[发明专利]一种四自由度XY振镜扫描装置及控制方法

摘要

本发明是一种机械、光学结构科学合理，控制方案简便易行的四自由度XY振镜扫描装置及控制方法。本发明的技术方案：开始激光束扫描前，扫描控制器先根据加工任务确定完整扫描路径，并以给定扫描速度为前提，采用滤波器或频谱分析算法将完整扫描路径分解为：直流及低频分量即完整扫描路径中的走势平稳部分，高频分量即反映完整扫描路径中的微结构部分及走势急剧、反复变化部分；进行激光束扫描时，扫描控制器根据直流及低频分量计算X轴振镜反射镜与Y轴振镜反射镜的偏转角度坐标值，并输出驱动X轴振镜反射镜与Y轴振镜反射镜的角度偏转；扫描控制器根据高频分量计算X轴振镜反射镜与Y轴振镜反射镜厚度变化值，并输出电压信号控制反射镜厚度变化。

主权项

1.一种四自由度XY振镜扫描控制方法，其特征在于该四自由度XY振镜扫描控制方法包括：⑴开始激光束扫描前，扫描控制器先根据加工任务确定完整扫描路径，并以给定扫描速度为前提，采用滤波器或频谱分析算法将完整扫描路径分解为：直流及低频分量即完整扫描路径中的走势平稳部分，高频分量即反映完整扫描路径中的微结构部分及走势急剧、反复变化部分；⑵扫描控制器将分解所得直流及低频分量、高频分量与激光功率设定值、激光开启超前时间、激光关闭滞后时间等参数一并载入加工程序；被加工零件固定放置于工作平台上，调节工作台高度使得XY振镜扫描系统的场镜焦平面与被加工零件表面重合；⑶进行激光束扫描时，扫描控制器根据加工程序中的直流及低频分量计算X轴振镜反射镜与Y轴振镜反射镜的偏转角度坐标值，并输出至角度伺服驱动器控制X轴振镜反射镜与Y轴振镜反射镜的角度偏转；扫描控制器根据加工程序中的高频分量计算X轴振镜反射镜与Y轴振镜反射镜的厚度变化值，并输出电压信号至X轴振镜反射镜、Y轴振镜反射镜，X轴振镜反射镜、Y轴振镜反射镜的厚度跟随电压信号发生变化；X轴振镜反射镜、Y轴振镜反射镜偏转角度与厚度控制过程保持时域同步，激光器发出的激光束射向X轴振镜反射镜的回转中心，反射后射向Y轴振镜反射镜的回转中心，反射后的激光束射入场镜聚焦，而后投射到放置于工作平台上的被加工零件表面，通过X轴振镜扫描镜的偏转角度与厚度、Y轴振镜扫描镜的偏转角度与厚度四个自由度的调整，相互配合完成复杂图案的激光扫描。