Ռոբոտացված եռակցման համակարգ – գալվանոմետրային եռակցման գլխիկ

Կոլիմատորիչ ֆոկուսացնող գլխիկը մեխանիկական սարք է օգտագործում որպես հենարան և մեխանիկական սարքի միջով առաջ-ետ է շարժվում՝ տարբեր հետագծերով եռակցման աշխատանքներ իրականացնելու համար: Եռակցման ճշգրտությունը կախված է ակտուատորի ճշգրտությունից, ուստի կան խնդիրներ, ինչպիսիք են ցածր ճշգրտությունը, դանդաղ արձագանքման արագությունը և մեծ իներցիան: Գալվանոմետրիկ սկանավորման համակարգը օգտագործում է շարժիչ՝ ոսպնյակը շեղելու համար: Շարժիչը շարժվում է որոշակի հոսանքով և ունի բարձր ճշգրտության, փոքր իներցիայի և արագ արձագանքման առավելություններ: Երբ լույսի ճառագայթը ճառագայթվում է գալվանոմետրիկ ոսպնյակի վրա, գալվանոմետրի շեղումը փոխում է լազերային ճառագայթի անդրադարձման անկյունը: Հետևաբար, լազերային ճառագայթը կարող է սկանավորել սկանավորման տեսադաշտի ցանկացած հետագիծ գալվանոմետրիկ համակարգի միջոցով: Ռոբոտացված եռակցման համակարգում օգտագործվող ուղղահայաց գլխիկը այս սկզբունքի վրա հիմնված կիրառություն է:

Հիմնական բաղադրիչներըգալվանոմետրային սկանավորման համակարգեն ճառագայթի ընդարձակման կոլիմատորը, ֆոկուսային ոսպնյակը, XY երկառանցք սկանավորող գալվանոմետրը, կառավարման վահանակը և հիմնական համակարգչային ծրագրային համակարգը: Սկանավորող գալվանոմետրը հիմնականում վերաբերում է երկու XY գալվանոմետր 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 փոխակերպել ազդանշանը գալվանոմետրի վահանակի միջոցով՝ համաձայն հիմնական համակարգչային ծրագրային ապահովման նախապես սահմանված գրաֆիկայի ձևանմուշի և սահմանված ուղու ռեժիմի, և արագ շարժվել աշխատանքային մասի հարթության վրա՝ սկանավորման հետագիծ ձևավորելու համար:

、

Ֆոկուսային ոսպնյակի և լազերային գալվանոմետրի միջև դիրքային հարաբերության համաձայն, գալվանոմետրի սկանավորման ռեժիմը կարելի է բաժանել առջևի ֆոկուսային սկանավորման (ձախ նկար) և հետևի ֆոկուսային սկանավորման (աջ նկար): Լազերային ճառագայթի տարբեր դիրքերի շեղման դեպքում (ճառագայթի փոխանցման հեռավորությունը տարբեր է) օպտիկական ուղիների տարբերության առկայության պատճառով, նախորդ ֆոկուսային սկանավորման գործընթացում լազերի ֆոկուսային հարթությունը կիսագնդաձև կոր մակերես է, ինչպես ցույց է տրված ձախ նկարում: Հետևի ֆոկուսային սկանավորման մեթոդը ցույց է տրված աջ նկարում, որտեղ օբյեկտիվը հարթ դաշտի ոսպնյակ է: Հարթ դաշտի ոսպնյակն ունի հատուկ օպտիկական դիզայն:

Ռոբոտացված եռակցման համակարգ

Օպտիկական ուղղման ներդրմամբ լազերային ճառագայթի կիսագնդաձև ֆոկուսային հարթությունը կարող է կարգավորվել հարթության վրա: Հետին ֆոկուսային սկանավորումը հիմնականում հարմար է բարձր մշակման ճշգրտության պահանջներով և փոքր մշակման տիրույթով կիրառությունների համար, ինչպիսիք են լազերային նշագրումը, լազերային միկրոկառուցվածքային եռակցումը և այլն: Սկանավորման մակերեսի մեծացմանը զուգընթաց, ոսպնյակի ապերտուրան նույնպես մեծանում է: Տեխնիկական և նյութական սահմանափակումների պատճառով մեծ ապերտուրայի ֆլենսների գինը շատ թանկ է, և այս լուծումը չի ընդունվում: Օբյեկտիվ ոսպնյակի առջևում գտնվող գալվանոմետրիկ սկանավորման համակարգի և վեց առանցքային ռոբոտի համադրությունը իրագործելի լուծում է, որը կարող է նվազեցնել գալվանոմետրիկ սարքավորումներից կախվածությունը և կարող է ունենալ համակարգի ճշգրտության զգալի աստիճան և լավ համատեղելիություն: Այս լուծումը ընդունվել է ինտեգրատորների մեծ մասի կողմից, որը հաճախ անվանում են թռչող եռակցում: Մոդուլային շիշի եռակցումը, ներառյալ սյան մաքրումը, ունի թռչող կիրառություններ, որոնք կարող են ճկուն և արդյունավետորեն մեծացնել մշակման ձևաչափը:

Անկախ նրանից՝ առջևի ֆոկուսով սկանավորում է, թե հետևի ֆոկուսով սկանավորում, լազերային ճառագայթի ֆոկուսը չի կարող կառավարվել դինամիկ ֆոկուսավորման համար: Առջևի ֆոկուսով սկանավորման ռեժիմում, երբ մշակվող աշխատանքային մասը փոքր է, ֆոկուսավորող 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 լազերի ֆոկուսային խորության վերին և ստորին սահմանները: Հետևաբար, երբ լազերային ճառագայթը պետք է լավ ֆոկուսավորվի սկանավորման հարթության ցանկացած դիրքում, և տեսադաշտը մեծ է, ֆիքսված ֆոկուսային երկարությամբ ոսպնյակի օգտագործումը չի կարող բավարարել սկանավորման պահանջները:

Դինամիկ ֆոկուսավորման համակարգը օպտիկական համակարգ է, որի ֆոկուսային երկարությունը կարող է փոփոխվել անհրաժեշտության դեպքում: Հետևաբար, օպտիկական ուղու տարբերությունը փոխհատուցելու համար դինամիկ ֆոկուսավորման ոսպնյակ օգտագործելով, գոգավոր ոսպնյակը (ճառագայթի ընդարձակիչ) գծային շարժվում է օպտիկական առանցքի երկայնքով՝ ֆոկուսի դիրքը կառավարելու համար, այդպիսով հասնելով մշակվող մակերեսի օպտիկական ուղու տարբերության դինամիկ փոխհատուցման տարբեր դիրքերում: 2D գալվանոմետրի համեմատ, 3D գալվանոմետրի կազմը հիմնականում ավելացնում է «Z-առանցքի օպտիկական համակարգ», որը թույլ է տալիս 3D գալվանոմետրին ազատորեն փոխել ֆոկուսային դիրքը եռակցման գործընթացի ընթացքում և կատարել տարածական կոր մակերեսային եռակցում՝ առանց եռակցման ֆոկուսի դիրքը կարգավորելու անհրաժեշտության՝ փոխելով կրիչի բարձրությունը, ինչպիսիք են մեքենայական գործիքը կամ ռոբոտը, ինչպես 2D գալվանոմետրը:

Դինամիկ ֆոկուսավորման համակարգը կարող է փոխել դեֆոկուսի քանակը, փոխել կետի չափը, իրականացնել Z-առանցքի ֆոկուսի կարգավորում և եռաչափ մշակում։

Աշխատանքային հեռավորությունը սահմանվում է որպես ոսպնյակի ամենաառջևի մեխանիկական եզրից մինչև օբյեկտիվի ֆոկուսային հարթությունը կամ սկանավորման հարթությունը։ Զգույշ եղեք, որ սա չշփոթեք օբյեկտիվի արդյունավետ ֆոկուսային հեռավորության (ԱՖՀ) հետ։ Այն չափվում է գլխավոր հարթությունից՝ հիպոթետիկ հարթությունից, որտեղ ենթադրվում է, որ ամբողջ ոսպնյակային համակարգը բեկվում է, մինչև օպտիկական համակարգի ֆոկուսային հարթությունը։