振镜扫描系统中振镜电机偏转到位的检测方法和装置制造方法及图纸

本申请提供了一种振镜扫描系统中振镜电机偏转到位的检测方法和装置，其中所述检测方法包括：当应用控制器向电机驱动器发送电机偏转指令后，振镜电机偏转到位检测装置实时采集电机驱动器的内环控制信号，其中电机偏转指令用于控制电机驱动器驱动振镜电机偏转预设角度，内环控制信号反映振镜电机的当前运动状态；振镜电机偏转到位检测装置根据内环控制信号判断振镜电机是否偏转到位，若振镜电机偏转到位，则振镜电机偏转到位检测装置向应用控制器发送到位反馈信号；应用控制器根据到位反馈信号向激光器发送开关控制信号，以控制激光器开始或停止发射激光。本申请的技术方案能够提高振镜扫描系统的扫描速度。

Method and device for detecting deflection of oscillating mirror motor in galvanometer scanning system

The invention provides a method and a device for detecting the vibration mirror motor deflection in place a galvanometer scanning system, including the detection method: when applied to the motor drive controller sends motor deflection instruction, vibration mirror motor deflection in place inner loop control signal collecting device to drive the motor detection device, which is used to control the motor command deflection motor drive motor galvanometer deflection preset angle, the inner control signal to reflect the current state of motion of vibration mirror motor; vibration mirror motor position detection device according to the inner deflection control signal to judge whether the deflection mirror motor in place, if the galvanometer deflection motor is in place, the vibration mirror motor position detection device in place deflection feedback signal to the controller to send the application; the application of the controller based on the feedback signal in place switch control signal to the laser sent, began to control the laser Or stop emitting lasers. The technical proposal of the utility model can improve the scanning speed of the galvanometer scanning system.

【技术实现步骤摘要】
振镜扫描系统中振镜电机偏转到位的检测方法和装置
本申请涉及振镜扫描领域，尤其涉及一种振镜扫描系统中振镜电机偏转到位的检测方法和装置。
技术介绍
振镜扫描系统能够偏转激光的扫描角度，从而实现对工作区域的多点刻蚀或灼烧；基于上述特性，振镜扫描系统被广泛应用于工业激光打标和医疗点阵治疗等领域。通常，激光的扫描角度通过振镜电机的偏转作用实现。如图1所示的振镜扫描系统中，振镜电机1的电机转子固定连接有扫描镜11，通过振镜电机1的转动，在激光器2发射激光前将扫描镜11偏转到预定角度，使得激光在扫描镜11的作用下能够以一定的偏转角度投射到工作区域内，从而形成规整形状的刻痕。结合图1所示的振镜扫描系统的结构可知：为了使激光能够以一定的偏转角度投射到工作区域内，在激光器发射激光前，振镜电机需要偏转预定角度。为实现上述过程，相应地，如图2所示，闭环振镜扫描系统的内部结构包括：振镜电机1、激光器2、电机驱动器3和应用控制器4。振镜扫描系统的工作过程如下：首先，应用控制器4产生并向电机驱动器3发送电机偏转指令；然后，电机驱动器3通过电机角度采样模块31采样电机角度，根据电机偏转指令和采样到的电机角度、基于闭环控制模式驱动振镜电机1偏转，进而驱动振镜电机1偏转到预定位置；最后，当振镜电机1开始偏转或偏转到预定位置时，应用控制器4再向激光器2发送开关控制信号和功率控制信号，从而控制激光器2输出预定功率的激光。应用控制器发出的电机偏转指令主要包括阶跃信号和连续信号两种形式；前者多应用于点阵扫描模式，即在振镜电机偏转到位后，激光器发射激光进行扫描；后者多应用于连续扫描模式，即在振镜电机偏转的过程中，激光器发射激光进行扫描。当电机偏转指令为阶跃信号形式时，振镜电机对不同幅度阶跃信号的动态响应如图3所示(假设电机角度传感器输出比例：1伏/度)：t0时刻应用控制器向电机驱动器发送不同幅度的阶跃信号；当阶跃信号的幅值为1V时，振镜电机达到稳态(即振镜电机偏转到位)的时间为t1；当阶跃信号的幅值为2V时，振镜电机达到稳态的时间为t2；两时刻之间的时间间隔为Δt，且Δt≠0。当电机偏转指令为连续信号形式时，振镜电机对连续信号的动态响应如图4所示：振镜电机虽然受闭环控制，电机转动角度能够准确跟踪电机偏转指令，但是振镜电机对连续信号形式的电机偏转指令的响应存在时间滞后。应用控制器在t3时刻开始向电机驱动器发送连续指令，电机在t4时刻开始响应指令，并按照指令开始控制电机偏转，振镜电机的滞后时间为Δt1，且Δt1≠0。由于当电机偏转指令为连续信号时，从发出连续信号至振镜电机开始响应存在延时；当电机偏转指令为阶跃信号时，从发出阶跃信号至振镜电机达到稳态存在延时；因此在激光打标的过程中，在无法获知电机是否偏转到位的情况下，应用控制器在抬笔、落笔和笔画跳转时控制激光器开闭都存在延时；同理，在点阵治疗的过程中，应用控制器控制激光器开闭也需要进行跳转延时。进一步地，延时的存在降低了振镜扫描系统的整体扫描速度。针对连续扫描模式中的抬笔和落笔延时问题，现有技术中通常延时均设为固定时间，然而，电机性能的差异及相同电机所带的不同负载均会对电机动态响应的时间造成影响，若统一延时较长的时间，必然会降低装置的扫描速度；因此在使用过程中，不同振镜扫描系统的抬笔延时值均需要独立调节才能达到较好的效果，但这增加了用户使用装置的复杂度。针对点阵扫描模式与连续扫描模式中的跳转延时问题，由于受振镜电机闭环控制系统带宽及电机制造工艺的限制，不同电机对不同幅值阶跃指令信号的动态响应速度不尽相同，因此现有技术中通常是遍历应用场景下所有可能出现的阶跃指令信号，并寻找阶跃幅值最大的指令信号。通过该指令信号测试并得到振镜电机偏转到位所需的最长稳定延时，最后将该最长稳定延时作为应用控制器等待振镜电机偏转到位的固定跳转延时，再由应用控制器向激光器发送开关控制信号。此种方法可保证振镜电机响应所有阶跃指令时均能偏转到位。然而，由于采用最长稳定延时处理所有指令信号的等待时间，因此此种方式明显降低了系统的扫描速度。申请内容本申请的目的是提供一种振镜扫描系统中振镜电机偏转到位的检测的技术方案，以解决
技术介绍
中所介绍的现有技术中振镜扫描系统的扫描速度低下的问题。为了解决上述技术问题，本申请提供如下技术方案：根据本申请的第一方面，提供了一种振镜扫描系统中振镜电机偏转到位的检测方法，该振镜扫描系统包括应用控制器、电机驱动器、振镜电机偏转到位检测装置、振镜电机和激光器；所述检测方法包括：当应用控制器向电机驱动器发送电机偏转指令后，振镜电机偏转到位检测装置实时采集电机驱动器的内环控制信号，其中，所述电机偏转指令用于控制所述电机驱动器驱动振镜电机偏转预设角度，所述内环控制信号反映所述振镜电机的当前运行状态；所述振镜电机偏转到位检测装置根据所述内环控制信号判断所述振镜电机是否偏转到位，若所述振镜电机偏转到位，则所述振镜电机偏转到位检测装置向所述应用控制器发送到位反馈信号，其中，所述到位反馈信号用于向所述应用控制器通知所述振镜电机偏转到位；所述应用控制器根据所述到位反馈信号向激光器发送开关控制信号，以控制所述激光器开始或停止发射激光。优选地，所述内环控制信号表征所述振镜电机的当前偏转角度与所述预设角度之间的偏差角度；所述振镜电机偏转到位检测装置根据所述内环控制信号判断所述振镜电机是否偏转到位，包括：所述振镜电机偏转到位检测装置判断所述偏差角度的绝对值是否小于或等于预设偏差角度阈值；若所述偏差角度的绝对值小于或等于所述预设偏差角度阈值，则所述振镜电机偏转到位检测装置确定所述振镜电机偏转到位，向所述应用控制器发送到位反馈信号。优选地，所述电机偏转指令为连续信号，所述方法还包括：所述振镜电机偏转到位检测装置根据所述内环控制信号判断所述振镜电机的当前偏转角度是否发生变化；若所述振镜电机的当前偏转角度发生变化，则所述振镜电机偏转到位检测装置向所述应用控制器发送偏转反馈信号；所述应用控制器根据所述偏转反馈信号向所述激光器发送开通控制信号，其中，所述开通控制信号用于控制所述激光器开始发射激光。优选地，所述电机偏转指令为连续信号，所述电机偏转指令包括电机偏转结束指令；所述振镜电机偏转到位检测装置根据所述内环控制信号判断所述振镜电机是否偏转到位，包括：所述振镜电机偏转到位检测装置根据所述内环控制信号判断所述振镜电机是否偏转到所述电机偏转结束指令指定的连续扫描结束位置；当所述振镜电机偏转到位检测装置确定所述振镜电机偏转到所述连续扫描结束位置时，所述振镜电机偏转到位检测装置向所述应用控制器发送第一到位反馈子信号，其中，所述第一到位反馈子信号用于通知所述应用控制器控制所述激光器停止发射激光。优选地，所述电机偏转指令为阶跃信号，所述电机偏转指令包括电机偏转起始指令；所述振镜电机偏转到位检测装置根据所述内环控制信号号判断所述振镜电机是否偏转到位，包括：所述振镜电机偏转到位检测装置根据所述内环控制信号判断所述振镜电机是否偏转到所述电机偏转起始指令指定的连续扫描起始位置；当所述振镜电机偏转到位检测装置确定所述振镜电机偏转到所述连续扫描起始位置时，所述振镜电机偏转到位检测装置向所述应用控制器发送第二到位反馈子信号，其中，所述第二到位反馈子信号用本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种振镜扫描系统中振镜电机偏转到位的检测方法，其特征在于，所述振镜扫描系统包括应用控制器、电机驱动器、振镜电机偏转到位检测装置、振镜电机和激光器；所述检测方法包括：当应用控制器向电机驱动器发送电机偏转指令后，振镜电机偏转到位检测装置实时采集电机驱动器的内环控制信号，其中，所述电机偏转指令用于控制所述电机驱动器驱动振镜电机偏转预设角度，所述内环控制信号反映所述振镜电机的当前运行状态；所述振镜电机偏转到位检测装置根据所述内环控制信号判断所述振镜电机是否偏转到位，若所述振镜电机偏转到位，则所述振镜电机偏转到位检测装置向所述应用控制器发送到位反馈信号，其中，所述到位反馈信号用于向所述应用控制器通知所述振镜电机偏转到位；所述应用控制器根据所述到位反馈信号向激光器发送开关控制信号，以控制所述激光器开始或停止发射激光。

【技术特征摘要】
1.一种振镜扫描系统中振镜电机偏转到位的检测方法，其特征在于，所述振镜扫描系统包括应用控制器、电机驱动器、振镜电机偏转到位检测装置、振镜电机和激光器；所述检测方法包括：当应用控制器向电机驱动器发送电机偏转指令后，振镜电机偏转到位检测装置实时采集电机驱动器的内环控制信号，其中，所述电机偏转指令用于控制所述电机驱动器驱动振镜电机偏转预设角度，所述内环控制信号反映所述振镜电机的当前运行状态；所述振镜电机偏转到位检测装置根据所述内环控制信号判断所述振镜电机是否偏转到位，若所述振镜电机偏转到位，则所述振镜电机偏转到位检测装置向所述应用控制器发送到位反馈信号，其中，所述到位反馈信号用于向所述应用控制器通知所述振镜电机偏转到位；所述应用控制器根据所述到位反馈信号向激光器发送开关控制信号，以控制所述激光器开始或停止发射激光。2.如权利要求1所述的振镜电机偏转到位的检测方法，其特征在于，所述内环控制信号表征所述振镜电机的当前偏转角度与所述预设角度之间的偏差角度；所述振镜电机偏转到位检测装置根据所述内环控制信号判断所述振镜电机是否偏转到位，包括：所述振镜电机偏转到位检测装置判断所述偏差角度的绝对值是否小于或等于预设偏差角度阈值；若所述偏差角度的绝对值小于或等于所述预设偏差角度阈值，则所述振镜电机偏转到位检测装置确定所述振镜电机偏转到位，向所述应用控制器发送到位反馈信号。3.如权利要求1所述的振镜电机偏转到位的检测方法，其特征在于，所述电机偏转指令为连续信号，所述方法还包括：所述振镜电机偏转到位检测装置根据所述内环控制信号判断所述振镜电机的当前偏转角度是否发生变化；若所述振镜电机的当前偏转角度发生变化，则所述振镜电机偏转到位检测装置向所述应用控制器发送偏转反馈信号；所述应用控制器根据所述偏转反馈信号向所述激光器发送开通控制信号，其中，所述开通控制信号用于控制所述激光器开始发射激光。4.如权利要求1或3所述的振镜电机偏转到位的检测方法，其特征在于，所述电机偏转指令为连续信号，所述电机偏转指令包括电机偏转结束指令；所述振镜电机偏转到位检测装置根据所述内环控制信号判断所述振镜电机是否偏转到位，包括：所述振镜电机偏转到位检测装置根据所述内环控制信号判断所述振镜电机是否偏转到所述电机偏转结束指令指定的连续扫描结束位置；当所述振镜电机偏转到位检测装置确定所述振镜电机偏转到所述连续扫描结束位置时，所述振镜电机偏转到位检测装置向所述应用控制器发送第一到位反馈子信号，其中，所述第一到位反馈子信号用于通知所述应用控制器控制所述激光器停止发射激光。5.如权利要求4所述的振镜电机偏转到位的检测方法，其特征在于，所述电机偏转指令为阶跃信号，所述电机偏转指令包括电机偏转起始指令；所述振镜电机偏转到位检测装置根据所述内环控制信号号判断所述振镜电机是否偏转到位，包括：所述振镜电机偏转到位检测装置根据所述内环控制信号判断所述振镜电机是否偏转到所述电机偏转起始指令指定的连续扫描起始位置；当所述振镜电机偏转到位检测装置确定所述振镜电机偏转到所述连续扫描起始位置时，所述振镜电机偏转到位检测装置向所述应...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯伟，李言，
申请(专利权)人：北京市汉华环球科技发展有限责任公司，
类型：发明
国别省市：北京,11