[发明专利]一种硬光路光束柔性传输定位方法及装置

摘要

本发明提出了一种硬光路光束柔性传输定位方法及装置，采用空间光束柔性传输技术，对大幅面复杂图案进行激光制造，主要包括：规划光束空间扫描路径，进行光束空间扫描，根据扫描结果，由传输定位运动平台控制构件在空间中运动，对光斑位置进行准确定位；将激光扫描速度和激光脉冲关联，扫描速度越快，激光脉冲个数越多，通过控制扫描速度和激光脉冲个数对大幅面复杂图案精细制造；通过空间四自由度旋转臂对光束进行控制，由水平及垂直旋转轴的运动完成控制过程，在控制过程中保持水平与垂直旋转轴的同步，通过CMOS相机监控光束角度偏差，角度偏差经过反射镜，由光束位置检测器检测光束偏转角度；根据偏转角度对水平及垂直旋转轴进行微调。

主权项

1.一种硬光路光束柔性传输定位方法，采用空间光束柔性传输技术，对大幅面复杂图案进行激光制造，包括：规划光束空间扫描路径，进行光束空间扫描，根据扫描结果，由传输定位运动平台控制构件在空间中运动，对光斑位置进行准确定位；将激光扫描速度和激光脉冲关联，扫描速度越快，激光脉冲个数越多，通过控制扫描速度和激光脉冲个数对大幅面复杂图案精细制造；通过空间四自由度旋转臂对光束进行控制，由水平及垂直旋转轴的运动完成控制过程，在控制过程中保持水平与垂直旋转轴的同步，通过CMOS相机监控光束角度偏差，角度偏差经过反射镜，由光束位置检测器检测光束偏转角度；根据偏转角度对水平及垂直旋转轴进行微调；所述传输定位运动平台控制构件沿XYZ轴移动，通过在XYZ轴方向上的移动实现构件相对于光束平移；所述光束由空间四自由度旋转臂驱动在水平与垂直方向上旋转，通过在水平与垂直方向上的旋转，实现构件相对于光束的旋转运动；所述水平及垂直旋转轴上安装有可调反射镜，可调反射镜包括驱动反射镜片沿水平轴转动的第一驱动机构，以及驱动所述反射镜片沿垂直轴转动的第二驱动机构；所述第一驱动机构包括用于微调的压电陶瓷电机，用于粗调的伺服电机，其中，光束垂直摆角为‑100°至+100°，光束水平摆角为0°至360°，水平回转中心轴与垂直回转中心轴正交角度偏差不大于5″，重复定位精度不大于2μrad；可调反射镜用于将沿Z轴方向传播的激光光束反射至沿A轴传播，为方便调节激光光束的反射方向，采用三点正交方式实现可调反射镜的二维小角度调节，调节所用的微调螺杆采用0.25mm的精密细牙螺纹，通过使用内六角扳手能够满足调节所需的角分辨率；采用碟形弹簧将激光反射镜组压紧到摆轴连接基座，碟形弹簧刚性较好，并且能通过锁紧螺钉调节压紧力，微调螺杆调整到位后能够较好的保持激光反射镜组的角度，有利于运输振动环境中的位置角度稳定性。