Ներածություն լազերային գալվանոմետրին

Լազերային սկաները, որը նաև կոչվում է լազերային գալվանոմետր, բաղկացած է XY օպտիկական սկանավորման գլխիկից, էլեկտրոնային շարժիչի ուժեղացուցիչից և օպտիկական արտացոլման ոսպնյակից: Համակարգչային կառավարիչի կողմից տրամադրվող ազդանշանը օպտիկական սկանավորման գլուխը մղում է շարժիչ ուժեղացուցիչի շղթայով, այդպիսով կառավարելով լազերային ճառագայթի շեղումը XY հարթությունում: Պարզ ասած, գալվանոմետրը սկանավորող գալվանոմետր է, որն օգտագործվում է լազերային արդյունաբերության մեջ: Դրա մասնագիտական ​​​​տերմինը կոչվում է բարձր արագությամբ սկանավորող գալվանոմետր Galvo սկանավորման համակարգ: Այսպես կոչված գալվանոմետրը կարող է նաև անվանվել ամպերմետր: Դրա նախագծման գաղափարը ամբողջությամբ հետևում է ամպերմետրի նախագծման մեթոդին: Ոսպնյակը փոխարինում է ասեղը, իսկ զոնդի ազդանշանը փոխարինվում է համակարգչային կառավարմամբ -5V-5V կամ -10V-+10V DC ազդանշանով՝ նախապես որոշված ​​​​գործողությունն ավարտելու համար: Ինչպես պտտվող հայելային սկանավորման համակարգը, այս տիպիկ կառավարման համակարգը նույնպես օգտագործում է մի զույգ հետ քաշվող հայելիներ: Տարբերությունն այն է, որ այս ոսպնյակների հավաքածուն շարժող քայլային շարժիչը փոխարինվում է սերվոշարժիչով: Այս կառավարման համակարգում օգտագործվում է դիրքի սենսոր և բացասական հետադարձ կապի օղակ, որոնք ապահովում են համակարգի ճշգրտությունը, իսկ սկանավորման արագությունը և ամբողջ համակարգի կրկնակի դիրքավորման ճշգրտությունը հասնում են նոր մակարդակի: Գալվանոմետրիկ սկանավորման նշագրման գլուխը հիմնականում բաղկացած է XY սկանավորման հայելուց, դաշտային ոսպնյակից, գալվանոմետրից և համակարգչային կառավարմամբ նշագրման ծրագրից: Ընտրվում են համապատասխան օպտիկական բաղադրիչներ՝ ըստ լազերի տարբեր ալիքի երկարությունների: Առնչվող տարբերակներից են նաև լազերային ճառագայթի ընդարձակիչները, լազերները և այլն: Լազերային ցուցադրական համակարգում օպտիկական սկանավորման ալիքաձևը վեկտորային սկանավորում է, և համակարգի սկանավորման արագությունը որոշում է լազերային պատկերի կայունությունը: Վերջին տարիներին մշակվել են բարձր արագությամբ սկաներներ, որոնց սկանավորման արագությունը հասնում է 45,000 միավոր/վրկ, ինչը հնարավորություն է տալիս ցուցադրել բարդ լազերային անիմացիաներ:

5.1 Լազերային գալվանոմետրիկ եռակցման միացում

5.1.1 Գալվանոմետրային եռակցման միացման սահմանումը և կազմը.

Կոլիմացիոն ֆոկուսային գլխիկը որպես հենարան օգտագործում է մեխանիկական սարք։ Մեխանիկական սարքը շարժվում է առաջ-ետ՝ տարբեր հետագծերի եռակցման համար։ Եռակցման ճշգրտությունը կախված է ակտուատորի ճշգրտությունից, ուստի կան խնդիրներ, ինչպիսիք են ցածր ճշգրտությունը, դանդաղ արձագանքման արագությունը և մեծ իներցիան։ Գալվանոմետրի սկանավորման համակարգը օգտագործում է շարժիչ՝ ոսպնյակը շեղման համար տեղափոխելու համար։ Շարժիչը գործարկվում է որոշակի հոսանքով և ունի բարձր ճշգրտության, փոքր իներցիայի և արագ արձագանքման առավելություններ։ Երբ ճառագայթը լուսավորվում է գալվանոմետրի ոսպնյակի վրա, գալվանոմետրի շեղումը փոխում է լազերային ճառագայթը։ Հետևաբար, լազերային ճառագայթը կարող է սկանավորել սկանավորման տեսադաշտի ցանկացած հետագիծ գալվանոմետրի համակարգի միջոցով։

Գալվանոմետրիկ սկանավորման համակարգի հիմնական բաղադրիչներն են՝ ճառագայթային ընդարձակման կոլիմատորը, ֆոկուսային ոսպնյակը, XY երկառանցք սկանավորող գալվանոմետրը, կառավարման վահանակը և հիմնական համակարգչային ծրագրային համակարգը։ Սկանավորող գալվանոմետրը հիմնականում վերաբերում է երկու XY գալվանոմետրիկ սկանավորող գլխիկներին, որոնք շարժվում են բարձր արագությամբ փոխադարձ սերվոշարժիչներով։ Երկառանցք սերվո համակարգը շարժում է XY երկառանցք սկանավորող գալվանոմետրը՝ համապատասխանաբար X և Y առանցքների երկայնքով շեղվելու համար՝ հրամանային ազդանշաններ ուղարկելով X և Y առանցքների սերվոշարժիչներին։ Այսպիսով, XY երկառանցք հայելային ոսպնյակի համակցված շարժման միջոցով կառավարման համակարգը կարող է ազդանշանը փոխակերպել գալվանոմետրիկ վահանակի միջոցով՝ համաձայն հիմնական համակարգչային ծրագրային ապահովման նախապես սահմանված գրաֆիկական ձևանմուշի՝ համաձայն սահմանված ուղղության, և արագ շարժվել աշխատանքային մասի հարթության վրա՝ սկանավորման հետագիծ ձևավորելու համար։

5.1.2 Գալվանոմետրային եռակցման միացումների դասակարգում.

1. Առջևի ֆոկուսավորող սկանավորող օբյեկտիվ

Ֆոկուսային ոսպնյակի և լազերային գալվանոմետրի միջև դիրքային հարաբերության համաձայն, գալվանոմետրի սկանավորման ռեժիմը կարելի է բաժանել առջևի ֆոկուսային սկանավորման (նկար 1 ստորև) և հետևի ֆոկուսային ֆոկուսային սկանավորման (նկար 2 ստորև): Լազերային ճառագայթի տարբեր դիրքերի շեղման դեպքում (ճառագայթի փոխանցման հեռավորությունը տարբեր է) օպտիկական ուղիների տարբերության պատճառով, նախորդ ֆոկուսային ռեժիմի սկանավորման գործընթացում լազերի ֆոկուսային մակերեսը կիսագնդաձև մակերես է, ինչպես ցույց է տրված ձախ նկարում: Հետֆոկուսային սկանավորման մեթոդը ցույց է տրված աջ կողմում գտնվող նկարում: Օբյեկտիվ ոսպնյակը F-հատվածի ոսպնյակ է: F-հատվածի հայելին ունի հատուկ օպտիկական դիզայն: Օպտիկական ուղղման ներդրմամբ լազերային ճառագայթի կիսագնդաձև ֆոկուսային մակերեսը կարող է կարգավորվել հարթության: Հետֆոկուսային սկանավորումը հիմնականում հարմար է այն կիրառությունների համար, որոնք պահանջում են բարձր մշակման ճշգրտություն և փոքր մշակման միջակայք, ինչպիսիք են լազերային նշագրումը, լազերային միկրոկառուցվածքային եռակցումը և այլն:

2.Հետևի ֆոկուսով սկանավորող ոսպնյակ

Սկանավորման մակերեսի մեծացմանը զուգընթաց, մեծանում է նաև f-թետա օբյեկտիվի ապերտուրան։ Տեխնիկական և նյութական սահմանափակումների պատճառով մեծ ապերտուրայով f-թետա օբյեկտիվները շատ թանկ են, և այս լուծումը չի ընդունվում։ Վեց առանցքային ռոբոտի հետ համատեղ օբյեկտիվ օբյեկտիվի առջևի գալվանոմետրիկ սկանավորման համակարգը համեմատաբար իրագործելի լուծում է, որը կարող է նվազեցնել գալվանոմետրիկ սարքավորումներից կախվածությունը, ունի համակարգի ճշգրտության զգալի աստիճան և լավ համատեղելիություն։ Այս լուծումն ընդունվել է ինտեգրատորների մեծ մասի կողմից։ Ընդունումը հաճախ անվանում են թռիչքային եռակցում։ Մոդուլային լարերի եռակցումը, ներառյալ բևեռների մաքրումը, ունի թռիչքային կիրառություններ, որոնք կարող են ճկուն և արդյունավետ կերպով մեծացնել մշակման լայնությունը։

3.3D գալվանոմետր։

Անկախ նրանից՝ առջևի, թե հետևի ֆոկուսային սկանավորում է, լազերային ճառագայթի ֆոկուսը չի կարող կառավարվել դինամիկ ֆոկուսավորման համար: Առջևի ֆոկուսային սկանավորման ռեժիմում, երբ մշակվող աշխատանքային մասը փոքր է, ֆոկուսային ոսպնյակն ունի որոշակի ֆոկուսային խորության միջակայք, ուստի այն կարող է ֆոկուսային սկանավորում կատարել փոքր ֆորմատով: Այնուամենայնիվ, երբ սկանավորվող հարթությունը մեծ է, ծայրամասին մոտ գտնվող կետերը կլինեն ֆոկուսից դուրս և չեն կարող ֆոկուսացվել մշակվող աշխատանքային մասի մակերեսին, քանի որ այն գերազանցում է լազերային ֆոկուսի խորության միջակայքը: Հետևաբար, երբ լազերային ճառագայթը պետք է լավ ֆոկուսավորված լինի սկանավորման հարթության ցանկացած դիրքում, և տեսադաշտը մեծ է, ֆիքսված ֆոկուսային երկարությամբ ոսպնյակի օգտագործումը չի կարող բավարարել սկանավորման պահանջները: Դինամիկ ֆոկուսային համակարգը օպտիկական համակարգերի մի շարք է, որոնց ֆոկուսային երկարությունը կարող է փոխվել անհրաժեշտության դեպքում: Հետևաբար, հետազոտողները առաջարկում են օգտագործել դինամիկ ֆոկուսային ոսպնյակ՝ օպտիկական ուղու տարբերությունը փոխհատուցելու համար, և օգտագործել գոգավոր ոսպնյակ (ճառագայթի ընդարձակիչ)՝ օպտիկական առանցքի երկայնքով գծային շարժվելու համար՝ ֆոկուսի դիրքը կառավարելու և տարբեր դիրքերում օպտիկական ուղու տարբերությունը հասնելու համար: Մշակվող մակերեսը դինամիկ կերպով փոխհատուցում է օպտիկական ուղու տարբերությունը տարբեր դիրքերում: Համեմատած 2D գալվանոմետրի հետ, 3D գալվանոմետրի կազմը հիմնականում ավելացնում է «Z-առանցքի օպտիկական համակարգ», այնպես որ 3D գալվանոմետրը կարող է ազատորեն փոխել ֆոկուսի դիրքը եռակցման գործընթացի ընթացքում և կատարել տարածական կոր մակերևույթի եռակցում՝ առանց կրիչը փոխելու անհրաժեշտության, ինչպիսիք են մեքենայական գործիքը և այլն, ինչպես 2D գալվանոմետրը: Ռոբոտի բարձրությունն օգտագործվում է եռակցման ֆոկուսի դիրքը կարգավորելու համար: