激光打标设备的核心是激光打标控制系统和激光打标头,因此,激光打标的发展历程就是打标控制系统和激光打标头的发展过程。从1995年起,在激光打标领域就经历了大幅面时代、转镜时代和振镜时代,控制方式也完成了从软件直接控制到上下位机控制到实时处理、分时复用的一系列演变,如今,半导体激光器、光纤激光器、乃至紫外。
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激光扫描振镜,英文称为 Galvanometer Optical Scanner 或简称 Galvo Scanner,是一种高速、高精度的电机驱动偏转镜系统。它的核心功能是快速、准确地控制激光光束在二维平面(X轴和Y轴)上的偏转路径,从而让激光束能够按照预设的图案或轨迹进行扫描运动。
您可以把它想象成激光的"指挥棒",计算机发出指令,振镜系统就指挥激光点到指定的位置。
一套完整的激光扫描振镜系统通常由三大部分组成:
振镜电机:这是核心执行机构。内部有一个非常精密的电机(通常是动圈式或动磁式电机),其转子轴上安装有一面反射镜。电机接收驱动信号后,可以带动镜片进行极小角度的高速旋转。
伺服控制卡:这是系统的"大脑"。它接收来自计算机(CAD/CAM软件)的矢量图形或点位数据,并将其转换为控制振镜电机运动的电信号(模拟电压或数字信号
F-θ 聚焦透镜:这是一个特殊设计的平场聚焦透镜,是决定加工质量的关键光学部件。
为什么需要它? 振镜镜片偏转时,激光光束在理想情况下会在一个球面上聚焦。如果使用普通透镜,打标出来的图案边缘会失真和模糊(枕形失真)。
它的作用? F-θ 透镜通过特殊的光学设计,将激光光束的聚焦点完美地校正到一个平面上,确保在整个扫描范围内(即整个加工平面)的光斑大小一致、能量均匀,从而获得高精度的加工效果。
数据输入:计算机将需要扫描的图形(如文字、二维码、复杂图案)转换成坐标点序列,通过控制卡。
信号处理:控制卡根据接收到的坐标点,计算出两个振镜电机需要转动的角度,并发出相应的驱动信号。
光束偏转:
X轴振镜:控制激光束在水平方向的移动。
Y轴振镜:控制激光束在垂直方向的移动。
两轴协同工作,就可以让激光焦点到达平面上的任意一点。
聚焦加工:激光光束经过振镜偏转后,通过F-θ透镜进行聚焦,最终在工件表面上形成高能量密度的光斑,通过烧蚀、熔化、变色等效应实现加工目的。
高速重复:整个过程以极高的速度(每秒可达数千至数万个点)重复进行,由于人眼的视觉暂留效应,我们看到的就是一个完整的、连续的图案。
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