工艺介绍
振镜扫描式打标头主要由XY扫描镜、场镜、振镜及控制器等构成。其工作原理是将激光束入射到两反射镜(扫描镜)上,用控制器控制控制反射片的角度,这两个反射镜可分别沿X、Y轴扫描,从而达到激光束的偏转。
使具有一定功率密度的激光聚焦点在打标材料上按所需的要求运动,从而在材料表面上留下永久的标记,聚焦的光斑可以是圆形或矩形。
随着智能手机、智能穿戴设备、OLED、以及5G的发展,未来相关行业的生产制造中,将越来越多的应用到振镜控制技术。
解决方案
1、振镜补偿
由于光学和扫描仪之间固有的非线性特性,导致振镜在扫描过程中存在着图形的失真,UMAC内置的二维补偿表可以对此非线性特性进行补偿;简言之,就是消除光学畸变。
通过对图形进行物理标记和测量(主要是均匀间隔的矩阵图形),计算出振镜的命令位置所需要的补偿表。补偿数据越多,精度越高,通常采用400~1600个数据进行补偿效果较好。但每个数据都需要实际测量,费时费力。我们设计了全新补偿算法,只需要5x5个点的测量,就可以达到同样的补偿精度。
2、振镜平台联动
振镜平台联动,又称镜台联动/无限视野(Infinite Field of View),振镜视野有限,需要用平台的移动来变相的增加振镜视野。同时减少或消除同一位置的二次加工造成的疤痕或误差。
根据振镜构造、平台构造,将所有的伺服/音圈等电机,构成同一坐标系下的函数关系,即正反解机制。使加工效率提升,节拍缩短。同时因为无拼接,所以良品率提升。
3、联动算法优化
振镜移动速度快,谓之轻盈;平台移动范围广,谓之无限。镜台联动时,动作被分解到振镜+平台的运动,需要节拍最快,即精度+速度二者兼顾。
分频控制算法,又称运动矢量分解,使振镜发挥最大的作用,分担平台的工作,使平台工作量减到最小;同时优化算法使振镜能够在恰当的地方发挥作用。
4、PWM控制
传统控制方式无法把光栅尺信号反馈到控制器,不能构成闭环控制。同时因为驱动器的存在,会造成运动控制的环节增加,控制周期变长,不利于精度的提升。
通过控制器产生PWM脉冲,经过伺服放大器后,直接用于Motor的电流环控制。同时,光栅尺信号直接反馈到控制器,进而构成全闭环的控制。获取到更高的控制权和实时性,缩短控制周期。
控制系统
原本的系统,至少需要配置两个控制器,分别对振镜和平台进行控制,而现在,我们通过One Controller【Power UMAC】,可同时作用于平台移动和振镜控制。
广州市广镒机电有限公司
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