本發(fā)明涉及光電器件測量，具體涉及一種新型測量振鏡角度溫度漂移的裝置及方法。
背景技術(shù)：
1、振鏡具有精度高、掃描角度大、響應(yīng)速度快的優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)應(yīng)用于精密激光加工、激光雷達(dá)和光學(xué)成像領(lǐng)域。振鏡是光學(xué)掃描系統(tǒng)的核心組件之一，其掃描速度和精度至關(guān)重要，溫漂會(huì)使振鏡的掃描角度產(chǎn)生偏差，降低位置控制精度，影響成像質(zhì)量，因此振鏡運(yùn)動(dòng)角度溫漂測量是衡量其性能的關(guān)鍵指標(biāo)。
2、近年來，隨著高精密光學(xué)產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，對振鏡的位置精度要求更高。為了達(dá)到更好的加工技術(shù)，減小溫度變化對振鏡角度精度的影響，因此，在溫漂測量中，需要實(shí)時(shí)測量不同溫度下的振鏡運(yùn)動(dòng)角度，從而得到溫漂數(shù)據(jù)，以便進(jìn)一步分析與處理。
3、現(xiàn)有技術(shù)中，申請?zhí)枮閏n201910739730.6的專利，公開了一種用于掃描振鏡式激光加工系統(tǒng)的熱漂移測量方法，該發(fā)明通過建立溫度差值與光點(diǎn)坐標(biāo)差值的預(yù)測模型來對掃描振鏡式激光加工系統(tǒng)的熱漂移進(jìn)行預(yù)測。然而該專利通過傳感器測量溫度與光點(diǎn)坐標(biāo)值，計(jì)算得到預(yù)測模型，其實(shí)現(xiàn)過程較為復(fù)雜，而且并未直接測量出振鏡溫度變化與角度之間的關(guān)系。
4、針對現(xiàn)有技術(shù)中較為復(fù)雜，且無法直接得到溫度與角度變化關(guān)系的問題，目前尚未提出有效解決方案。因此，本發(fā)明提供一種測量振鏡運(yùn)動(dòng)角度溫度漂移的裝置。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本發(fā)明為解決現(xiàn)有測量方法通過預(yù)測模型實(shí)現(xiàn)過程復(fù)雜，且無法實(shí)現(xiàn)直接測量振鏡溫度變化與角度之間的關(guān)系等問題，提供一種測量振鏡運(yùn)動(dòng)角度溫度漂移的裝置。
2、一種測量振鏡運(yùn)動(dòng)角度溫度漂移的裝置，該裝置包括外部供電電源、計(jì)算機(jī)、高低溫箱、氣浮隔振臺(tái)、振鏡本體、振鏡控制盒和經(jīng)緯儀；
3、所述供電電源用于給振鏡控制盒和振鏡本體供電，振鏡本體和振鏡控制盒位于高低溫箱內(nèi)，經(jīng)緯儀位于高低溫箱外，并且與高低溫箱均位于氣浮隔振臺(tái)的臺(tái)面上，計(jì)算機(jī)與振鏡控制盒通過rs422轉(zhuǎn)usb連接線連接，計(jì)算機(jī)內(nèi)部安裝上位機(jī)軟件，用于控制振鏡本體的運(yùn)動(dòng)角度，并將實(shí)時(shí)位置傳輸給上位機(jī)軟件。
4、本發(fā)明還提供一種測量振鏡運(yùn)動(dòng)角度溫度漂移的方法，該方法通過所述測量振鏡運(yùn)動(dòng)角度溫度漂移的裝置實(shí)現(xiàn)，該方法由以下步驟實(shí)現(xiàn)：
5、步驟一、將振鏡本體和振鏡控制盒放置在高低溫箱內(nèi)，通過上位機(jī)向振鏡控制盒發(fā)出控制指令，控制振鏡本體運(yùn)動(dòng)到指定位置，設(shè)置振鏡本體的初始角度為0°；
6、步驟二、設(shè)置高低溫箱進(jìn)入溫度循環(huán)模式，采用經(jīng)緯儀瞄準(zhǔn)振鏡本體，記錄當(dāng)前所在實(shí)際角度位置、給定的期望角度位置能以及當(dāng)前溫度；
7、步驟三、溫度循環(huán)模式結(jié)束后，計(jì)算每個(gè)溫度下實(shí)際角度位置與期望角度位置的位置誤差，將所述位置誤差與溫度進(jìn)行非線性擬合，獲得振鏡角度與溫度漂移的數(shù)學(xué)關(guān)系；
8、步驟四、根據(jù)步驟三獲得的溫度與位置誤差的數(shù)學(xué)關(guān)系，實(shí)現(xiàn)對振鏡的溫度漂移補(bǔ)償。
9、本發(fā)明的有益效果：
10、1.本發(fā)明提供了振鏡運(yùn)動(dòng)角度受溫度影響實(shí)際到位精度的測量裝置，通過經(jīng)緯儀發(fā)出的光學(xué)十字絲經(jīng)過高低溫箱達(dá)到振鏡，通過讀取經(jīng)緯儀上十字中心的可以得到實(shí)際角度位置，從而得到角度誤差。
11、2.本發(fā)明提供的實(shí)際角度與測量角度的相關(guān)關(guān)系為非線性關(guān)系，采用非線性擬合的方法，獲得最接近的二次或者三次數(shù)學(xué)關(guān)系，以便后續(xù)進(jìn)行角度補(bǔ)償。
12、3.本發(fā)明在振鏡內(nèi)部加入了一個(gè)溫度傳感器，可通過其反饋的溫度值，并于上述獲得的誤差與溫度的關(guān)系，實(shí)現(xiàn)對振鏡本體的溫度補(bǔ)償，為實(shí)現(xiàn)溫度補(bǔ)償閉環(huán)策略提供了良好的輸入條件。
1.一種測量和校正振鏡運(yùn)動(dòng)角度溫度漂移的裝置，其特征是：該裝置包括外部供電電源(1)、計(jì)算機(jī)(2)、高低溫箱(3)、氣浮隔振臺(tái)(4)、振鏡本體(6)、振鏡控制盒(7)和經(jīng)緯儀(8)；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種測量和校正振鏡運(yùn)動(dòng)角度溫度漂移的裝置，其特征在于：振鏡本體(6)的電機(jī)上設(shè)有一溫度傳感器(10)，用于實(shí)現(xiàn)溫度測量。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種測量和校正振鏡運(yùn)動(dòng)角度溫度漂移的裝置，其特征在于：振鏡本體(6)的鏡面中心和經(jīng)緯儀(8)視軸中心位于同一平面，通過經(jīng)緯儀(8)瞄準(zhǔn)振鏡本體(6)的鏡面，讀取不同溫度下的實(shí)時(shí)位置。
4.一種測量和校正振鏡運(yùn)動(dòng)角度溫度漂移的方法，其特征是：該方法通過如權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的一種測量和校正振鏡運(yùn)動(dòng)角度溫度漂移的裝置實(shí)現(xiàn)，該方法由以下步驟實(shí)現(xiàn)：
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種測量和校正振鏡運(yùn)動(dòng)角度溫度漂移的方法，其特征在于：步驟一中，通過外部供電電源給振鏡控制盒通電，通過調(diào)試線纜將外部通訊的sci信號(hào)轉(zhuǎn)成計(jì)算機(jī)識(shí)別usb口信號(hào)，采用計(jì)算機(jī)上安裝的上位機(jī)軟件進(jìn)行振鏡本體的位置控制。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種測量和校正振鏡運(yùn)動(dòng)角度溫度漂移的方法，其特征在于：步驟二中，將高低溫箱的溫度循環(huán)模式設(shè)置為：每間隔固定的溫度差，到達(dá)溫度后，保溫一個(gè)小時(shí)；采用上位機(jī)控制振鏡角度間隔為±0.5°。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種測量和校正振鏡運(yùn)動(dòng)角度溫度漂移的方法，其特征在于：步驟四中，給定角度量的控制值振鏡系統(tǒng)響應(yīng)到期望的角度值，并測量當(dāng)前的溫度，通過溫度與位置誤差的數(shù)學(xué)關(guān)系，輸入當(dāng)前溫度值獲得位置誤差，將位置誤差轉(zhuǎn)換為與輸入角度的關(guān)系，最終獲得給定角度的校正量，將該校正量作為反饋量，實(shí)時(shí)實(shí)現(xiàn)對位置誤差的校正。