SEPWIND: 2017.01

SCANLAB 사의 RTC 제품들을 사용해 정밀한 레이저 가공을 위해서는 필히 스캐너의 왜곡을 보정해서 사용해야 합니다. 왜곡이 발생되는 이유는

- X, Y 라는 두개의 반사거울의 각도를 돌리면 서로간의 거리가 각도에 따라 변하고,
- 빛을 초점에 모아 에너지를 집중하는 광학적인 렌즈를 사용하기 때문입니다.

그럼 아래의 예에서 3가지 방법을 살펴보겠습니다.

1. RTC4 기반의 2D 보정

아래와 같이 텍스트 기반의 파일을 만들어 CFMP.exe 의 인자로 지정하면 됩니다.

CFMP 는 위와 같은 형식의 텍스트 파일을 분석해 그 결과로 새로운 보정 파일(ctb)을 생성하게 됩니다.

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c:\test\Cor_1to1.ctb   inputfile (*.ctb)
c:\test\result.ctb   outputfile (*.ctb)
580   calibration [bit/mm]
25   number of points [9,25,49,81,121,169,225,289]
25   grid spacing[mm]
-50  50
-25  50
0  50
25  50
50  50
-50  25
-25  25
0  25
25  25
50  25
-50  0
-25  0
0  0
25  0
50  0
-50  -25
-25  -25
0  -25
25  -25
50  -25
-50  -50
-25  -50
0  -50
25  -50
50  -50

2. RTC5 기반의 2D 보정

RTC5는 좀더 많은 개수의 격자(Grid)를 지원합니다.
RTC4의 경우는 17*17 이 최대치이지만 RTC5는 더욱 많은 보정포인트를 지정 할 수 있습니다. 그러나 보정 격자의 개수가 많다고 좋은것은 아닌데, 예를 들어 100mm 의 FOV(Field Of View)를 가지는 경우 11*11 개수의 격자를 이용해 보정할 경우 1.5um 미만의 표준편차를 가진다고 하니 많은 수의 격자를 측정할 필요는 없겠지요?
아래와 같은 텍스트 파일을 생성하여 CorreXion5.exe 와 같은 프로그램에 인자로 실행하게 되면 그 결과로 대상 보정파일(ct5)및 로그 파일(.log)이 생성됩니다. 보정파일이 생성되지 않는 다면 로그 파일을 통해 문제점등을 파악할수 있습니다.

[INPUT]  = c:\test\Cor_1to1; input table file
[OUTPUT] = c:\test\result; output table file
[CALIBRATION] = 10000; bit/mm
[RTC4]  = 0
[FITORDER] = 0
[SMOOTHING] = -1
[AUTO_FIT] = 0
[TOLERANCE] = 0.1
[APPLY_OFFSET] = 0
[Limit(Bits)] = 524288
[Limit(mm)] = 52.4288
[OffsetX] = 0
[OffsetY] = 0
[Deviation] = 0

[GRIDNUMBERS] = 2 2

[GRIDVALUES_X] = -50
[GRIDVALUES_X] = -25
[GRIDVALUES_X] = 0
[GRIDVALUES_X] = 25
[GRIDVALUES_X] = 50

[GRIDVALUES_Y] = 50
[GRIDVALUES_Y] = 25
[GRIDVALUES_Y] = 0
[GRIDVALUES_Y] = -25
[GRIDVALUES_Y] = -50

 Xn Yn X mm Y mm

 -2 2 -50 50
 -1 2 -25 50
 0 2 0 50
 1 2 25 50
 2 2 50 50
 -2 1 -50 25
 -1 1 -25 25
 0 1 0 25
 1 1 25 25
 2 1 50 25
 -2 0 -50 0
 -1 0 -25 0
 0 0 0 0
 1 0 25 0
 2 0 50 0
 -2 -1 -50 -25
 -1 -1 -25 -25
 0 -1 0 -25
 1 -1 25 -25
 2 -1 50 -25
 -2 -2 -50 -50
 -1 -2 -25 -50
 0 -2 0 -50
 1 -2 25 -50
 2 -2 50 -50

로그 파일의 예

Tue Jan 31 13:23:04 2017

Current working path: c:\test
Current data file: 20170131-13-23.dat
[INPUT] = Cor_1to1
[OUTPUT] = result
InFile Calibration: 0 ignored
[RTC4] = 0
[CALIBRATION] = 10000
[GRIDNUMBERS]  = 2  2; grid X, grid Y; points: 5 per line, 5 per column, total 25
Piecewise linear interpolation used for calculation, 
[OUTPUT]: result written successfully
[CALIBRATION] = 10000 ;final
[APPLY_OFFSET] = 0
[Limit(Bits)] = 524288 +/- [Bits]
[Limit(mm)]   = 52.4288 +/- [mm]

[OffsetX] = 0 [Bits]
[OffsetY] = 0 [Bits]
[TOLERANCE] = 0.1
[Deviation] = 0
correXion5.exe terminated

3. RTC5 기반의 3D 보정

앞서 2D 영역 (Z=0)에서의 보정을 보여드렸다면, 3차원 영역을 보정하는 방법도 소개해 드리겠습니다.

그러기 위해서는 3D 스캐너를 장착(VarioScan 등)하고, 사용자가 원하는 공간 (Z - , Z +) 에 대해 측정이 필요합니다. 즉 Z=0 에 대한 보정을 우선 실시하고, Z - , Z + 두 영역에 대해 실측하여 아래 텍스트 파일을 생성해야 합니다.

[INPUT]   = c:\test\D3_1351.ct5; input table filename
[OUTPUT]  = c:\test\result.ct5; output table filename

[GRIDNUMBERS] = 2 2; grid x(col), y(row)

[GRIDVALUES_X] =-50
[GRIDVALUES_X] =-25
[GRIDVALUES_X] =0
[GRIDVALUES_X] =25
[GRIDVALUES_X] =50

[GRIDVALUES_Y] =50
[GRIDVALUES_Y] =25
[GRIDVALUES_Y] =0
[GRIDVALUES_Y] =-25
[GRIDVALUES_Y] =-50

[Z_VALUE] =20; z1(mm)

 iX iY X[mm] Y[mm]

 -2 -2 -50 -50
 -1 -2 -25 -50
 0 -2 0 -50
 1 -2 25 -50
 2 -2 50 -50
 -2 -1 -50 -25
 -1 -1 -25 -25
 0 -1 0 -25
 1 -1 25 -25
 2 -1 50 -25
 -2 0 -50 0
 -1 0 -25 0
 0 0 0 0
 1 0 25 0
 2 0 50 0
 -2 1 -50 25
 -1 1 -25 25
 0 1 0 25
 1 1 25 25
 2 1 50 25
 -2 2 -50 50
 -1 2 -25 50
 0 2 0 50
 1 2 25 50
 2 2 50 50

[Z_VALUE] =-20; z2(mm)

 iX iY X[mm] Y[mm]

 -2 -2 -50 -50
 -1 -2 -25 -50
 0 -2 0 -50
 1 -2 25 -50
 2 -2 50 -50
 -2 -1 -50 -25
 -1 -1 -25 -25
 0 -1 0 -25
 1 -1 25 -25
 2 -1 50 -25
 -2 0 -50 0
 -1 0 -25 0
 0 0 0 0
 1 0 25 0
 2 0 50 0
 -2 1 -50 25
 -1 1 -25 25
 0 1 0 25
 1 1 25 25
 2 1 50 25
 -2 2 -50 50
 -1 2 -25 50
 0 2 0 50
 1 2 25 50
 2 2 50 50

이후 StretchCorreXion5.exe 와 같은 전용 프로그램을 이용해 해당 텍스트 파일을 인자로 주게 되면, 그 결과를 로그 파일(.log)로 알려주는 방식입니다.

Tue Jan 31 13:28:07 2017

Current data file: 20170131-13-28.dat

[INPUT]  = c:\test\D3_1351.ct5; input table filename
[OUTPUT] = c:\test\result.ct5; output table filename

[GRIDNUMBERS]  = 2  2; grid X (columns), grid Y (rows)

[GRIDVALUES_X] =      -50.000000     -25.000000       0.000000      25.000000
[GRIDVALUES_X] =       50.000000

[GRIDVALUES_Y] =      -50.000000     -25.000000       0.000000      25.000000
[GRIDVALUES_Y] =       50.000000

DataPoints: total points = 25

[Z_VALUE] =      20.000000;  Z1[mm]

    iX     iY     X[mm]          Y[mm]

    -2     -2       -50.000000     -50.000000
    -1     -2       -25.000000     -50.000000
     0     -2         0.000000     -50.000000
     1     -2        25.000000     -50.000000
     2     -2        50.000000     -50.000000
    -2     -1       -50.000000     -25.000000
    -1     -1       -25.000000     -25.000000
     0     -1         0.000000     -25.000000
     1     -1        25.000000     -25.000000
     2     -1        50.000000     -25.000000
    -2      0       -50.000000       0.000000
    -1      0       -25.000000       0.000000
     0      0         0.000000       0.000000
     1      0        25.000000       0.000000
     2      0        50.000000       0.000000
    -2      1       -50.000000      25.000000
    -1      1       -25.000000      25.000000
     0      1         0.000000      25.000000
     1      1        25.000000      25.000000
     2      1        50.000000      25.000000
    -2      2       -50.000000      50.000000
    -1      2       -25.000000      50.000000
     0      2         0.000000      50.000000
     1      2        25.000000      50.000000
     2      2        50.000000      50.000000

[Z_VALUE] =     -20.000000;  Z2[mm]

    iX     iY     X[mm]          Y[mm]

    -2     -2       -50.000000     -50.000000
    -1     -2       -25.000000     -50.000000
     0     -2         0.000000     -50.000000
     1     -2        25.000000     -50.000000
     2     -2        50.000000     -50.000000
    -2     -1       -50.000000     -25.000000
    -1     -1       -25.000000     -25.000000
     0     -1         0.000000     -25.000000
     1     -1        25.000000     -25.000000
     2     -1        50.000000     -25.000000
    -2      0       -50.000000       0.000000
    -1      0       -25.000000       0.000000
     0      0         0.000000       0.000000
     1      0        25.000000       0.000000
     2      0        50.000000       0.000000
    -2      1       -50.000000      25.000000
    -1      1       -25.000000      25.000000
     0      1         0.000000      25.000000
     1      1        25.000000      25.000000
     2      1        50.000000      25.000000
    -2      2       -50.000000      50.000000
    -1      2       -25.000000      50.000000
     0      2         0.000000      50.000000
     1      2        25.000000      50.000000
     2      2        50.000000      50.000000


[Stretch_X] =   0.0038050720
[Stretch_Y] =   0.0031820973

c:\test\result.ct5 written successfully

로그 파일의 마지막 줄에는 3D 보정에서 사실상 가장 중요한 두가지 값이 추출된것을 확인하실수 있습니다. Stretch X, Stretch Y 로 결국 3D 보정을 하게 되면 이 두 개의 상수를 구하게 되는 것입니다. 해당 수치는 보정파일의 헤더 영역에 기록되게 됩니다.

4. 유틸리티

RTC , 2D , 3D 모드등을 선택하여 사용자가 손쉽게 보정을 실시할수있도록 위의 기능들을 모아 아래 유틸리티를 만들어 보았습니다.

2D 보정의 예

3D 보정의 예

3D 보정에 의해 Stretch X, Y 가 변경된 모습

다운로드 링크 : 다운로드 (평가판으로 7일간 모든 기능을 지원합니다. 상용버전 문의는 labspiral@gmail.com 으로 해주시기 바랍니다)

SEPWIND

2017년 1월 31일

2D/3D 스캐너 보정방법

시리우스 라이브러리 홈페이지 오픈

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