動态聚焦振鏡系統的應用(yòng)
在掃描激光打标設備的世界裏，振鏡馬達使得高(gāo)度聚焦的激光束投向一個x/y平面。這(zhè)些(xiē)鏡子以難以置信的速度移動，從(cóng)而在生産線的部件上(shàng)标刻出文(wén)字、條形碼、二維碼，以及其他(tā)各種圖案。使用(yòng)激光進行标刻的優點廣爲人知(zhī)，高(gāo)速、高(gāo)質量和(hé)永久标刻取代了(le)速度更慢且可靠性更差的技術，如撞針或噴墨方式。隻要目标對(duì)象爲二維且在激光的焦距範圍内，那麽激光打标機能(néng)帶來(lái)經久耐用(yòng)的标刻效果。但(dàn)是如果一旦需要使用(yòng)激光在非平面上(shàng)标刻呢(ne)？或者如果需要連續在所處高(gāo)度不同的兩個平面上(shàng)完成标刻呢(ne)？
對(duì)于後一種情況來(lái)說，當在産品更換期間高(gāo)度發生變化的情況下(xià)，傳統的解決方案是把激光頭安裝于可移動的接頭上(shàng)。當産品即将發生更換時(shí)，操作(zuò)員将使用(yòng)工(gōng)具調整接頭至一個預定的高(gāo)度水(shuǐ)平。從(cóng)某種程度來(lái)說，這(zhè)是勞動密集型的步驟，因此可能(néng)出現(xiàn)不可靠的情況，因爲結果依賴于操作(zuò)人員的經驗或技巧。
三軸控制
該技術采用(yòng)了(le)目前x/y振鏡的配置，并将其應用(yòng)于z軸，而通常被固定在激光光路輸出端的激光擴束鏡，被安裝在一個滑動的電子振鏡上(shàng)，從(cóng)而能(néng)使鏡片更遠或更近地相對(duì)激光輸出端運動。随着擴束鏡向激光輸出端移動，激光束焦點也(yě)随之移動。實際上(shàng)，這(zhè)創造出z軸的場域，在其中激光能(néng)自(zì)由标刻任何表面，前提是該表面應位于原始聚焦位置的±21mm範圍内。這(zhè)一增加的柔性使得這(zhè)些(xiē)單元能(néng)夠标刻許多之前無法對(duì)付的表面類型，例如圓柱體、球面、斜面和(hé)多層零件，并在精度和(hé)速度上(shàng)無任何降低(dī)。
圖1.該技術采用(yòng)了(le)現(xiàn)有的x/y軸振鏡的設置，并将其應用(yòng)于z軸
三軸控制技術提供一種适合該特殊應用(yòng)需求的方案。打标機能(néng)在高(gāo)達12000 mm/s的速度下(xià)調節其焦點，雙層界面都能(néng)在生産線速度下(xià)獲得無變形的标刻效果。
曲面上(shàng)打标
對(duì)一家大(dà)型汽車零部件制造商來(lái)說，面臨着同樣的問題。我們中的許多人對(duì)平時(shí)每天在自(zì)己車上(shàng)用(yòng)到(dào)的按鈕不以爲然，加熱、除霜、 A/C、調節音(yīn)量和(hé)電台。這(zhè)些(xiē)按鈕以前一直以噴墨方式标刻，使用(yòng)不久後，常用(yòng)的按鈕便會(huì)出現(xiàn)磨損的迹象。該汽車零部件供應商希望獲得一種新的、更耐久的方法用(yòng)于把各種不同的設計(jì)标刻于按鈕上(shàng)，而激光很(hěn)自(zì)然地成爲一種選擇。
采用(yòng)激光的想法對(duì)于平面按鈕來(lái)說有效，但(dàn)控制面闆上(shàng)的許多按鈕帶有微小(xiǎo)弧度。爲了(le)完全實現(xiàn)激光的方案，該公司必須找到(dào)一種方法去除平面和(hé)多個曲面頂層的塗層，尤其是曲面正越來(lái)越多出現(xiàn)在工(gōng)學設計(jì)的乘客艙中。初期的方案包括一個複雜(zá)的馬達驅動台，以精确控制按鈕支架的高(gāo)度，使其在激光下(xià)方運動。然而，這(zhè)一技術被證明(míng)爲不可靠且昂貴。質量對(duì)于消費類産品來(lái)說是至關重要的；沒有人希望在空(kōng)調控制按鈕上(shàng)标刻的小(xiǎo)人本應爲圓形的腦(nǎo)袋變成矩形。
Marking Builder三維軟件提供了(le)在曲面按鈕上(shàng)實現(xiàn)接近無縫标刻的一種簡單且精密的方法。爲了(le)完成打标，激光機操作(zuò)員隻需完成三個簡單的步驟：
1.在二維布局中将dxf圖形格式的文(wén)件排列開(kāi)來(lái)。
2.選擇“圓柱”并輸入按鈕的直徑參數。實時(shí)的軟件三維顯示使用(yòng)戶能(néng)驗證所有标記的位置。
3.上(shàng)傳設置數據給激光頭。
随着三個步驟的完成，動态聚焦系統已經準備好(hǎo)打标了(le)。圖3顯示出激光标刻的結果；一緻的标刻質量等同已經超越了(le)噴墨标記。
圖2.采用(yòng)激光打标獲得的一緻的标刻質量，等同甚至超越了(le)噴墨标記。
寬區(qū)域打标
移動擴束鏡所帶來(lái)的另一項微小(xiǎo)的優勢可能(néng)是其免除了(le)工(gōng)業标準的F-Theta鏡。對(duì)于F-Theta鏡的技術定義是， “一種能(néng)壓縮被多棱鏡偏光處理(lǐ)過并投射于平坦表面的激光束的修正鏡頭。”通俗地說就是，F-Theta鏡意味着在整個标刻區(qū)域保持一定的掃描速度并減少因凸透鏡引起的焦點錯誤。
通過采用(yòng)三軸控制技術，F-Theta鏡就變得多餘了(le)。Z軸振鏡的速度能(néng)基于光束在視(shì)野中不同的位置而變化。通過移向或離開(kāi)激光管，光束被推上(shàng)推下(xià)，從(cóng)而保持焦點始終在标刻區(qū)域的同一平面上(shàng)，保持焦平面的穩定具有一系列優點。
其他(tā)應用(yòng)
以上(shàng)所描述的三軸控制技術可能(néng)應用(yòng)于其他(tā)工(gōng)業材料加工(gōng)中，例如，裁剪注塑件的澆口，修剪橡膠包裹的粗線纜，以及精确在織物或薄塑料片上(shàng)切割出大(dà)範圍的圖案。
三軸控制技術現(xiàn)在仍然是市場上(shàng)的新産品，并剛剛開(kāi)始激發人們富有想象力地找出能(néng)解決制造業問題的方案。生産能(néng)力的增加、精密标刻大(dà)範圍區(qū)域、以及在不平坦表面标刻的能(néng)力，隻是三軸激光在提升效率、降低(dī)成本上(shàng)的幾種體現(xiàn)，其潛在的應用(yòng)機會(huì)實際是巨大(dà)的。
