[发明专利]二维振镜在线平面精度补偿系统及其补偿方法

说明书

本发明公开了一种二维振镜在线平面精度补偿系统及其补偿方法，涉及振镜与精密平台进行拼接加工或混合联动加工领域，包括工作台，所述工作台的上端面上固定设置有升降机构，所述工作台的上端面上滑动连接有二维运动平台，所述升降机构上摆动连接有二维振镜，所述升降机构上位于二维振镜的下方固定连接有场镜，所述升降机构上位于二维振镜的一侧上设置有激光器和光纤激光器，所述激光器和光纤激光器之间设置有激光合束镜，所述二维运动平台的上端面的中心位置处固定连接有激光位置探测器，二维振镜在线平面精度补偿系统还包括工控电脑和运动控制器，本发明实现高效率，高精度的在线补偿，可实时或随时进行振镜精度监视及补偿。

技术领域

本发明涉及振镜与精密平台进行拼接加工或混合联动加工领域，特别涉及一种二维振镜在线平面精度补偿系统及其补偿方法。

背景技术

在振镜精密加工领域通过二维振镜控制激光束的出射角度后再通过各类透镜(如F-theta镜，远心镜，等)在聚焦平面上实现聚焦并进行相应的扫描加工如切割，划线，钻微孔等。因不同的加工要求，振镜会与平台的运动进行分区拼接或复合联动，为了保证最终的平面拼接位置的重合精度或复合联动的最终加工精度，首先需要对平台进行精密的平面补偿本文不作展开，并且需要将振镜的扫描区域与平台进行平面拟合，即基于平台的坐标系对振镜进行补偿。

在振镜精加工领域,目前对振镜的补偿做法是先利用振镜在基准平板上加工出矩阵格栅,再利用其他测量设备或方法(如影像采集仪器,在平台内集成CCD传感器等)对格栅的实际坐标进行测量,然后基于测量数据对振镜进行二维补偿。按补偿精度要求，该过程需要历经过不低于3～5次的反复迭代计算后才能生成一组相对接近目标尺寸的补偿表。该补偿方法存在以下不足：首先会占用很多时间，成本及人工；由于多种设备引入的测量误差、多块基准板的加工及其工位移动、多次的迭代，往往会造成最终补偿精度偏差大于预期；另作为振镜精加工需要如需进行一些相对密集的矩阵栅格如64行×64列补偿时以上系统或方法由其涵括上述的局限性已很难适用。

另外由于振镜在其进行精加工过程中会由温度等环境条件变化影响、自身机械磨损、光学系统的热透镜效应等而产生不同程度的非预期精度偏差。本发明提出实时在线平面精度补偿系统可对该偏差进行实时监控并消减。

发明内容

本发明解决的技术问题是提供一种高效率、高精度在线补偿，可以实时进行监视并进行补偿，避免非必要的停机并提高最终精加工产品稳定性的二维振镜在线平面精度补偿系统及其补偿方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：二维振镜在线平面精度补偿系统，包括工作台，所述工作台的上端面上固定设置有升降机构，所述工作台的上端面上滑动连接有二维运动平台，所述升降机构上摆动连接有二维振镜，所述升降机构上位于二维振镜的下方固定连接有场镜，所述升降机构上位于二维振镜的一侧上设置有激光器和光纤激光器，所述激光器和光纤激光器设置在二维振镜的同一侧上，所述激光器和光纤激光器均可在升降机构上转动和移动，所述激光器和光纤激光器之间设置有激光合束镜，所述二维运动平台的上端面的中心位置处固定连接有激光位置探测器，二维振镜在线平面精度补偿系统还包括工控电脑和运动控制器，所述升降机构、二维振镜、激光器、光纤激光器、二维运动平台、激光位置探测器和运动控制器分别与工控电脑电气连接，所述二维振镜和二维运动平台均与运动控制器电气连接，所述升降机构用于带动二维振镜、场镜、激光器、光纤激光器和激光合束镜上下移动，所述二维运动平台用于带动激光位置探测器水平移动，所述工控电脑用于控制二维振镜在线平面精度补偿系统，所述运动控制器用于驱动二维振镜和二维运动平台运动。

进一步的是：所述二维振镜上设置有两个镜片，所述两个镜片均与运动控制器电气连接，所述运动控制器控制两个镜片运动。

进一步的是：所述激光器为校准用He-Ne激光器，所述校准用He-Ne激光器用于在线补偿和在线监视。

进一步的是：所述校准用He-Ne激光器发出红光激光束，所述光纤激光器发出光纤激光束。