光學(xué)掃描振鏡技術(shù)解析
打標(biāo)應(yīng)用中,掃描振鏡采用的反射鏡類型包含有石英基底材料,厚度在2.0和7.0mm之間,這取決于反射鏡尺寸和角加速度。電解質(zhì)鍍膜在對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)范圍內(nèi)(例如,對(duì)于高功率半導(dǎo)體激光器和入射角兩側(cè)偏轉(zhuǎn)范圍超過12時(shí),在780nm和980nm之間)提供足夠的反射率(>98.0%)。
振鏡的工作原理
振鏡掃描式打標(biāo)頭主要由XY掃描鏡、場(chǎng)鏡、振鏡及計(jì)算機(jī)控制的打標(biāo)軟件等構(gòu)成。其工作原理是將激光束入射到兩反射鏡(掃描鏡)上,用計(jì)算機(jī)控制反射鏡的反射角度,這兩個(gè)反射鏡可分別沿X、Y軸掃描,從而達(dá)到激光束的偏轉(zhuǎn),使具有一定功率密度的激光聚焦點(diǎn)在打標(biāo)材料上按所需的要求運(yùn)動(dòng),從而在材料表面上留下永久的標(biāo)記,聚焦的光斑可以是圓形或矩形。
在振鏡掃描系統(tǒng)中,可以采用矢量圖形及文字,這種方法采用了計(jì)算機(jī)中圖形軟件對(duì)圖形的處理方式,具有作圖效率高,圖形精度好,無(wú)失真等特點(diǎn),極大的提高了激光打標(biāo)機(jī)的質(zhì)量和速度。同時(shí)振鏡式打標(biāo)也可采用點(diǎn)陣式打標(biāo)方式,采用這種方式對(duì)于在線打標(biāo)很適用,根據(jù)不同速度的生產(chǎn)線可以采用一個(gè)掃描振鏡或兩個(gè)掃描振鏡,與前面所述的陣列式打標(biāo)相比,可以標(biāo)記更多的點(diǎn)陣信息,對(duì)于標(biāo)記漢字字符具有更大的優(yōu)勢(shì)。
掃描振鏡技術(shù)
一套基本的x-y掃描裝置看起來(lái)很簡(jiǎn)單:兩塊反射鏡,由電機(jī)驅(qū)動(dòng),可將入射激光束反射到特定區(qū)域(工作區(qū)域)的任何點(diǎn)。一組平場(chǎng)(f- )透鏡確保焦點(diǎn)在工作區(qū)域平面內(nèi)(二軸系統(tǒng),如圖1),對(duì)基本的Nd:YAG激光器來(lái)說,典型的工作范圍為40×40平方毫米(ff- =100 毫米)至180×180 平方毫米(ff- =254 毫米;對(duì)于高級(jí)諧波激光器和二極管激光器,其工作范圍為40×40 平方毫米(ff- =100 毫米)至120×120平方毫米(ff- =163 毫米),具體取決于平場(chǎng)透鏡的焦距。顯然,所需工作范圍越大,工作距離越長(zhǎng)。如果在掃描振鏡前端的激光光路中,使用聚焦透鏡和可移動(dòng)透鏡的組合來(lái)代替平場(chǎng)透鏡,工作范圍和工作距離還會(huì)進(jìn)一步增加(三軸系統(tǒng),如圖2)。該裝置可使工作范圍達(dá)到1200×1200平方毫米,工作距離達(dá)到1500毫米。
在多種應(yīng)用場(chǎng)合中,要求較高的定位速度。比如,當(dāng)f- 透鏡焦距長(zhǎng)度達(dá)163mm時(shí),在120×120mm2的工作區(qū)域內(nèi)掃描速度可達(dá)10 m/s。簡(jiǎn)單的幾何計(jì)算表明,振鏡鏡面較小的角度偏差可能導(dǎo)致激光光斑在工作平面上出現(xiàn)較大的錯(cuò)位。因此,不管對(duì)振鏡驅(qū)動(dòng)、鏡面,還是反射鏡安裝架來(lái)說,高級(jí)別的定位精度是必須的。同時(shí),振鏡電機(jī)和驅(qū)動(dòng)器電子器件會(huì)發(fā)熱,產(chǎn)生熱漂移,導(dǎo)致上述定位偏差的發(fā)生。新特光電提供的振鏡具有完美的動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性。軸向預(yù)置高精度軸承保證無(wú)反向間隙,高強(qiáng)度且低摩擦,使用壽命長(zhǎng)!而且除了高精度光學(xué)位置檢測(cè)系統(tǒng)具有高重復(fù)性和低漂移特性外,還配備加熱器和溫度傳感器,讓振鏡即使在異常波動(dòng)環(huán)境中也能保持良好的溫度特性,保證了長(zhǎng)期工作狀態(tài)下的穩(wěn)定性。
振鏡掃描式打標(biāo)因其應(yīng)用范圍廣,可進(jìn)行矢量打標(biāo)和點(diǎn)陣打標(biāo),標(biāo)記范圍可調(diào),而且具有響應(yīng)速度快、打標(biāo)速度高、打標(biāo)質(zhì)量較高、光路密封性能好、對(duì)環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)勢(shì)已成為主流產(chǎn)品,并被認(rèn)為代表了未來(lái)激光打標(biāo)機(jī)的發(fā)展方向,具有廣闊的應(yīng)用前景。