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投影式振镜扫描激光三维刻蚀加工系统(LPAGS)是利用振镜的高速扫描能力与多轴数控系统三维定位功能，结合投影式分块-拼接扫描原理，通过分层扫描技术与Z轴动态调焦技术，实现三维曲面模型精微图形刻蚀的加工系统。本文主要研究内容如下：(1)研究了基于STL曲面模型的LPAGS三维刻蚀CAM软件。针对三维曲面激光刻蚀功能需求，采用三维STL图形文件导入三维曲面模型，设计实现了三维曲面拆分细化算法、基于多重约束条件的三维曲面分块投影算法、分块优化算法与扫描线自动插入算法等，完成对三维曲面模型刻蚀数据的分析处理。(2)基于2轴机床+3轴激光刻蚀头LPAGS系统结构，研究了激光器控制与电机+振镜多轴联动三维刻蚀控制算法。针对三维曲面分块-拼接分层算法的加工特点，提出振镜-电机联动刻蚀技术，采用振镜动态定焦技术与电机速度动态规划技术提高三维刻蚀中的振镜与电机协同工作效率。(3)研究了系统加工误差来源，设计完成了振镜误差校正和检测系统。基于μm级高精度直线电机和高分辨率CCD光学图像检测装置，实现对刻蚀网格的位置精确采样，然后采用线性插值计算得到振镜扫描定位校正表，实现了振镜的精确扫描定位。(4)进行了三维曲面激光刻蚀工艺的研究，研究了三维曲面激光束与材料作用受扫描速度、曲面曲率等时空约束的影响，研究表明：三维曲面刻蚀线宽随着振镜速度增加而变小，随着激光功率增大而增加，随着加工表面倾角增大而减小。