双振镜激光扫描加工误差精密校正 - 激光与红外.pdf

第３９卷　 第１２期　 　 　　　　　　　　　　　　　激 光 与 红 外 Ｖｏｌ．３９，Ｎｏ．１２ 　 ２００９年１２月　 　 　　　　　　　　　　　　ＬＡＳＥＲ　＆　ＩＮＦＲＡＲＥＤ Ｄｅｃｅｍｂｅｒ，２００９ 　　文章编号：１００１５０７８（２００９）１２７１０４ ·激光技术与应用 · 双振镜激光扫描加工误差精密校正 郝俊明，邢　刚，李江明 （华北光电技术研究所，北京 １０００１５） 摘　要：主要讨论了用传统的补偿畸变的方法校正振镜二维扫描光学系统中图形畸变后，为进 一步提高精度，利用图像处理技术，进行二次闭环误差校正，使在１０ｍｍ×１０ｍｍ的加工平面 内，校正后的精度优于３ ｍ。 μ 关键词：激光加工；振镜扫描；加工误差；图像处理 中图分类号：ＴＮ２０９　　　文献标识码：Ａ Ｐｒｅｃｉｓｅｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎｆｏｒｄｕａｌｇａｌｖａｎｏｍｅｔｒｉｃｌａｓｅｒ ｓｃａｎｎｉｎｇｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ ＨＡＯＪｕｎｍｉｎｇ，ＸＩＮＧＧａｎｇ，ＬＩＪｉａｎｇｍｉｎｇ （ＮｏｒｔｈＣｈｉｎａＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＥｌｅｃｔｒｏｏｐｔｉｃｓ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００１５，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｂｙｕｓｉｎｇｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌｍｅｔｈｏｄ，ｄｕａｌｇａｌｖａｎｏｍｅｔｒｉｃｌａｓｅｒｓｃａｎｎｉｎｇｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇｅｒｒｏｒｓｉｓｒｅｄｕｃｅｄ，ｂｕｔｆｏｒｆａｒ ｔｈｅｒｐｒｅｃｉｓｉｏｎｉｍｐｒｏｖｉｎｇ，ａｎｅｗｍｅｔｈｏｄ，ｗｈｉｃｈｕｓｅｉｍａｇｅｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇｉｓｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．Ｔｈｒｏｕｇｈｔｈｅｓｅｃｏｎｄｃｌｏｓｅｄｌｏｏｐｅｒ ｒｏｒｒｅｖｉｓｉｏｎ，ｔｈｅｐｒｅｃｉｓｉｏｎｉｓｂｅｔｔｅｒｔｈａｎ３ ｍｉｎｔｈｅａｒｅａｏｆ１０ｍｍ×１０ｍｍｗｏｒｋｉｎｇｆａｃｅ． μ Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｌａｓｅｒｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ；ｇａｌｖａｎｏｍｅｔｒｉｃｓｃａｎｎｉｎｇ；ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇｅｒｒｏｒｓ；ｉｍａｇｅｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ［１］ ［２－３］ １　引　言 以采用硬件校正 和软件校正 。由于硬件校正 激光加工行业中的振镜式光束扫描技术是一种 成本高，对于校正的参数不能适时地调整，而软件校 具有广泛应用潜力的激光束调制手段，具有调制速 正经济，还可以灵活调整参数，所以通常采用的校正 度快（高达８ｋＨｚ）、精度高（可达０．０６ ｒａｄ）及易于 方法均为软件补偿校正，具体可以分为增量补 μ 偿［４］ ［５］ ［６］ 控制等特点，所以在激光精密加工行业应用很广。 、校正表 、最小二乘拟合 等几种方法。这 但由于二维振镜在光路中前后布置的结构等特点， 几种方法校正原理大同小异，具体选择那种看编程 不可避免地会引入误差。对于系统引入的误差，同 者的习惯和爱好。 行在以往的研究中已经对各种误差进行了分析，并 在进行了前面校正之后，从理论上看，可以达到 进行了误差校正。我们在同行校正的基础上试着提 几微米的精度，但实际使用过程当中还有因机械装 供一种利用图像处理来进行误差的二次校正，以达 置控制器