看激光指向穩(wěn)定系統(tǒng),，是如何大幅提高龍門系統(tǒng)激光加工的精度,！

激光加工作為一種無接觸式加工，以其可控性好,、加工效率高,、材料損耗低等特點(diǎn)，在與傳統(tǒng)加工方式的比較中脫穎而出,，成為很多人的選擇,，常見的有激光切割和激光焊接。

目前振鏡或焊接頭與龍門系統(tǒng)架相結(jié)合是常見的激光加工組合方案,。在加工過程中,，焊接頭隨龍門架移動(dòng)或振鏡掃描，促使激光在靶面移動(dòng),，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)高精度的激光切割或焊接操作,。然而，隨著機(jī)器規(guī)模增大,，光束路徑延長(zhǎng),，在加工過程中會(huì)出現(xiàn)機(jī)械結(jié)構(gòu)件的膨脹、龍門系統(tǒng)的振動(dòng)以及導(dǎo)軌平行度以及空氣擾動(dòng),，這使得要實(shí)現(xiàn)微米甚至亞微米精度的控制愈發(fā)困難,。在科學(xué)研究應(yīng)用中，雖可采用封閉或抽真空束線管規(guī)避空氣波動(dòng),，但在龍門架系統(tǒng)中此方法并不適用,，多數(shù)情況下需采用自由梁。對(duì)此,，昊量光電獨(dú)代的德國(guó)TEM公司的主動(dòng)式激光光束指向穩(wěn)定系統(tǒng)能夠解決這個(gè)問題,，其在高速高精度伺服回路中利用兩個(gè)或多個(gè)快速驅(qū)動(dòng)反射鏡，達(dá)成亞微米和亞微弧度級(jí)別的指向穩(wěn)定精度,。

1.光路布置簡(jiǎn)單

整套指向穩(wěn)定系統(tǒng)系統(tǒng)包含兩個(gè)反射鏡,、一個(gè)探測(cè)器和一個(gè)控制器,，光路搭建簡(jiǎn)單。將其中一個(gè)反射鏡放置在激光器出光口,，另一個(gè)反射鏡放置在加工面前,，通過分光鏡或者反射鏡的漏光，采一束樣品光進(jìn)入探測(cè)器,，樣品光需要的功率大約1mw,，探測(cè)器可同時(shí)檢測(cè)近場(chǎng)光和遠(yuǎn)場(chǎng)光,，由此將光束的位置可唯yi確定。當(dāng)激光指向發(fā)生變化,，探測(cè)器所探測(cè)到的信號(hào)會(huì)發(fā)生變化,，隨后控制器對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理，并控制反射鏡偏轉(zhuǎn),，將光束調(diào)整會(huì)zui開始設(shè)定的位置,。

2.響應(yīng)速度快

在進(jìn)行鎖定之前會(huì)進(jìn)行自由度的解耦，即將光束的角度X和Y方向以及位置X和Y方向的偏移進(jìn)行解耦,，實(shí)現(xiàn)通過四個(gè)反射鏡控制單一自由度，得到解耦矩陣,。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)光束的角度或者位置偏移之后,，根據(jù)偏移信息和解耦矩陣可以直接計(jì)算得到反射鏡每一個(gè)軸需要移動(dòng)的量，減少多自由度耦合情況下會(huì)出現(xiàn)的反復(fù)調(diào)節(jié),。

此外壓電陶瓷可以保證很高的響應(yīng)速度,，在光束偏轉(zhuǎn)的第1時(shí)間就能夠?qū)⒐饫貋恚ㄟ^調(diào)整控制PID算法的參數(shù)可以實(shí)現(xiàn)不同響應(yīng)速度的切換,，可達(dá)毫秒量級(jí),。

3.可調(diào)范圍大

高響應(yīng)速度的壓電陶瓷也存在偏轉(zhuǎn)角度小的問題，與其他品牌只有壓電陶瓷的同類型產(chǎn)品相比,，德國(guó)TEM公司提供的主動(dòng)式指向穩(wěn)定系統(tǒng)配套的反射鏡還配有電動(dòng)馬達(dá),，能夠?qū)崿F(xiàn)大角度的偏轉(zhuǎn)，Max偏轉(zhuǎn)角可達(dá)18°,。

根據(jù)大偏轉(zhuǎn)角和大光斑,，廠家還提供多種型號(hào)的探測(cè)器進(jìn)行選擇。如果光斑和偏轉(zhuǎn)角都比較小,，可以使用標(biāo)準(zhǔn)的探測(cè)器,；如果光斑比較大，可以在探測(cè)器前端增加縮束系統(tǒng)和使用短焦系列的探測(cè)器,，實(shí)現(xiàn)大范圍的探測(cè),。

4.控制精度高

該系統(tǒng)配套的位敏探測(cè)器的探測(cè)精度很高，可以達(dá)到4nm和4nrad,，同時(shí)在電路系統(tǒng)中增加穩(wěn)定可靠的降噪系統(tǒng)和放大電路,，信噪比大于60db，配合行程分辨率很高的壓電陶瓷,，整套系統(tǒng)的精度zui高可以達(dá)到十納米和十納弧度級(jí)別,。

5.可二次開發(fā)

除了基礎(chǔ)的激光指向穩(wěn)定之外，該系統(tǒng)還可以通過RS232或者以太網(wǎng)口的形式以ASCII碼的方式實(shí)現(xiàn)二次開發(fā),，功能包括啟動(dòng)指向鎖定功能,、控制光斑移動(dòng)（單獨(dú)控制一束光的位置移動(dòng)和角度移動(dòng)）,、讀取光斑位置信息和檢測(cè)功率變化等。

德國(guó)的TEM公司成立于1988年,，涉足的應(yīng)用領(lǐng)域廣泛,，包括激光電子學(xué)、光學(xué)測(cè)量技術(shù),、控制工程以及自動(dòng)化技術(shù)等,，其研發(fā)設(shè)計(jì)生產(chǎn)的主動(dòng)式激光指向穩(wěn)定系統(tǒng)、功率穩(wěn)定系統(tǒng),、以及相位鎖定等產(chǎn)品能夠有效解決客戶在使用激光器過程中因?yàn)榄h(huán)境以及激光器本身所造成的不穩(wěn)定現(xiàn)象,。而作為該公司的主推產(chǎn)品，指向穩(wěn)定系統(tǒng)能夠有效解決激光器的溫漂以及環(huán)境擾動(dòng)和機(jī)械振動(dòng)帶來的激光指向變化,，如果您目前正收到激光指向相關(guān)的困擾,，相信我們的產(chǎn)品能夠解決您的問題！

上海昊量光電作為德國(guó)TEM公司在中國(guó)大陸地區(qū)總授權(quán)代理商以及指向穩(wěn)定系統(tǒng)產(chǎn)品的獨(dú)代,，為您提供專業(yè)的產(chǎn)品技術(shù)服務(wù),。如您對(duì)于德國(guó)TEM公司的產(chǎn)品有興趣或者任何問題，都隨時(shí)歡迎通過電話,、電子郵件或者微信與我們聯(lián)系,。

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