāo)系分為65*65個(gè)網(wǎng)格點(diǎn)，不同網(wǎng)格點(diǎn)之間的坐標(biāo)值采用插值的辦法去計(jì)算振鏡的校正參數(shù)。既保證參數(shù)信息精簡(jiǎn)也保證校正精度。

其中首行，為標(biāo)刻坐標(biāo)系統(tǒng)和世界坐標(biāo)系統(tǒng)的比例關(guān)系。后續(xù)每行表示網(wǎng)格點(diǎn)的偏移量，前兩個(gè)參數(shù)表示網(wǎng)格坐標(biāo)，后兩個(gè)參數(shù)表示當(dāng)前網(wǎng)格的校正偏移量，dx表示標(biāo)刻坐標(biāo)系X軸方向的校正偏移量，dy表示標(biāo)刻坐標(biāo)系Y軸方向的校正偏移量。

本發(fā)明設(shè)備使用時(shí)，將通用振鏡校正設(shè)備通過振鏡和激光器接口分別與振鏡和激光器連接，并將校正設(shè)備放置在激光加工設(shè)備的載物臺(tái)上。在液晶操作面板上執(zhí)行復(fù)位，打印校正圖形等一系列操作，通過U盤將生成的通用校正表導(dǎo)出到指定U盤。

以下實(shí)施例用于說明本發(fā)明，但不限于本發(fā)明的范圍。

如圖1所示，本發(fā)明提出的自動(dòng)激光掃描振鏡校正設(shè)備包括控制盒1，掃描頭2，步進(jìn)電機(jī)控制模塊3，光電傳感器4，導(dǎo)軌5，傳送帶6和感光紙7。

控制盒1和掃描頭2安置在導(dǎo)軌5上，掃描頭2可在步進(jìn)電機(jī)控制模塊3和傳送帶6的帶動(dòng)下沿導(dǎo)軌5軸向運(yùn)動(dòng)。兩導(dǎo)軌5平行放置，中間隔開一定距離，用來放置感光紙7?？刂坪?與掃描頭2，步進(jìn)電機(jī)控制模塊3，光電傳感器4連接。步進(jìn)電機(jī)控制模塊3安置在導(dǎo)軌上，可帶動(dòng)傳送帶運(yùn)動(dòng)。光電傳感器4安裝在導(dǎo)軌始端。

控制盒1由控制板卡，液晶顯示屏，激光器接口，振鏡接口，USB接口等外設(shè)接口組成，其中控制板卡作為控制器，控制激光器，振鏡，步進(jìn)電機(jī)等外設(shè)，輸出校正圖形，控制掃描頭沿導(dǎo)軌做軸向運(yùn)動(dòng)獲取校正圖像，完成校正計(jì)算，獲得校正數(shù)據(jù)。液晶顯示面板負(fù)責(zé)顯示交互界面。

掃描頭2由線陣CCD，光源，反光鏡組成。光源為掃描頭進(jìn)行光線補(bǔ)償，提高掃描頭的抗干擾能力。反光鏡在線陣CCD的光路下方，將掃描頭下方的圖像反射到線陣CCD上。由于線陣CCD所獲取的具有分辨率高的優(yōu)點(diǎn)，可以保證獲得清晰的校正圖像，有利于后面的校招計(jì)算，提高校招精度。同時(shí)，線陣CCD的視場(chǎng)大，可以獲得幅面很大的校招圖像，這使得此校正設(shè)備可以適用于很多大幅面的激光加工設(shè)備。校招圖像的生成，獲取，處理以及到最后的校正數(shù)據(jù)的生成都由控制盒自動(dòng)完成，用戶只需簡(jiǎn)單的操作，便能完成激光加工設(shè)備的校正，避免了以往用戶繁瑣的測(cè)量，具有很高的自動(dòng)化和校正精度。

步進(jìn)電機(jī)控制模塊3由步進(jìn)電機(jī)，伺服驅(qū)動(dòng)器和編碼器組成。伺服電機(jī)與步進(jìn)電機(jī)連接，用來驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)。編碼器固定在傳送帶上，用來計(jì)算當(dāng)前傳送帶運(yùn)動(dòng)速度。

光電傳感器4作為整個(gè)校正設(shè)備的原點(diǎn)，每次校正設(shè)備復(fù)位時(shí)，掃描頭2都會(huì)回到光電傳感器4的位置。

導(dǎo)軌5和傳送帶6作為傳動(dòng)裝置，與掃描頭2組合作為獲取校正圖像的部分。

感光紙7是校正圖形的成像位置，在控制盒1的控制下，激光器將在其上繪制校正圖形。

圖2是該設(shè)備使用時(shí)的連接圖。其中振鏡及激光頭8；通用振鏡校正設(shè)備9；激光所打出的校正圖形10；U盤11；導(dǎo)線12；載物臺(tái)13。

通用振鏡校正設(shè)備9放置在激光加工設(shè)備的載物臺(tái)13上，通過外設(shè)接口與振鏡及激光頭8連接。將U盤11插在通用振鏡矯正設(shè)備9上。振鏡及激光頭8是是待校正的設(shè)備，將在通用校正設(shè)備9的控制下輸出校正圖形。

具體操作步驟如下：

(1)將自動(dòng)激光掃描振鏡校正設(shè)備與需要校正設(shè)備的激光器和振鏡連接；

(2)將振鏡校正設(shè)備放置在需要校正設(shè)備的載物臺(tái)上，并在振鏡校正設(shè)備導(dǎo)軌間放置感光紙；

(3)在振鏡校正設(shè)備的液晶顯示屏上選擇復(fù)位操作。掃描頭將在步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)下，沿導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)，當(dāng)碰到光電傳感器后，掃描頭停止運(yùn)動(dòng)，復(fù)位操作完成。

(4)在液晶顯示屏上選擇指定校正圖形，并點(diǎn)執(zhí)行校正操作?？刂瓢蹇▽⒖刂萍す馄骱驼耒R在感光紙上打印指定校正圖形。打印結(jié)束后，控制板卡將控制掃描頭以圖像拼接速度沿導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)，拼接速度必須小于線陣CCD成像速度，同時(shí)掃描頭將線性掃描感光紙，獲取感光紙上所有校正圖形坐標(biāo)點(diǎn)位置信息。

(5)控制板卡依據(jù)指定校正圖形類型和獲取校正點(diǎn)坐標(biāo)信息，進(jìn)行公式法校正或九點(diǎn)法校正，計(jì)算得到當(dāng)前設(shè)備校正表。

(6)將U盤插入振鏡校正設(shè)備，在液晶顯示屏上執(zhí)行導(dǎo)出校正表操作，會(huì)在U盤目錄下生產(chǎn)通用校正文件。實(shí)際激光加工程序可以通過解析此校正文件以此來得到振鏡的校正參數(shù)。

采用此種校正設(shè)備，激光掃描振鏡設(shè)備的校正過程將大大簡(jiǎn)化，具有高度的自動(dòng)化。由于采用基于線陣CCD的掃描頭自動(dòng)獲取校正圖像，圖像的分辨率高，幅面大，可以精確獲得圖像的校正點(diǎn)坐標(biāo)，提高校正精度。同時(shí)該校正設(shè)備能夠很好地對(duì)大幅面的激光掃描振鏡設(shè)備進(jìn)行校正，為此類激光掃描振鏡設(shè)備提供一種很好的校正手段。由于校正的圖形的生成到，校正圖像的獲取，以及校正計(jì)算全有校正設(shè)備自動(dòng)完成，可以避免以往傳統(tǒng)校正方式中人工測(cè)量的誤差，提高校正精度。

本領(lǐng)域的技術(shù)人員容易理解，以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。