工业应用

首页 > 工业应用

 动态聚焦振镜系统的应用

    在扫描激光打标设备的世界里,振镜马达使得高度聚焦的激光束投向一个x/y平面。这些镜子以难以置信的速度移动,从而在生产线的部件上标刻出文字、条形码、二维码,以及其他各种图案。使用激光进行标刻的优点广为人知,高速、高质量和永久标刻取代了速度更慢且可靠性更差的技术,如撞针或喷墨方式。只要目标对象为二维且在激光的焦距范围内,那么激光打标机能带来经久耐用、一劳永逸的标刻效果。但是如果一旦需要使用激光在非平面上标刻呢?或者如果需要连续在所处高度不同的两个平面上完成标刻呢?

    对于后一种情况来说,当在产品更换期间高度发生变化的情况下,传统的解决方案是把激光头安装于可移动的接头上。当产品即将发生更换时,操作员将使用工具调整接头至一个预定的高度水平。从某种程度来说,这是劳动密集型的步骤,因此可能出现不可靠的情况,因为结果依赖于操作人员的经验或技巧。

 

三轴控制
    该技术采用了目前x/y振镜的配置,并将其应用于z轴,而通常被固定在激光光路输出端的激光扩束镜,被安装在一个滑动的电子振镜上,从而能使镜片更远或更近地相对激光输出端运动。随着扩束镜向激光输出端移动,激光束焦点也随之移动。实际上,这创造出z轴的场域,在其中激光能自由标刻任何表面,前提是该表面应位于原始聚焦位置的±21mm范围内。这一增加的柔性使得这些单元能够标刻许多之前无法对付的表面类型,例如圆柱体、球面、斜面和多层零件,并在精度和速度上无任何降低。

 

    三轴控制技术提供一种完美适合该特殊应用需求的方案。打标机能在高达12000 mm/s的速度下调节其焦点,双层界面都能在生产线速度下获得无变形的标刻效果。

曲面上打标
  对一家大型汽车零部件制造商来说,面临着同样的问题。我们中的许多人对平时每天在自己车上用到的按钮不以为然,加热、除霜、 A/C、调节音量和电台。这些按钮以前一直以喷墨方式标刻,使用不久后,最常用的按钮便会出现磨损的迹象。该汽车零部件供应商希望获得一种新的、更耐久的方法用于把各种不同的设计标刻于按钮上,而激光很自然地成为一种选择。
采用激光的想法对于平面按钮来说有效,但控制面板上的许多按钮带有微小弧度。为了完全实现激光的方案,该公司必须找到一种方法去除平面和多个曲面顶层的涂层,尤其是曲面正越来越多出现在工学设计的乘客舱中。初期的方案包括一个复杂的马达驱动台,以精确控制按钮支架的高度,使其在激光下方运动。然而,这一技术被证明为不可靠且昂贵。质量对于消费类产品来说是至关重要的;没有人希望在空调控制按钮上标刻的小人本应为圆形的脑袋变成矩形。
   Marking Builder
三维软件提供了在曲面按钮上实现接近无缝标刻的一种简单且精密的方法。为了完成打标,激光机操作员只需完成三个简单的步骤:
1.
在二维布局中将dxf图形格式的文件排列开来。
2.
选择圆柱并输入按钮的直径参数。实时的软件三维显示使用户能验证所有标记的位置。
3.
上传设置数据给激光头。
   随着三个步骤的完成,动态聚焦系统已经准备好打标了。图3显示出激光标刻的结果;一致的标刻质量等同已经超越了喷墨标记。

 

 

宽区域打标   

    移动扩束镜所带来的另一项微小的优势可能是其免除了工业标准的F-Theta镜。对于F-Theta镜的技术定义是,  “一种能压缩被多棱镜偏光处理过并投射于平坦表面的激光束的修正镜头。”通俗地说就是,F-Theta镜意味着在整个标刻区域保持一定的扫描速度并减少因凸透镜引起的焦点错误。
通过采用三轴控制技术,F-Theta镜就变得多余了。Z轴振镜的速度能基于光束在视野中不同的位置而变化。通过移向或离开激光管,光束被推上推下,从而保持焦点始终在标刻区域的同一平面上,保持焦平面的稳定具有一系列优点。

 

其他应用   

    以上所描述的三轴控制技术可能应用于其他工业材料加工中,例如,裁剪注塑件的浇口,修剪橡胶包裹的粗线缆,以及精确在织物或薄塑料片上切割出大范围的图案。
    三轴控制技术现在仍然是市场上的新产品,并刚刚开始激发人们富有想象力地找出能解决制造业问题的方案。生产能力的增加、精密标刻大范围区域、以及在不平坦表面标刻的能力,只是三轴激光在提升效率、降低成本上的几种体现,其潜在的应用机会实际是无限的。