三維動(dòng)態(tài)聚焦激光打標(biāo)介紹
動(dòng)態(tài)聚焦技術(shù)是振鏡式掃描激光打標(biāo)機(jī)控制系統(tǒng)的核心部分,在普通聚焦鏡前加了一個(gè)Z方向運(yùn)動(dòng)的動(dòng)態(tài)聚焦鏡,隨著掃描位置的不同而改變動(dòng)態(tài)聚焦鏡的前后移動(dòng)位置,通過(guò)微調(diào)動(dòng)態(tài)聚焦鏡和聚集鏡之間的距離來(lái)實(shí)現(xiàn)聚焦補(bǔ)償,使遠(yuǎn)離原點(diǎn)的激光束的光斑直徑再次與原點(diǎn)的光斑達(dá)到一樣大,確保掃描平面上的聚焦準(zhǔn)確性,再經(jīng)過(guò)X振鏡和Y振鏡掃描后聚焦在需要打標(biāo)的工件表面上,它是迄今為止要求光斑小、打標(biāo)面積大的最佳解決方案。
現(xiàn)在激光打標(biāo)機(jī)一次打標(biāo)面積普遍比較小,一般在300*300mm/次范圍內(nèi),如果要想進(jìn)行大幅面激光打標(biāo)就需要用到如下介紹的動(dòng)態(tài)聚焦激光打標(biāo)機(jī)
動(dòng)態(tài)聚焦激光打標(biāo)機(jī)的動(dòng)態(tài)聚焦掃描系統(tǒng)是專為實(shí)現(xiàn)小光斑、大工作范圍和高靈活性的激光掃描所設(shè)計(jì)的,適用于CO2、YAG及光纖激光器。已成熟的應(yīng)用在多個(gè)行業(yè)中,最為顯著的特色是速度,也就提高了加工企業(yè)的效率。
動(dòng)態(tài)聚焦掃描系統(tǒng)由箱體、動(dòng)態(tài)軸、動(dòng)態(tài)聚焦鏡片組、XY掃描振鏡、XY反射鏡片及保護(hù)窗組成。輸入信號(hào)為數(shù)字信號(hào),支持XY2-100協(xié)議,最佳入射光斑直徑為15mm,共分為300 x 300~600 x 600,400x400~800 x 800,600x600~1500 x 1500(單位:mm2)六種掃描范圍。
動(dòng)態(tài)聚焦掃描系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)緊湊、堅(jiān)固防塵、安裝方便精確、抗干擾能力強(qiáng)等特點(diǎn)。該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)充分考慮了振鏡電機(jī)及驅(qū)動(dòng)板的散熱問(wèn)題,確保了長(zhǎng)期工作狀態(tài)下的系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
大范圍打標(biāo)的最好解決方案就是利用激光打標(biāo)機(jī)動(dòng)態(tài)調(diào)焦系統(tǒng)——它是迄今為止要求光斑小、打標(biāo)面積大的最佳解決方案,它將高速度、靈活性和高達(dá)1500×1500mm的打標(biāo)范圍完美結(jié)合起來(lái)。
三維動(dòng)態(tài)聚焦示意圖
三維動(dòng)態(tài)聚焦技術(shù)原理(見(jiàn)上圖)是:動(dòng)態(tài)聚焦技術(shù)是振鏡式掃描激光打標(biāo)機(jī)控制系統(tǒng)的核心部分,在普通聚焦鏡前加了一個(gè)Z方向運(yùn)動(dòng)的動(dòng)態(tài)聚焦鏡,隨著掃描位置的不同而改變動(dòng)態(tài)聚焦鏡的前后移動(dòng)位置,通過(guò)微調(diào)動(dòng)態(tài)聚焦鏡和聚集鏡之間的距離來(lái)實(shí)現(xiàn)聚焦補(bǔ)償,使遠(yuǎn)離原點(diǎn)的激光束的光斑直徑再次與原點(diǎn)的光斑達(dá)到一樣大,確保掃描平面上的聚焦準(zhǔn)確性,再經(jīng)過(guò)X振鏡和Y振鏡掃描后聚焦在需要打標(biāo)的工件表面上,它是迄今為止要求光斑小、打標(biāo)面積大的最佳解決方案。通過(guò)X振鏡、Y振鏡和Z振鏡構(gòu)成三維聚焦的技術(shù)解決了激光束經(jīng)過(guò)聚焦鏡后因焦平面是球面而工件表面是平面所引起的在打標(biāo)平面上的聚焦光斑變大,打標(biāo)線條寬度不一樣的問(wèn)題。通過(guò)改變動(dòng)態(tài)聚焦鏡的位置,使其焦點(diǎn)仍然在工件的表面上,實(shí)現(xiàn)所有在打標(biāo)范圍內(nèi)的光斑直徑一樣大并且光斑直徑又小的效果。這種方式是典型的振鏡式的pre-scan。
普通的振鏡型激光打標(biāo)機(jī)采用的是post-scan的方式,激光器輸出的光束先經(jīng)振鏡進(jìn)行掃描,然后通過(guò)F一Theta透鏡聚焦到掃描平面上。這種方式控制起來(lái)比較容易,但是掃描面積受到F一下heta透鏡的限制,而且掃描平面內(nèi)的每個(gè)光點(diǎn)的大小不一樣。中間的較小,周圍較大,而且容易產(chǎn)生枕型和腰鼓型失真。這種方式的優(yōu)點(diǎn)是控制軟件容易實(shí)現(xiàn),成本較低,速度較快,因而為大多數(shù)振鏡式掃描的激光打標(biāo)機(jī)所采用。