რობოტული შედუღების სისტემა - გალვანომეტრიანი შედუღების თავი

კოლიმაციური ფოკუსირების თავი იყენებს მექანიკურ მოწყობილობას საყრდენ პლატფორმად და მოძრაობს წინ და უკან მექანიკურ მოწყობილობაში, რათა მიაღწიოს სხვადასხვა ტრაექტორიის მქონე შედუღების ადგილებს. შედუღების სიზუსტე დამოკიდებულია აქტივატორის სიზუსტეზე, ამიტომ არსებობს ისეთი პრობლემები, როგორიცაა დაბალი სიზუსტე, ნელი რეაგირების სიჩქარე და დიდი ინერცია. გალვანომეტრის სკანირების სისტემა იყენებს ძრავას ლინზის გადასახრად. ძრავა ამოძრავებულია გარკვეული დენით და აქვს მაღალი სიზუსტის, მცირე ინერციის და სწრაფი რეაგირების უპირატესობები. როდესაც სინათლის სხივი დასხივებულია გალვანომეტრის ლინზაზე, გალვანომეტრის გადახრა ცვლის ლაზერული სხივის არეკვლის კუთხეს. ამიტომ, ლაზერულ სხივს შეუძლია დაასკანიროს ნებისმიერი ტრაექტორია სკანირების ველში გალვანომეტრის სისტემის მეშვეობით. რობოტული შედუღების სისტემაში გამოყენებული ვერტიკალური თავი არის ამ პრინციპზე დაფუძნებული გამოყენება.

ძირითადი კომპონენტებიგალვანომეტრის სკანირების სისტემაესენია სხივის გაფართოების კოლიმატორი, ფოკუსირების ლინზა, XY ორღერძიანი სკანირების გალვანომეტრი, მართვის დაფა და მასპინძელი კომპიუტერის პროგრამული სისტემა. სკანირების გალვანომეტრი ძირითადად გულისხმობს ორ XY გალვანომეტრის სკანირების თავს, რომლებიც ამოძრავებულია მაღალსიჩქარიანი ორმხრივი სერვოძრავებით. ორღერძიანი სერვო სისტემა ამოძრავებს XY ორღერძიან სკანირების გალვანომეტრს, რათა გადაიხაროს შესაბამისად X და Y ღერძების გასწვრივ, X და Y ღერძიანი სერვოძრავებისთვის ბრძანების სიგნალების გაგზავნით. ამ გზით, XY ორღერძიანი სარკისებრი ლინზის კომბინირებული მოძრაობის საშუალებით, მართვის სისტემას შეუძლია გარდაქმნას სიგნალი გალვანომეტრის დაფაზე მასპინძელი კომპიუტერის პროგრამული უზრუნველყოფის წინასწარ დაყენებული გრაფიკის შაბლონისა და დადგენილი ტრაექტორიის რეჟიმის მიხედვით და სწრაფად გადაადგილდეს სამუშაო ნაწილის სიბრტყეზე სკანირების ტრაექტორიის შესაქმნელად.

、

ფოკუსირების ლინზასა და ლაზერულ გალვანომეტრს შორის პოზიციური ურთიერთობის მიხედვით, გალვანომეტრის სკანირების რეჟიმი შეიძლება დაიყოს წინა ფოკუსირების სკანირებად (მარცხენა სურათი) და უკანა ფოკუსირების სკანირებად (მარჯვენა სურათი). ლაზერული სხივის სხვადასხვა პოზიციისკენ გადახრისას (სხივის გადაცემის მანძილი განსხვავებულია) ოპტიკური ბილიკის სხვაობის არსებობის გამო, წინა ფოკუსირების სკანირების პროცესში ლაზერის ფოკუსური სიბრტყე ნახევარსფეროსებრი მოხრილი ზედაპირია, როგორც ეს მარცხენა ფიგურაზეა ნაჩვენები. უკანა ფოკუსირების სკანირების მეთოდი ნაჩვენებია მარჯვენა ფიგურაზე, სადაც ობიექტივის ლინზა არის ბრტყელი ველის ლინზა. ბრტყელი ველის ლინზას აქვს სპეციალური ოპტიკური დიზაინი.

რობოტული შედუღების სისტემა

ოპტიკური კორექციის დანერგვით, ლაზერული სხივის ნახევარსფეროსებრი ფოკუსური სიბრტყე შეიძლება მორგებული იყოს სიბრტყეზე. უკუფოკუსირებადი სკანირება ძირითადად შესაფერისია მაღალი დამუშავების სიზუსტის მოთხოვნებისა და მცირე დამუშავების დიაპაზონის მქონე აპლიკაციებისთვის, როგორიცაა ლაზერული მარკირება, ლაზერული მიკროსტრუქტურის შედუღება და ა.შ. სკანირების არეალის ზრდასთან ერთად, ლინზის დიაფრაგმაც იზრდება. ტექნიკური და მატერიალური შეზღუდვების გამო, დიდი დიაფრაგმის მქონე ფლენსების ფასი ძალიან ძვირია და ეს გადაწყვეტა მიუღებელია. ობიექტივის ლინზის წინ გალვანომეტრიული სკანირების სისტემისა და ექვსღერძიანი რობოტის კომბინაცია არის შესაძლო გადაწყვეტა, რომელსაც შეუძლია შეამციროს დამოკიდებულება გალვანომეტრიულ აღჭურვილობაზე და ჰქონდეს სისტემის სიზუსტის მნიშვნელოვანი ხარისხი და კარგი თავსებადობა. ეს გადაწყვეტა მიღებულია ინტეგრატორების უმეტესობის მიერ, რომელსაც ხშირად მფრინავ შედუღებას უწოდებენ. მოდულის სალტეების შედუღებას, მათ შორის პოლუსის გაწმენდას, აქვს მფრინავი აპლიკაციები, რაც მოქნილად და ეფექტურად ზრდის დამუშავების ფორმატს.

დინამიური ფოკუსირებისთვის ლაზერული სხივის ფოკუსის კონტროლი შეუძლებელია, იქნება ეს წინა ფოკუსით თუ უკანა ფოკუსით სკანირება. წინა ფოკუსით სკანირების რეჟიმისთვის, როდესაც დასამუშავებელი სამუშაო ნაწილი პატარაა, ფოკუსირების ლინზას აქვს გარკვეული ფოკუსური სიღრმის დიაპაზონი, ამიტომ მას შეუძლია ფოკუსირების სკანირება მცირე ფორმატით. თუმცა, როდესაც დასასკანირებელი სიბრტყე დიდია, პერიფერიასთან ახლოს მდებარე წერტილები ფოკუსირებული არ იქნება და ვერ ფოკუსირდება დასამუშავებელი სამუშაო ნაწილის ზედაპირზე, რადგან ის აღემატება ლაზერის ფოკუსური სიღრმის ზედა და ქვედა ზღვრებს. ამიტომ, როდესაც ლაზერული სხივი კარგად უნდა იყოს ფოკუსირებული სკანირების სიბრტყის ნებისმიერ პოზიციაზე და ხედვის არე დიდია, ფიქსირებული ფოკუსური მანძილის მქონე ლინზის გამოყენება ვერ აკმაყოფილებს სკანირების მოთხოვნებს.

დინამიური ფოკუსირების სისტემა არის ოპტიკური სისტემა, რომლის ფოკუსური მანძილის შეცვლა შესაძლებელია საჭიროებისამებრ. ამრიგად, დინამიური ფოკუსირების ლინზის გამოყენებით ოპტიკური ბილიკის სხვაობის კომპენსაციისთვის, ჩაზნექილი ლინზა (სხივის გამაფართოებელი) წრფივად მოძრაობს ოპტიკური ღერძის გასწვრივ ფოკუსირების პოზიციის გასაკონტროლებლად, რითაც მიიღწევა დასამუშავებელი ზედაპირის ოპტიკური ბილიკის სხვაობის დინამიური კომპენსაცია სხვადასხვა პოზიციაზე. 2D გალვანომეტრთან შედარებით, 3D გალვანომეტრის შემადგენლობა ძირითადად დამატებულია „Z-ღერძის ოპტიკური სისტემით“, რაც საშუალებას აძლევს 3D გალვანომეტრს თავისუფლად შეცვალოს ფოკუსური პოზიცია შედუღების პროცესის დროს და შეასრულოს სივრცითი მოხრილი ზედაპირის შედუღება, შედუღების ფოკუსის პოზიციის რეგულირების საჭიროების გარეშე, ისეთი მატარებლის სიმაღლის შეცვლით, როგორიცაა ჩარხები ან რობოტი, როგორიცაა 2D გალვანომეტრი.

დინამიური ფოკუსირების სისტემას შეუძლია შეცვალოს დეფოკუსირების რაოდენობა, ლაქის ზომა, განახორციელოს Z-ღერძის ფოკუსირების რეგულირება და სამგანზომილებიანი დამუშავება.

სამუშაო მანძილი განისაზღვრება, როგორც მანძილი ლინზის ყველაზე წინა მექანიკური კიდიდან ობიექტივის ფოკუსურ სიბრტყემდე ან სკანირების სიბრტყემდე. ფრთხილად იყავით, რომ ეს არ აგვერიოს ობიექტივის ეფექტურ ფოკუსურ სიგრძეში (EFL). ის იზომება მთავარი სიბრტყიდან, ჰიპოთეტური სიბრტყიდან, რომელშიც ვარაუდობენ, რომ მთელი ლინზის სისტემა გარდატეხას განიცდის, ოპტიკური სისტემის ფოკუსურ სიბრტყემდე.