一种模块化多轴激光振镜运动控制器

专利主权项内容

1.一种模块化多轴激光振镜运动控制器，其特征在于：包括图像处理模块、控制模块、多轴控制器、驱动器、振镜头、视觉检测模块和激光发生器；所述图像处理模块、多轴控制器、驱动器、视觉检测模块和激光发生器均与控制模块通信连接，所述驱动器还连接有振镜头，所述激光发生器与振镜头连接；所述控制模块，用于生成多轴控制器的路径规划并执行控制策略，其中控制策略包括：依据图像处理模块对待测试图案处理获取的中心点位，完成测试图案块的中心点与振镜头坐标位置匹配；控制振镜头和激光发生器对当前测试图案进行加工；通过视觉检测模块获取测试图案的加工结果，利用图像处理模块对图案进行边缘检测和角点检测，获取图案的特征；依据获取的图案特征与预期特征进行匹配，判断加工图案是否失真；当判定结果失真时，将原有的加工图案分块通过减小每个图案块的幅面重新进行分块，并依据分块图案选取中心点位；依据中心点位进行多轴控制器控制路径规划，目标条件包括加工顺序和运动时间；依据路径规划，将加工平面移动至预定位置，启动振镜头和激光发生器进行激光加工；所述控制策略还包括：通过视觉检测模块获取已完成的加工图案，利用图像处理模块对图案进行边缘检测和角点检测，获取图案的特征并进行失真判定；当结果失真时，通过采用基于校正表的振镜校正算法实现振镜的校正表校正；所述基于校正表的振镜校正算法实现流程包括以下步骤：加工标定图案，测量特征点坐标并构建特征参数描述；将振镜的校正幅面分为若干正方形网格建立修正表；精确补偿校正网格的四个顶点，对网格内点进行双线性插值；所述控制策略中，对当前测试图案进行加工，包括以下步骤：根据测试图案的要求，设置振镜头的扫描速度、扫描范围、扫描角度以及激光发生器的参数，其中激光发生器的参数包括激光功率和脉冲频率；控制激光发生器的开关，通过振镜头使其在需要加工的区域发射激光；所述控制策略中，判断加工图案是否失真，包括以下步骤：根据激光加工需求设置相似性度量的判定阈值，计算获取的图案特征与预期特征的相似性度量，当计算得出的相似性度量值大于判定阈值时，则判定为不失真，否则判定为失真；所述图像处理模块，用于将加工图案进行特征提取和分块处理，包括以下步骤：通过阈值分割法对图像进行灰度级别划分，对灰度图进行形态学运算，去除噪声孔和噪声体，将灰度值变化剧烈的像素点识别为目标的边缘；通过边缘检测的结果计算加工图案的加工幅面，对比振镜头在工作台不动的情况下激光加工的幅面是否满足当前需加工的图案幅面；对超出加工幅面的图案基于灰度图像进行角点检测，通过获取的角点和边缘检测几何形状，评估图案每个区域的加工密度，依据图案的加工密度和几何形状将图案分块；依据每个图案块的形状几何形状以及大小选取激光加工的中心点位，并将中心点位坐标发送至控制模块。