一种用于伺服系统误差高精度补偿的数据采集方法技术方案

本发明专利技术公开了一种用于伺服系统误差高精度补偿的数据采集方法，属于运动机构标校领域，采用X光对标记物进行成像并计算基准标记中心，采用基于变化率的逐次逼近方法移动载物台水平位置，使基准标记中心位于探测器成像中心，记录载物台高度、探测器倾斜角度、探测器旋转角度以及移动后的载物台水平位置坐标；本发明专利技术采用基于变化率的逐次逼近方法，通过三或四次水平移动可使基准标记和视野中心重合；采用多个基准标记进行分段采集数据，兼顾高放大比和低放大比；本发明专利技术数据采集效率高、采集的数据可用于基于五轴运动平台的X射线检测装置的伺服系统误差高精度补偿中。伺服系统误差高精度补偿中。伺服系统误差高精度补偿中。

【技术实现步骤摘要】
一种用于伺服系统误差高精度补偿的数据采集方法


[0001]本专利技术涉及运动机构标校
，具体涉及一种用于伺服系统误差高精度补偿的数据采集方法。

技术介绍

[0002]X射线检测装置主要面向集成电路封装可靠性检测，检查电路及其封装以检查缺陷的存在以便确定缺陷的原因。专利申请号为CN201910592325.6的中国专利技术专利公开了一种基于五轴运动平台的X射线检测装置，可以从不同视角或投影取得多个二维图像或关注区域的三维模型。伺服系统可允许探测器在球面内进行相对移动、样品随载物台在三维空间内直线运动。
[0003]关注区域的二维成像是有效的，但因遮蔽等原因通常提供不充足的信息，需要从不同视角对关注区域进行成像。然而，在实际操作过程中，因轴系不正交误差、射线源安装误差引入的探测器球面运动的球心和射线源源心不共心误差、示值误差、探测器安装误差等误差来源，使得载物台高度移动、探测器旋转探测时，关注区域会偏离视野中心，需要重新定位关注区域，尤其是高放大倍数成像、大幅度调整放大倍数或视角时，关注区域会完全偏离视野，难以重新定位。
[0004]针对该问题，通常可采取的方法有如下几种：一种是小角度调整载物台高度和探测器倾斜、旋转角度，然后调整载物台的水平位置，使关注区域始终位于视野中心，反复调整几次，实现所期望的放大比、倾斜角度下关注区域的成像；该方法调整繁琐，用户体验感较差，此外难以满足批量处理时自动检测需求。第二种是依赖高精度的机械系统，该机械系统用于X射线源、关注区域、探测器之间的相对高精度移动；对于高精度机械设备的这种需要使X射线检测装置价格昂贵。第三种方法是对伺服系统建立误差模型，对伺服系统的运动特性数据进行采样，如移动载物台高度z、探测器倾斜角度θ、探测器旋转角度γ，通过调整载物台水平位置x和y，使基准标记的特征在图像中的位置保持不变，得到序列{z,θ,γ,x,y}，采用数据拟合方法获取误差模型参数，然后对伺服系统误差进行补偿。该方法需要在近似满行程范围内抽样运动特性数据，手动数据采集工作量大。为此，提出一种用于伺服系统误差高精度补偿的数据采集方法。

技术实现思路

[0005]本专利技术所要解决的技术问题在于：如何快速、有效的获取用于伺服系统误差高精度补偿的数据序列，实现X射线检测装置的伺服系统误差有效补偿，在不同放大比、不同视角下始终保持视野中心不变等其他功能，提供了一种用于伺服系统误差高精度补偿的数据采集方法。
[0006]本专利技术是通过以下技术方案解决上述技术问题的，本专利技术包括以下步骤：
[0007]S1：通过伺服系统移动载物台高度z、探测器倾斜角度θ、探测器旋转角度γ至初始位置；
[0008]S2：采用X光对载物台表面上的具有已知几何形状的基准标记进行实时成像，并计算基准标记中心；
[0009]S3：采用基于变化率的逐次逼近方式移动载物台水平位置，使基准标记中心位于探测器成像中心，记录载物台高度z、探测器倾斜角度θ、探测器旋转角度γ以及移动后的载物台水平位置坐标x、y；
[0010]S4：按照顺序，依次改变载物台高度z、探测器倾斜角度θ、探测器旋转角度γ，相邻两次只改变一个变量，每个变量依次递增或递减，重复步骤S2～S3。
[0011]更进一步地，在所述步骤S2中，所述具有已知几何形状的基准标记至少有两个，且大小均不同，根据载物台高度进行分段采集数据；载物台高度较大时，即成像放大比较小时，选用较大的基准标记；载物台高度较小时，即成像放大比较大时，选用较小的基准标记。
[0012]更进一步地，在所述步骤S2中，所述基准标记中心为基准标记的几何中心、质心或最小外接圆心。
[0013]更进一步地，在所述步骤S2中，所述具有已知几何形状的基准标记为金属球，球径在0.1mm～0.5mm之间。
[0014]如图2所示，更进一步地，在所述步骤S3中，基于变化率的逐次逼近方式移动载物台水平位置的具体过程包括以下步骤：
[0015]S31：移动载物台的x轴，计算基准标记中心，与移动前基准标记中心位置比较，可计算出x轴移动的像素变化率；
[0016]S32：移动载物台的y轴，计算基准标记中心，与移动前基准标记中心位置比较，可计算出y轴移动的像素变化率；
[0017]S33：通过x轴移动的像素变化率和y轴移动的像素变化率，可计算出当前基准标记中心与探测器成像中心重合所对应的水平移动量，并对载物台进行水平移动；
[0018]S34：比较基准标记中心和探测器视野中心是否重合，若在判定为重合时的误差范围外，再次执行步骤S33，若在判定为重合时的误差范围内，则停止移动载物台。
[0019]更进一步地，在所述步骤S31～S33中，载物台x轴和y轴的移动量使基准标记中心始终成像在探测器视野中心。
[0020]本专利技术相比现有技术具有以下优点：该用于伺服系统误差高精度补偿的数据采集方法，通过水平移动计算水平轴移动的像素变化率，可在不同放大比、不同倾斜和旋转角度时快速使基准标记和视野中心重合，数据采集效率高；采用逐次逼近的方式使基准标记和视野中心重合，解决倾斜成像时基准标记畸形使中心计算不准导致像素变化率存在一定的误差，使基准标记和视野中心不重合的问题；采用多个基准标记进行分段采集数据，兼顾高放大比和低放大比，在全行程范围内采集数据；可实现对用于伺服系统误差补偿的数据自动、快速采样，效率高，值得被推广使用。
附图说明
[0021]图1是本专利技术实施例一中用于伺服系统误差高精度补偿的数据采集方法流程图；
[0022]图2是本专利技术实施例中基于变化率的逐次逼近方法的流程图。
具体实施方式
[0023]下面对本专利技术的实施例作详细说明，本实施例在以本专利技术技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本专利技术的保护范围不限于下述的实施例。
[0024]实施例一
[0025]如图1所示，本实施例提供一种技术方案：一种用于伺服系统误差高精度补偿的数据采集方法，包括以下步骤：
[0026]S1：通过伺服系统移动载物台高度z、探测器倾斜角度θ、探测器旋转角度γ至初始位置；
[0027]S2：采用X光对载物台表面上的具有已知几何形状的基准标记进行实时成像，并计算基准标记中心；
[0028]S3：采用基于变化率的逐次逼近方式移动载物台水平位置，使基准标记中心位于探测器成像中心，记录载物台高度z、探测器倾斜角度θ、探测器旋转角度γ以及移动后的载物台水平位置坐标x、y；
[0029]S4：按照顺序，依次改变载物台高度z、探测器倾斜角度θ、探测器旋转角度γ，相邻两次只改变一个变量，每个变量依次递增或递减，重复步骤S2～S3。
[0030]在本实施例中，在所述步骤S2中，所述具有已知几何形状的基准标记有两个或多个，根据载物台高度进行分段采集数据；载物台高度较大时，即成像放大比较小时，选用较大的基准标记；载物台高度较小时，即成像放大比较大时，选用较小的基准标记。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于伺服系统误差高精度补偿的数据采集方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：通过伺服系统移动载物台高度z、探测器倾斜角度θ、探测器旋转角度γ至初始位置；S2：采用X光对载物台表面上的具有已知几何形状的基准标记进行实时成像，并计算基准标记中心；S3：采用基于变化率的逐次逼近方式移动载物台水平位置，使基准标记中心位于探测器成像中心，记录载物台高度z、探测器倾斜角度θ、探测器旋转角度γ以及移动后的载物台水平位置坐标x、y；S4：按照顺序，依次改变载物台高度z、探测器倾斜角度θ、探测器旋转角度γ，相邻两次只改变一个变量，每个变量依次递增或递减，重复步骤S2～S3。2.根据权利要求1所述的一种用于伺服系统误差高精度补偿的数据采集方法，其特征在于：在所述步骤S2中，所述具有已知几何形状的基准标记至少有两个，且大小均不同，根据载物台高度进行分段采集数据；载物台高度较大时，即成像放大比较小时，选用较大的基准标记；载物台高度较小时，即成像放大比较大时，选用较小的基准标记。3.根据权利要求1所述的一种用于伺服系统误差高精度补偿的数据采集方法，其特征在于：在所述步骤S2中，所述具有已知几何形状的基准标记为金属球，球径在0.1mm...

【专利技术属性】
技术研发人员：何张强，李旺，李俊英，张腊梅，汪洋，林松，王晓红，徐钦，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第三十八研究所，
类型：发明
国别省市：