激光选区熔化中多振镜协同校正方法及装置制造方法及图纸

本公开实施例中提供了一种激光选区熔化中多振镜协同校正方法及装置，属于金属增材制造技术领域，其中，方法，包括：确定第一扫描振镜的第一扫描振镜坐标系和第二扫描振镜的第二扫描振镜坐标系；利用第一扫描振镜在重合扫描区域标记N个第一位置点，并获取每一第一位置点在第一扫描振镜坐标系下的第一位置坐标；利用第二扫描振镜获取每一第一位置点在第二扫描振镜坐标系下的第二位置坐标；基于N个第一位置点的第一位置坐标和第二位置坐标，计算第一扫描振镜坐标系与第二扫描振镜坐标系之间的转换关系，以通过转换关系对第一扫描振镜和第二扫描振镜进行协同校正。通过本公开的处理方案，提高了不同振镜的坐标系之间坐标转换便捷性和准确性。便捷性和准确性。便捷性和准确性。

【技术实现步骤摘要】
激光选区熔化中多振镜协同校正方法及装置


[0001]本公开涉及金属增材制造
，尤其涉及一种激光选区熔化中多振镜协同校正方法及装置。

技术介绍

[0002]随着科技的不断发展和经济水平的不断提升，金属增材制造技术也随之发展。增材制造(Additive Manufacturing，简称AM)俗称3D打印，融合了计算机辅助设计、材料加工与成型技术、以数字模型文件为基础，通过软件与数控系统将专用的金属材料、非金属材料以及医用生物材料，按照挤压、烧结、熔融、光固化、喷射等方式逐层堆积，制造出实体物品的制造技术。
[0003]激光选区熔化是通过控制激光器和扫描振镜完成对打印区域的选择性熔化，进而层层堆叠形成零件。在多个扫描振镜协同扫描工作时，需要将同一个零件的不同部位交由不同扫描振镜完成，且需要每个扫描振镜精准的将其负责区域进行扫描。
[0004]由于振镜在装配时存在不可避免的装配误差，且不同扫描振镜负责的扫描区域会存在重合，又由于不同扫描振镜依据各自的坐标系进行工作，因此需要不同振镜的坐标系之间进行转换。相关技术中，不同振镜的坐标系之间坐标转换过程操作繁琐且准确性低。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本公开实施例提供一种激光选区熔化中多振镜协同校正方法及装置，至少部分解决现有技术中存在的问题。
[0006]第一方面，本公开实施例提供了一种激光选区熔化中多振镜协同校正方法，应用于激光扫描系统，包括第一扫描振镜和第二扫描振镜，所述第一扫描振镜的第一扫描区域与所述第二扫描振镜的第二扫描区域部分重合；所述方法，包括：
[0007]确定所述第一扫描振镜的第一扫描振镜坐标系和所述第二扫描振镜的第二扫描振镜坐标系；
[0008]利用所述第一扫描振镜在重合扫描区域标记N个第一位置点，并获取每一第一位置点在所述第一扫描振镜坐标系下的第一位置坐标，所述N为大于等于4的正整数；
[0009]利用所述第二扫描振镜获取每一第一位置点在所述第二扫描振镜坐标系下的第二位置坐标；
[0010]基于所述N个第一位置点的第一位置坐标和所述第二位置坐标，计算所述第一扫描振镜坐标系与所述第二扫描振镜坐标系之间的转换关系，以通过所述转换关系对所述第一扫描振镜和所述第二扫描振镜进行协同校正。
[0011]进一步地，所述重合扫描区域为四边形结构；所述利用所述第一扫描振镜在重合扫描区域标记N个第一位置点，包括：
[0012]利用所述第一扫描振镜在重合扫描区域的四个角各标记至少一个第一位置点，从而标记至少四个第一位置点。
[0013]进一步地，所述利用所述第二扫描振镜获取所述N个第一位置点在所述第二扫描振镜坐标系下的第二位置坐标，包括：
[0014]利用所述第二扫描振镜在重合扫描区域内靠近每一第一位置点的周边分别标记1个第二位置点；
[0015]记录所述第二位置点在第二扫描振镜工业相机的像素坐标系下的目标像素坐标；
[0016]微调所述第二扫描振镜，以使所述工业相机视野中原第一位置点所处位置的像素坐标与所述目标像素坐标重合；
[0017]在所述工业相机视野中原第一位置点所处位置的像素坐标与所述目标像素坐标重合时，获取所述第二扫描振镜坐标系下所述第一位置点的第二位置坐标，从而确定所述N个第一位置点在所述第二扫描振镜坐标系下的第二位置坐标。
[0018]进一步地，所述基于所述N个第一位置点的第一位置坐标和所述第二位置坐标，计算所述第一扫描振镜坐标系与所述第二扫描振镜坐标系之间的转换关系，包括：
[0019]计算所述N个第一位置坐标的第一质心坐标，计算所述N个第二位置坐标的第二质心坐标；
[0020]基于所述第一质心坐标和所述第二质心坐标，确定协方差矩阵；
[0021]对所述协方差矩阵进行SVD奇异值分解，计算旋转变换矩阵和平移变换矩阵；
[0022]基于所述旋转变换矩阵和平移变换矩阵，确定所述第一扫描振镜坐标系与所述第二扫描振镜坐标系之间的转换方程。
[0023]进一步地，所述确定第一扫描振镜的第一扫描振镜坐标系和所述第二扫描振镜的第二扫描振镜坐标系，包括：
[0024]对第一扫描振镜进行扫描畸变校正，以确定所述第一扫描振镜坐标系；
[0025]对第二扫描振镜进行扫描畸变校正，以确定所述第二扫描振镜坐标系。
[0026]第二方面，本公开实施例提供了一种激光选区熔化中多振镜协同校正装置，应用于激光扫描系统，包括第一扫描振镜和第二扫描振镜，所述第一扫描振镜的第一扫描区域与所述第二扫描振镜的第二扫描区域部分重合；所述激光选区熔化中多振镜协同校正装置，包括：
[0027]第一确定模块，用于确定所述第一扫描振镜的第一扫描振镜坐标系和所述第二扫描振镜的第二扫描振镜坐标系；
[0028]第一获取模块，用于利用所述第一扫描振镜在重合扫描区域标记N个第一位置点，并获取每一第一位置点在所述第一扫描振镜坐标系下的第一位置坐标，所述N为大于等于4的正整数；
[0029]第二获取模块，用于利用所述第二扫描振镜获取每一第一位置点在所述第二扫描振镜坐标系下的第二位置坐标；
[0030]计算模块，用于基于所述N个位置点的第一位置坐标和所述第二位置坐标，计算所述第一扫描振镜坐标系与所述第二扫描振镜坐标系之间的转换关系，以通过所述转换关系对所述第一扫描振镜和所述第二扫描振镜进行协同校正。
[0031]进一步地，所述第二获取模块，包括：
[0032]标记单元，用于利用所述第二扫描振镜在重合扫描区域内靠近每一第一位置点的周边分别标记1个第二位置点；
[0033]记录单元，用于记录所述第二位置点在第二扫描振镜工业相机的像素坐标系下的目标像素坐标；；
[0034]微调单元，用于微调所述第二扫描振镜，以使所述工业相机视野中原第一位置点所处位置的像素坐标与所述目标像素坐标重合；
[0035]获取单元，用于在所述工业相机视野中原第一位置点所处位置的像素坐标与所述目标像素坐标重合时，获取所述第二扫描振镜坐标系下所述第一位置点的第二位置坐标，从而确定所述N个第一位置点在所述第二扫描振镜坐标系下的第二位置坐标。
[0036]进一步地，所述计算模块，还包括：
[0037]第一计算单元，用于计算所述N个第一位置坐标的第一质心坐标，计算所述N个第二位置坐标的第二质心坐标；
[0038]第一确定单元，用于基于所述第一质心坐标和所述第二质心坐标，确定协方差矩阵；
[0039]第二计算单元，用于对所述协方差矩阵进行SVD(Singular Value Decomposition，简称奇异值分解)奇异值分解，计算旋转变换矩阵和平移变换矩阵；
[0040]第二确定单元，用于基于所述旋转变换矩阵和所述平移变换矩阵，确定所述第一扫描振镜坐标系与所述第二扫描振镜坐标系之间的转换方程。
[0041]第三方面，本公开实施例提供了一种电子设备，包括处理器、存储器及存储在本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种激光选区熔化中多振镜协同校正方法，其特征在于，应用于激光扫描系统，包括第一扫描振镜和第二扫描振镜，所述第一扫描振镜的第一扫描区域与所述第二扫描振镜的第二扫描区域部分重合；所述方法，包括：确定所述第一扫描振镜的第一扫描振镜坐标系和所述第二扫描振镜的第二扫描振镜坐标系；利用所述第一扫描振镜在重合扫描区域标记N个第一位置点，并获取每一第一位置点在所述第一扫描振镜坐标系下的第一位置坐标，所述N为大于等于4的正整数；利用所述第二扫描振镜获取每一第一位置点在所述第二扫描振镜坐标系下的第二位置坐标；基于所述N个第一位置点的第一位置坐标和所述第二位置坐标，计算所述第一扫描振镜坐标系与所述第二扫描振镜坐标系之间的转换关系，以通过所述转换关系对所述第一扫描振镜和所述第二扫描振镜进行协同校正。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述重合扫描区域为四边形结构；所述利用所述第一扫描振镜在重合扫描区域标记N个第一位置点，包括：利用所述第一扫描振镜在重合扫描区域的四个角各标记至少一个第一位置点，从而标记至少四个第一位置点。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用所述第二扫描振镜获取所述N个第一位置点在所述第二扫描振镜坐标系下的第二位置坐标，包括：利用所述第二扫描振镜在重合扫描区域内靠近每一第一位置点的周边分别标记1个第二位置点；记录所述第二位置点在第二扫描振镜工业相机的像素坐标系下的目标像素坐标；微调所述第二扫描振镜，以使所述工业相机视野中原第一位置点所处位置的像素坐标与所述目标像素坐标重合；在所述工业相机视野中原第一位置点所处位置的像素坐标与所述目标像素坐标重合时，获取所述第二扫描振镜坐标系下所述第一位置点的第二位置坐标，从而确定所述N个第一位置点在所述第二扫描振镜坐标系下的第二位置坐标。4.根据权利要求1
‑
3中任一项所述的方法，其特征在于，所述基于所述N个第一位置点的第一位置坐标和所述第二位置坐标，计算所述第一扫描振镜坐标系与所述第二扫描振镜坐标系之间的转换关系，包括：计算所述N个第一位置坐标的第一质心坐标，计算所述N个第二位置坐标的第二质心坐标；基于所述第一质心坐标和所述第二质心坐标，确定协方差矩阵；对所述协方差矩阵进行SVD奇异值分解，计算旋转变换矩阵和平移变换矩阵；基于所述旋转变换矩阵和所述平移变换矩阵，确定所述第一扫描振镜坐标系与所述第二扫描振镜坐标系之间的转换方程。5.根据权利要求1
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3中任一项所述的方法，其特征在于，所述确定第一扫描振镜的第一扫描振镜坐标系和所述第二扫描振镜的第二扫描振镜坐标系，包括：对第一扫描振镜进行扫描畸变校正，以确定所述第一扫描振镜坐标系；对第二扫描振镜进行扫描畸变校正，以确定所述第二扫...

【专利技术属性】
技术研发人员：王天骄，融亦鸣，
申请(专利权)人：南方科技大学，
类型：发明
国别省市：