[發明專利]一種多軸旋切掃描系統的使用方法

有效

• 申請號: 202210410019.8
• 申請日: 2022-04-19
• 公開（公告）號: CN114505602B
• 公開（公告）日: 2022-07-01
• 發明（設計）人: 孫喜博;張穎;馬文靜;耿遠超;王凌芳;王文義;黃晚晴;劉蘭琴
• 申請（專利權）人: 中國工程物理研究院激光聚變研究中心
• 主分類號: B23K26/382
• 分類號: B23K26/382;B23K26/064;B23K26/082
• 代理公司: 北京同輝知識產權代理事務所(普通合伙) 11357
• 代理人: 于晶晶

1.一種多軸旋切掃描系統的使用方法，其特征在于，多軸旋切掃描系統包括第一快反鏡、第二快反鏡、第三快反鏡和F-theta透鏡，光束依次經第一快反鏡、第二快反鏡傳輸至第三快反鏡，所述第一快反鏡和第二快反鏡平行且間隔設置，且第一快反鏡和第二快反鏡鏡像聯動，所述第三快反鏡對應F-theta透鏡設置，保證經第三快反鏡反射的光束能夠入射至F-theta透鏡，且第三快反鏡與F-theta透鏡的主面的距離等于F-theta透鏡的焦距，光束經F-theta透鏡透射聚焦至工作面；

所述多軸旋切掃描系統的使用方法，包括如下步驟：

步驟S100、根據旋切掃描方式，確定經F-theta透鏡透射聚焦至工作面的光斑坐標，其中，x表示X軸上的位移量，y表示Y軸上的位移量、表示錐角在X軸上的分量，表示錐角在Y軸上的分量，所述錐角表示光束入射至工作面的入射角；

步驟S200、根據步驟S100確定的光斑坐標，確定第一快反鏡、第二快反鏡和第三快反鏡的加載電壓；

控制第一快反鏡的偏擺角和第二快反鏡的偏擺角，產生離軸量，且滿足，離軸量與偏擺角滿足，，D表示第一快反鏡和第二快反鏡的間距，控制第一快反鏡沿X軸、Y軸方向的加載電壓，光束產生指向偏移，且與成正比，滿足，，k_x1、k_y1為第一快反鏡線性響應系數，得到與加載電壓之間成正比，滿足；

在、已知的條件下，求得、；

根據，求得、，表示第二快反鏡沿X軸方向的加載電壓，表示第二快反鏡沿Y軸方向的加載電壓。

2.根據權利要求1所述的多軸旋切掃描系統的使用方法，其特征在于，步驟S100中，旋切掃描方式為螺旋等角速度掃描且螺距恒定，自外圈旋入中心時，；

自中心旋出外圈時，；

其中，x表示X軸上的位移量，y表示Y軸上的位移量,a表示圓外徑，b表示圓內徑，n表示螺間距，w表示角速度，t表示掃描時間。

3.根據權利要求1所述的多軸旋切掃描系統的使用方法，其特征在于，步驟S100中，旋切掃描方式為螺旋等角速度掃描且螺距變化，，自中心旋出外圈時，，；

自外圈旋入中心時，，；

其中，x表示X軸上的位移量，y表示Y軸上的位移量,a表示圓外徑，b表示圓內徑，n表示螺間距，w表示角速度，t表示掃描時間，n0表示最大螺距，dn表示每層螺距遞減量。

4.根據權利要求1所述的多軸旋切掃描系統的使用方法，其特征在于，步驟S100中，旋切掃描方式為往返掃描時，，

，其中，x表示X軸上的位移量，y表示Y軸上的位移量，r表示加工圓半徑，t表示掃描時間，表示分離變量，且其取值為[-π/2，π/2]。

5.根據權利要求1所述的多軸旋切掃描系統的使用方法，其特征在于，步驟S100中，旋切掃描方式為輻射掃描時，，，其中，x表示X軸上的位移量，y表示Y軸上的位移量,g表示橢圓長軸半徑，h表示橢圓短軸半徑，n表示輻射個數，t表示掃描時間。

6.根據權利要求2-5任一所述的多軸旋切掃描系統的使用方法，其特征在于，步驟S100中，錐角變化時，設定加工區域半徑，錐角隨著實際掃描位置半徑r的增加而變化，控制第一快反鏡和第二快反鏡以改變實時的錐角θ，則，，其中，表示x的函數，表示y的函數，為預先設定的外圈對應錐角，根據錐角隨著實際掃描位置半徑r的變化關系設定和。

7.根據權利要求2-5任一所述的多軸旋切掃描系統的使用方法，其特征在于，步驟S100中，錐角恒定時，設定加工區域半徑，錐角恒定為，實時的錐角為θ，則，表示x的函數，表示y的函數，根據錐角隨著實際掃描位置半徑r的變化關系設定和。

8.根據權利要求2-5任一所述的多軸旋切掃描系統的使用方法，其特征在于，步驟S200中，控制第三快反鏡沿X軸、Y軸方向的加載電壓，光束產生指向偏移，且與成正比，且滿足，k_x3、k_y3為第三快反鏡線性響應系數，光束在工作面的光斑坐標與指向偏移成正比，且滿足，F表示F-theta透鏡的焦距，則與成正比，滿足；

在x、y已知的條件下，求得、。