本發(fā)明涉及激光掃描，特別是涉及一種高速激光掃描加工設(shè)備。

背景技術(shù)：

1、三維激光掃描儀按照掃描成像方式的不同，激光掃描儀可分為一維(單點(diǎn))掃描儀、二維(線列)掃描儀和三維(面列)掃描儀。

2、三維激光掃描技術(shù)是近年來(lái)出現(xiàn)的新技術(shù)，越來(lái)越引起研究領(lǐng)域的關(guān)注。它是利用激光測(cè)距的原理，通過(guò)記錄被測(cè)物體表面大量的密集的點(diǎn)的三維坐標(biāo)、反射率和紋理等信息，可快速?gòu)?fù)建出被測(cè)目標(biāo)的三維模型及線、面、體等各種圖件數(shù)據(jù)。

3、目前應(yīng)用較廣的掃描設(shè)備只能產(chǎn)生單一成線掃描、精度不高、加工效率低、成本高。振鏡系統(tǒng)是由兩個(gè)完全相同的一維振鏡組成的二維振鏡，因兩個(gè)振鏡不在同一位置上，其像距和物距不相等，所以容易在成像時(shí)產(chǎn)生畸變，不能準(zhǔn)確地投影。

4、因此需要一種能夠產(chǎn)生多線并行加工、效率高、成本低廉的掃描設(shè)備。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、根據(jù)以上現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種高速激光掃描加工設(shè)備。

2、本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)上述目的：

3、一種高速激光掃描加工設(shè)備，包括反射式成像裝置、第一4f系統(tǒng)、第二4f系統(tǒng)、偏振片組、二維振鏡、激光器、達(dá)曼光柵、鮑威爾棱鏡、控制系統(tǒng)，所述激光器正對(duì)所述達(dá)曼光柵和所述鮑威爾棱鏡的中央，所述第一4f系統(tǒng)設(shè)置于所述達(dá)曼光柵和所述鮑威爾棱鏡的出射光路上，第一4f系統(tǒng)遠(yuǎn)離所述達(dá)曼光柵和所述鮑威爾棱鏡的后側(cè)設(shè)有一個(gè)所述二維振鏡，所述第二4f系統(tǒng)設(shè)置于所述二維振鏡的出射光路上，所述第二4f系統(tǒng)遠(yuǎn)離所述二維振鏡的后側(cè)設(shè)有所述反射式成像裝置，所述反射式成像裝置與所述控制系統(tǒng)電連接，所述控制系統(tǒng)包括電腦，通過(guò)所述反射式成像裝置成像在所述電腦上，所述偏振片組設(shè)置于所述激光器上且位于所述二維振鏡的入射光路上。

4、優(yōu)選的，所述反射式成像裝置包括ccd相機(jī)、半透半反鏡、凸透鏡、二向色鏡、載物臺(tái)、物鏡、照明光源，所述ccd相機(jī)與所述控制系統(tǒng)雙向連接，所述半透半反鏡設(shè)置于所述ccd相機(jī)的下方，所述凸透鏡設(shè)置于所述半透半反鏡下方的投射光路上，所述二向色鏡設(shè)置于所述凸透鏡下方，所述物鏡設(shè)置于所述二向色鏡下方的投射光路上，所述載物臺(tái)設(shè)置于所述物鏡下方，所述照明光源設(shè)置于所述半透半反鏡的反射光路上，所述第二4f系統(tǒng)設(shè)置于所述二向色鏡的反射光路上。

5、優(yōu)選的，所述第一4f系統(tǒng)包括一號(hào)透鏡和二號(hào)透鏡，所述一號(hào)透鏡設(shè)置于所述達(dá)曼光柵和所述鮑威爾棱鏡的出射光路上，所述二號(hào)透鏡設(shè)置于所述一號(hào)透鏡的另一側(cè)且位于所述一號(hào)透鏡的二倍焦點(diǎn)處，所述二維振鏡設(shè)置于所述二號(hào)透鏡遠(yuǎn)離所述一號(hào)透鏡的另一側(cè)。

6、優(yōu)選的，所述第二4f系統(tǒng)包括三號(hào)透鏡和四號(hào)透鏡，所述三號(hào)透鏡設(shè)置于所述二維振鏡的出射光路上，所述四號(hào)透鏡設(shè)置于所述三號(hào)透鏡遠(yuǎn)離二維振鏡的另一側(cè)且位于所述三號(hào)透鏡的二倍焦點(diǎn)處，所述反射式成像裝置位于所述四號(hào)透鏡遠(yuǎn)離三號(hào)透鏡的另一側(cè)。

7、優(yōu)選的，所述半透半反鏡和所述二向色鏡均與反射光路呈45°夾角。

8、優(yōu)選的，所述二維振鏡包括x軸一維振鏡和y軸一維振鏡，所述激光器與所述x軸一維振鏡的入射光路相對(duì)，所述y軸一維振鏡設(shè)置于所述x軸一維振鏡的出射光路上，所述y軸一維振鏡出射光路與所述一號(hào)透鏡相對(duì)設(shè)置。

9、更優(yōu)選的，所述達(dá)曼光柵位于所述激光器與所述鮑威爾棱鏡之間。

10、優(yōu)選的，所述控制系統(tǒng)分別與所述二維振鏡和激光器電連接。

11、優(yōu)選的，所述控制系統(tǒng)為計(jì)算機(jī)。

12、優(yōu)選的，所述達(dá)曼光柵為傾斜達(dá)曼光柵。

13、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于：本發(fā)明的高速激光掃描加工設(shè)備設(shè)置有反射式成像裝置、兩個(gè)4f系統(tǒng)、二維振鏡、激光器、達(dá)曼光柵、鮑威爾棱鏡和控制系統(tǒng)；激光器正對(duì)達(dá)曼光柵和鮑威爾棱鏡的中央，一個(gè)4f系統(tǒng)設(shè)置于達(dá)曼光柵和鮑威爾棱鏡的出射光路上，后接一個(gè)二維振鏡，另一個(gè)4f系統(tǒng)設(shè)置于二維振鏡的出射光路上，并通過(guò)一個(gè)反射式成像裝置成像在電腦上，能夠產(chǎn)生多線并行加工、效率高、成本低廉。

14、本發(fā)明的附加技術(shù)特征及其優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述內(nèi)容中闡述地更加明顯，或通過(guò)本發(fā)明的具體實(shí)踐可以了解到。

技術(shù)特征：

1.一種高速激光掃描加工設(shè)備，包括反射式成像裝置、第一4f系統(tǒng)、第二4f系統(tǒng)、偏振片組、二維振鏡（13）、激光器（8）、達(dá)曼光柵（9）、鮑威爾棱鏡（10）、控制系統(tǒng)，其特征在于：所述激光器（8）正對(duì)所述達(dá)曼光柵（9）和所述鮑威爾棱鏡（10）的中央，所述第一4f系統(tǒng)設(shè)置于所述達(dá)曼光柵（9）和所述鮑威爾棱鏡（10）的出射光路上，第一4f系統(tǒng)遠(yuǎn)離所述達(dá)曼光柵（9）和所述鮑威爾棱鏡（10）的后側(cè)設(shè)有一個(gè)所述二維振鏡（13），所述第二4f系統(tǒng)設(shè)置于所述二維振鏡（13）的出射光路上，所述第二4f系統(tǒng)遠(yuǎn)離所述二維振鏡（13）的后側(cè)設(shè)有所述反射式成像裝置，所述反射式成像裝置與所述控制系統(tǒng)電連接，所述控制系統(tǒng)包括電腦，通過(guò)所述反射式成像裝置成像在所述電腦上，所述偏振片組設(shè)置于所述激光器（8）上且位于所述二維振鏡（13）的入射光路上。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高速激光掃描加工設(shè)備，其特征在于：所述反射式成像裝置包括ccd相機(jī)（1）、半透半反鏡（2）、凸透鏡（3）、二向色鏡（4）、載物臺(tái)（5）、物鏡（6）、照明光源（7），所述ccd相機(jī)（1）與所述控制系統(tǒng)雙向連接，所述半透半反鏡（2）設(shè)置于所述ccd相機(jī)（1）的下方，所述凸透鏡（3）設(shè)置于所述半透半反鏡（2）下方的投射光路上，所述二向色鏡（4）設(shè)置于所述凸透鏡（3）下方，所述物鏡（6）設(shè)置于所述二向色鏡（4）下方的投射光路上，所述載物臺(tái)（5）設(shè)置于所述物鏡（6）下方，所述照明光源（7）設(shè)置于所述半透半反鏡（2）的反射光路上，所述第二4f系統(tǒng)設(shè)置于所述二向色鏡（4）的反射光路上。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高速激光掃描加工設(shè)備，其特征在于：所述第一4f系統(tǒng)包括一號(hào)透鏡（11）和二號(hào)透鏡（12），所述一號(hào)透鏡（11）設(shè)置于所述達(dá)曼光柵（9）和所述鮑威爾棱鏡（10）的出射光路上，所述二號(hào)透鏡（12）設(shè)置于所述一號(hào)透鏡（11）的另一側(cè)且位于所述一號(hào)透鏡（11）的二倍焦點(diǎn)處，所述二維振鏡（13）設(shè)置于所述二號(hào)透鏡（12）遠(yuǎn)離所述一號(hào)透鏡（11）的另一側(cè)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高速激光掃描加工設(shè)備，其特征在于：所述第二4f系統(tǒng)包括三號(hào)透鏡（14）和四號(hào)透鏡（15），所述三號(hào)透鏡（14）設(shè)置于所述二維振鏡（13）的出射光路上，所述四號(hào)透鏡（15）設(shè)置于所述三號(hào)透鏡（14）遠(yuǎn)離二維振鏡（13）的另一側(cè)且位于所述三號(hào)透鏡（14）的二倍焦點(diǎn)處，所述反射式成像裝置位于所述四號(hào)透鏡（15）遠(yuǎn)離三號(hào)透鏡（14）的另一側(cè)。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種高速激光掃描加工設(shè)備，其特征在于：所述半透半反鏡（2）和所述二向色鏡（4）均與反射光路呈45°夾角。

6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種高速激光掃描加工設(shè)備，其特征在于：所述二維振鏡（13）包括x軸一維振鏡（131）和y軸一維振鏡（132），所述激光器（8）與所述x軸一維振鏡（131）的入射光路相對(duì)，所述y軸一維振鏡（132）設(shè)置于所述x軸一維振鏡（131）的出射光路上，所述y軸一維振鏡（132）出射光路與所述一號(hào)透鏡（11）相對(duì)設(shè)置。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種高速激光掃描加工設(shè)備，其特征在于：所述達(dá)曼光柵（9）位于所述激光器（8）與所述鮑威爾棱鏡（10）之間。

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種高速激光掃描加工設(shè)備，其特征在于：所述控制系統(tǒng)與所述二維振鏡（13）和激光器（8）電連接。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及激光掃描技術(shù)領(lǐng)域，具體公開(kāi)了一種高速激光掃描加工設(shè)備，包括反射式成像裝置、第一4f系統(tǒng)、第二4f系統(tǒng)、偏振片組、二維振鏡、激光器、達(dá)曼光柵、鮑威爾棱鏡、控制系統(tǒng)，所述激光器正對(duì)所述達(dá)曼光柵和鮑威爾棱鏡的中央，所述第一4f系統(tǒng)設(shè)置于達(dá)曼光柵和所述鮑威爾棱鏡的出射光路上。有益效果在于：本發(fā)明設(shè)置有兩個(gè)4f系統(tǒng)；激光器正對(duì)達(dá)曼光柵和鮑威爾棱鏡的中央，一個(gè)4f系統(tǒng)設(shè)置于達(dá)曼光柵和鮑威爾棱鏡的出射光路上，后接一個(gè)二維振鏡，另一個(gè)4f系統(tǒng)設(shè)置于二維振鏡的出射光路上，并通過(guò)一個(gè)反射式成像裝置成像在電腦上，能夠產(chǎn)生多線并行加工、效率高、成本低廉。

技術(shù)研發(fā)人員：王佳婧,朱林偉,張震,趙玉婷,田文玥,于寶晶,馬駿杰
受保護(hù)的技術(shù)使用者：魯東大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/2