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专利号: 2019106647198
申请人: 上海理工大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 机床;其他类目中不包括的金属加工
更新日期:2024-05-20
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种振镜式激光加工的网格分区域补偿方法,通过工业相机对待测工件表面上任意一点的位置误差进行补偿,其特征在于,包括以下步骤:步骤S1:在所述待测工件表面建立由m条等距间隔的竖直线和n条等距间隔的水平线组成的第一网格矩阵,该第一网格矩阵具有(m-1)×(n-1)个第一构成网格,每条所述竖直线和每条所述水平线的交点为网格交点,所述m和所述n均为大于2的正整数;

步骤S2:对所述工业相机进行标定,得到采用该工业相机进行光学成像的像素距离和实际距离的成像比例值k;

步骤S3:通过所述工业相机对所述第一网格矩阵进行光学成像得到第二网格矩阵,该第二网格矩阵由m条和所述竖直线对应的细化竖直线和n条和所述水平线对应的细化水平线组成,所述第二网格矩阵具有(m-1)×(n-1)个第二构成网格,每条所述细化竖直线和每条所述细化水平线的交点为和所述网格交点对应的网格成像交点;

步骤S4:以任意一个所述网格交点为坐标系原点建立成像坐标系,所述成像坐标系的横轴和所述水平线平行,所述成像坐标系的纵轴和所述竖直线平行,并得到所有所述网格交点在所述成像坐标系中的理论坐标;

步骤S5:对所述网格成像交点进行检测处理获取所有所述网格成像交点在所述成像坐标系中的成像坐标;

步骤S6:根据所有所述成像坐标和所述成像比例值k得到所有所述网格成像交点在所述成像坐标系中对应的实际坐标;

步骤S7:根据所述实际坐标和该实际坐标对应的所述理论坐标得到所述实际坐标相对于该实际坐标对应的所述理论坐标的横向误差值及纵向误差值;

步骤S8:根据任意一个所述第二构成网格的四个所述网格成像交点的成像坐标的所述横向误差值和所述纵向误差值,得到位于相对应的所述第二构成网格内的成像点的系统横向误差值和系统纵向误差值;

步骤S9:根据所述系统横向误差值和所述系统纵向误差值对所述成像点的坐标进行补偿。

2.根据权利要求1所述的振镜式激光加工的网格分区域补偿方法,其特征在于:其中,在步骤S3中,所述光学成像是所述工业相机通过对所述第一网格矩阵的每条所述竖直线和每条所述水平线进行细化处理,使得每条所述细化竖直线和每条所述细化水平线均为单像素构成的线,从而得到所述第二网格矩阵,每个所述第二构成网格均为正方形。

3.根据权利要求1所述的振镜式激光加工的网格分区域补偿方法,其特征在于:其中,在步骤S4中,所述第一构成网格的边长为d,以第a条所述竖直线和第b条所述水平线的网格交点作为所述成像坐标系原点,第p条所述竖直线和第q条所述水平线构成的所述网格交点的所述理论坐标为((p-a)×d,(q-b)×d)。

4.根据权利要求1所述的振镜式激光加工的网格分区域补偿方法,其特征在于:其中,在步骤S5中,所述成像坐标为通过对所述网格成像交点进行像素差分获取的浮点型交点像素坐标。

5.根据权利要求1所述的振镜式激光加工的网格分区域补偿方法,其特征在于:其中,在步骤S6中,所述网格成像交点在所述成像坐标系中的所述实际坐标根据以下关系式得到:xi=ui×k,yi=vi×k,

所述xi为所述实际坐标的横轴坐标值,所述ui为与所述实际坐标对应的所述成像坐标的横轴坐标值,所述yi为所述实际坐标的纵轴坐标值,所述vi为与所述实际坐标对应的所述成像坐标的纵轴坐标值。

6.根据权利要求1所述的振镜式激光加工的网格分区域补偿方法,其特征在于:其中,在步骤S7中,所述横向误差值及所述纵向误差值通过以下关系式得到:△xi=xi-xi’,△yi=yi-yi’,

所述△xi为所述横向误差值,所述xi为所述实际坐标的横轴坐标值,所述xi’为与所述实际坐标对应的所述理论坐标的横轴坐标值,所述△yi为所述纵向误差值,所述yi为所述实际坐标的纵轴坐标值,所述yi’为与所述实际坐标对应的所述理论坐标的纵轴坐标值。

7.根据权利要求1所述的振镜式激光加工的网格分区域补偿方法,其特征在于:其中,在步骤S8中,将所述第二构成网格的四个所述网格成像交点作为第一交点、第二交点、第三交点以及第四交点,所述第一交点和所述第二交点位于同一条所述水平线上,所述第一交点和所述第四交点位于同一条所述竖直线上,所述成像点的所述系统横向误差值和所述系统纵向误差值通过以下关系式得到:所述△xs为成像点的所述系统横向误差值,所述△ys为成像点的所述系统纵向误差值,所述Xs为所述成像点的横轴坐标值,所述Ys为所述成像点的纵轴坐标值,所述Xp为所述第一交点的横轴坐标值,所述Yp为所述第一交点的纵轴坐标值,所述△xp为所述第一交点的所述横向误差值,所述△yp为所述第一交点的所述纵向误差值,所述Xq为所述第二交点的横轴坐标值,所述Yq为所述第二交点的纵轴坐标值,所述△xq为所述第二交点的所述横向误差值,所述△yq为所述第二交点的所述纵向误差值,所述Xr为所述第三交点的横轴坐标值,所述Yr为所述第三交点的纵轴坐标值,所述△xr为所述第三交点的所述横向误差值,所述△yr为所述第三交点的所述纵向误差值,所述Xt为所述第四交点的横轴坐标值,所述Yt为所述第四交点的纵轴坐标值,所述△xt为所述第四交点的所述横向误差值,所述△yt为所述第四交点的所述纵向误差值。

8.根据权利要求7所述的振镜式激光加工的网格分区域补偿方法,其特征在于:其中,在步骤S9中,对所述成像点的所述实际坐标进行补偿,补偿后的对应点坐标为(Xs-△xs,Ys-△ys)。