ლაზერული გალვანომეტრის შესავალი

ლაზერული სკანერი, რომელსაც ასევე უწოდებენ ლაზერულ გალვანომეტრს, შედგება XY ოპტიკური სკანირების ხელმძღვანელისგან, ელექტრონული დისკის გამაძლიერებლისგან და ოპტიკური ამსახველი ლინზებისგან. კომპიუტერის კონტროლერის მიერ მოწოდებული სიგნალი ამოძრავებს ოპტიკური სკანირების თავს მამოძრავებელი გამაძლიერებლის წრეში, რითაც აკონტროლებს ლაზერის სხივის გადახრას XY სიბრტყეში. მარტივად რომ ვთქვათ, გალვანომეტრი არის სკანირების გალვანომეტრი, რომელიც გამოიყენება ლაზერულ ინდუსტრიაში. მის პროფესიულ ტერმინს ჰქვია მაღალსიჩქარიანი სკანირების გალვანომეტრი Galvo სკანირების სისტემა. ეგრეთ წოდებულ გალვანომეტრს ასევე შეიძლება ეწოდოს ამპერმეტრი. მისი დიზაინის იდეა მთლიანად მიჰყვება ამმეტრის დიზაინის მეთოდს. ლინზა ცვლის ნემსს, ხოლო ზონდის სიგნალი იცვლება კომპიუტერით კონტროლირებადი -5V-5V ან -10V-+10V DC სიგნალით. , წინასწარ განსაზღვრული მოქმედების დასასრულებლად. მბრუნავი სარკის სკანირების სისტემის მსგავსად, ეს ტიპიური საკონტროლო სისტემა იყენებს წყვილ სარკეს. განსხვავება ისაა, რომ სტეპერ ძრავა, რომელიც ამოძრავებს ლინზების ამ კომპლექტს, შეიცვალა სერვო ძრავით. ამ კონტროლის სისტემაში გამოიყენება პოზიციის სენსორი. დიზაინის იდეა და უარყოფითი გამოხმაურების ციკლი კიდევ უფრო უზრუნველყოფს სისტემის სიზუსტეს, ხოლო სკანირების სიჩქარე და განმეორებითი პოზიციონირების სიზუსტე მთელი სისტემის ახალ დონეს აღწევს. გალვანომეტრის სკანირების მარკირების თავი ძირითადად შედგება XY სკანირების სარკე, საველე ლინზა, გალვანომეტრი და კომპიუტერით კონტროლირებადი მარკირების პროგრამული უზრუნველყოფა. აირჩიეთ შესაბამისი ოპტიკური კომპონენტები სხვადასხვა ლაზერული ტალღის სიგრძის მიხედვით. დაკავშირებული ვარიანტები ასევე მოიცავს ლაზერული სხივის გამაფართოებლებს, ლაზერებს და ა.შ. ლაზერული დემონსტრაციის სისტემაში ოპტიკური სკანირების ტალღის ფორმა არის ვექტორული სკანირება და სისტემის სკანირების სიჩქარე განსაზღვრავს ლაზერული ნიმუშის სტაბილურობას. ბოლო წლებში შეიქმნა მაღალსიჩქარიანი სკანერები, სკანირების სიჩქარე 45000 ქულას/წამში აღწევს, რაც შესაძლებელს ხდის რთული ლაზერული ანიმაციების დემონსტრირებას.

5.1 ლაზერული გალვანომეტრის შედუღების სახსარი

5.1.1 გალვანომეტრის შედუღების სახსრის განმარტება და შემადგენლობა:

კოლიმაციის ფოკუსირების თავი იყენებს მექანიკურ მოწყობილობას, როგორც დამხმარე პლატფორმას. მექანიკური მოწყობილობა მოძრაობს წინ და უკან, რათა მიაღწიოს სხვადასხვა ტრაექტორიის შედუღების შედუღებას. შედუღების სიზუსტე დამოკიდებულია ამძრავის სიზუსტეზე, ამიტომ არის ისეთი პრობლემები, როგორიცაა დაბალი სიზუსტე, ნელი რეაგირების სიჩქარე და დიდი ინერცია. გალვანომეტრის სკანირების სისტემა იყენებს ძრავას ლინზების გადახრის მიზნით. ძრავა ამოძრავებს გარკვეული დენით და აქვს მაღალი სიზუსტის, მცირე ინერციის და სწრაფი რეაგირების უპირატესობები. როდესაც სხივი განათებულია გალვანომეტრის ლინზაზე, გალვანომეტრის გადახრა ცვლის ლაზერის სხივს. ამიტომ, ლაზერის სხივს შეუძლია გალვანომეტრის სისტემის მეშვეობით სკანირება მოახდინოს ნებისმიერი ტრაექტორია სკანირების ხედვის ველში.

გალვანომეტრის სკანირების სისტემის ძირითადი კომპონენტებია სხივის გაფართოების კოლიმატორი, ფოკუსირების ობიექტივი, XY ორღერძიანი სკანირების გალვანომეტრი, მართვის დაფა და მასპინძელი კომპიუტერული პროგრამული სისტემა. სკანირების გალვანომეტრი ძირითადად ეხება ორ XY გალვანომეტრის სკანირების თავს, რომლებიც მართავენ მაღალსიჩქარიანი ორმხრივი სერვო ძრავებით. ორღერძიანი სერვო სისტემა ამოძრავებს XY ორღერძიანი სკანირების გალვანომეტრს, რათა გადახრის X ღერძის და Y ღერძის გასწვრივ, X და Y ღერძების სერვო ძრავებზე ბრძანების სიგნალების გაგზავნით. ამ გზით, XY ორღერძიანი სარკის ლინზების კომბინირებული მოძრაობის საშუალებით, საკონტროლო სისტემას შეუძლია სიგნალის გადაქცევა გალვანომეტრის დაფის მეშვეობით მასპინძელი კომპიუტერის პროგრამული უზრუნველყოფის წინასწარ დაყენებული გრაფიკული შაბლონის მიხედვით, მითითებული ბილიკის მიხედვით და სწრაფად გადაადგილება სამუშაო ნაწილის თვითმფრინავი სკანირების ტრაექტორიის შესაქმნელად.

5.1.2 გალვანომეტრის შედუღების სახსრების კლასიფიკაცია:

1. წინა ფოკუსირებული სკანირების ობიექტივი

ფოკუსირების ლინზასა და ლაზერულ გალვანომეტრს შორის პოზიციური ურთიერთობის მიხედვით, გალვანომეტრის სკანირების რეჟიმი შეიძლება დაიყოს წინა ფოკუსირების სკანირებად (სურათი 1 ქვემოთ) და უკანა ფოკუსირების ფოკუსირების სკანირებად (სურათი 2 ქვემოთ). ოპტიკური ბილიკის სხვაობის არსებობის გამო, როდესაც ლაზერის სხივი გადახრილია სხვადასხვა პოზიციებზე (სხივის გადაცემის მანძილი განსხვავებულია), წინა ფოკუსირების რეჟიმის სკანირების პროცესში ლაზერის ფოკუსური ზედაპირი არის ნახევარსფერული ზედაპირი, როგორც ნაჩვენებია მარცხენა ფიგურაში. ფოკუსის შემდგომი სკანირების მეთოდი ნაჩვენებია სურათზე მარჯვნივ. ობიექტივი არის F-გეგმის ობიექტივი. F-plan სარკეს აქვს სპეციალური ოპტიკური დიზაინი. ოპტიკური კორექციის შემოღებით, ლაზერის სხივის ნახევარსფერული ფოკუსური ზედაპირი შეიძლება მორგებული იყოს ბრტყელზე. ფოკუსის შემდგომი სკანირება ძირითადად შესაფერისია აპლიკაციებისთვის, რომლებიც საჭიროებენ დამუშავების მაღალ სიზუსტეს და მცირე დამუშავების დიაპაზონს, როგორიცაა ლაზერული მარკირება, ლაზერული მიკროსტრუქტურის შედუღება და ა.შ.

2.უკანა ფოკუსირებული სკანირების ობიექტივი

როგორც სკანირების არეალი იზრდება, ასევე იზრდება f-theta ლინზის დიაფრაგმა. ტექნიკური და მატერიალური შეზღუდვების გამო, დიდი დიაფრაგმის f-theta ლინზები ძალიან ძვირია და ეს გამოსავალი არ არის მიღებული. ობიექტური ლინზების წინა გალვანომეტრის სკანირების სისტემა ექვსღერძიან რობოტთან ერთად არის შედარებით შესაძლებელი გამოსავალი, რომელსაც შეუძლია შეამციროს დამოკიდებულება გალვანომეტრის მოწყობილობაზე, აქვს სისტემის სიზუსტის მნიშვნელოვანი ხარისხი და აქვს კარგი თავსებადობა. ეს გამოსავალი მიღებულია ინტეგრატორების უმეტესობის მიერ. მიღება, ხშირად უწოდებენ ფრენის შედუღებას. მოდულის ავტობუსის შედუღებას, ბოძების გაწმენდის ჩათვლით, აქვს ფრენის აპლიკაციები, რომლებსაც შეუძლიათ დამუშავების სიგანე მოქნილად და ეფექტურად გაზარდონ.

3.3D გალვანომეტრი:

მიუხედავად იმისა, არის თუ არა ეს წინა ფოკუსირებული სკანირება თუ უკანა ფოკუსირებული სკანირება, ლაზერის სხივის ფოკუსის კონტროლი შეუძლებელია დინამიური ფოკუსირებისთვის. წინა ფოკუსის სკანირების რეჟიმისთვის, როდესაც დასამუშავებელი სამუშაო ნაწილი მცირეა, ფოკუსირებულ ლინზას აქვს გარკვეული ფოკუსური სიღრმის დიაპაზონი, ამიტომ მას შეუძლია შეასრულოს ფოკუსირებული სკანირება მცირე ფორმატით. თუმცა, როდესაც დასასკანირებელი თვითმფრინავი დიდია, პერიფერიასთან მდებარე წერტილები ფოკუსირებული იქნება და ვერ იქნება ფოკუსირებული დასამუშავებელი სამუშაო ნაწილის ზედაპირზე, რადგან ის აჭარბებს ლაზერული ფოკუსის სიღრმის დიაპაზონს. ამიტომ, როდესაც ლაზერის სხივი საჭიროა კარგად იყოს ფოკუსირებული სკანირების სიბრტყის ნებისმიერ პოზიციაზე და ხედვის ველი დიდია, ფიქსირებული ფოკუსური სიგრძის ლინზის გამოყენება ვერ აკმაყოფილებს სკანირების მოთხოვნებს. დინამიური ფოკუსირების სისტემა არის ოპტიკური სისტემების ნაკრები, რომელთა ფოკუსური სიგრძე შეიძლება შეიცვალოს საჭიროებისამებრ. აქედან გამომდინარე, მკვლევარები გვთავაზობენ დინამიური ფოკუსირების ლინზების გამოყენებას ოპტიკური ბილიკის სხვაობის კომპენსაციისთვის და ჩაზნექილი ლინზის (სხივის გაფართოების) გამოყენება ოპტიკური ღერძის გასწვრივ წრფივად გადაადგილებისთვის, რათა გააკონტროლონ ფოკუსის პოზიცია და მიაღწიონ დასამუშავებელ ზედაპირს დინამიურად კომპენსირებას ოპტიკური. ბილიკის განსხვავება სხვადასხვა პოზიციებზე. 2D გალვანომეტრთან შედარებით, 3D გალვანომეტრის შემადგენლობა ძირითადად ამატებს "Z-ღერძის ოპტიკურ სისტემას", ასე რომ 3D გალვანომეტრს შეუძლია თავისუფლად შეცვალოს ფოკუსის პოზიცია შედუღების პროცესში და შეასრულოს სივრცითი მრუდი ზედაპირის შედუღება, ცვლილების საჭიროების გარეშე. მატარებელი, როგორიცაა ჩარხები და ა.შ., როგორიცაა 2D გალვანომეტრი. რობოტის სიმაღლე გამოიყენება შედუღების ფოკუსის პოზიციის დასარეგულირებლად.