Лазерийн тэмдэглэх машин ямар нарийвчлалтай вэ?

Лазерийн тэмдэглэгийн машиний нарийвчлалыг ойлгох: Гол үзүүлэлтүүд болон тодорхойлолтууд

Геометр нарийвчлал: шугамын шулуу, ирмэгийн хурц, хэмжээсийн давтамж

Лазерийн тэмдэглэх төхөөрөмжүүдийн талаар ярих үед геометр нарийвчлал гэдэг нь тэдгээр нь бидний хийхийг хүсч буй загваруудыг хэр зөв дахин үүсгэж чадахыг илтгэнэ. Шугаман чанар нь тэмдэглэх явцад шулуун шугамууд хэр их шулуун үлдэхийг үздэг бөгөөд код, тулгах тэмдэг зэрэг бүх юмыг бүрэн нарийвчлалтайгаар тулгах шаардлагатай тохиолдолд маш чухал. Ирмэгийн нарийвчлал гэдэг нь тэмдэглэсний дараа зах ирмэгүүд хэр цэвэр харагдахыг хэлнэ бөгөөд аврагийн системүүд 0.01 мм эсвэл түүнээс бага хэмжээний салстай байх нарийвчлалыг хадгалж чаддаг. Ихэнх үйлдвэрийн хэрэглээнд ISO 1101 (2022) стандартад заасны дагуу хэмжээсийн давталт плюс минус 0.005 мм-д багтах шаардлагатай байдаг тул тэмдэглэсэн бүх детальд онцлогууд нь тогтмол хэмжээтэй байна. Техникчид эдгээр техникийн үзүүлэлтүүдийг стандарт торны загвар ашиглан туршлагаар шалгадаг. Хэрэв ямар нэг хэмжилт 0.015 мм-ийн хязгаараас гарч болохгүй бол тоног төхөөрөмжийн тохиргоог дахин засварлах шаардлагатай болно.

Онцлогийн нарийвчлал vs. Жинхэнэ байдал: хэмжээрийн нарийвчлалыг (жишээ нь, 0.003 мм) жинхэнэ тодорхой байдлаас ялгах

Жинхэнэ байдал гэдэг нь бид жинхэндээ тэмдэглэх боломжтой хамгийн жижиг онцлогийг хэлэх бөгөөд жишээ нь эдгээр жижиг 0.003 мм-ийн цэгүүдийг хэлнэ. Нарийвчлал нь ижил онцлогийг гадаргуу дээр тэмдэглэсний дараа харах боломжтой эсэхийг хэлэх болно. Зарим тохиолдолд систем 10 мкм-ийн дэлгэрэнгийг техникийн хувьд харж чадвал ч материал тасарч, линзэнд асуудал гарч, дулаан тархаж байгаас болоод тодорхой байдлыг алдаж байх явдас их гардаг. Энэ нь тухайн тохиолдолд метал материалыг ашиглаж байх үед ихэвчлэн тохиолддог. Тэмдэглэсэн зүйл нь анх оролттойгоор зохион байгуулагдсан зүйлээс том болох бөгөөд 5%-оос 8% хүртэл өргөсөх явдал гардаг. Эдгээр ойлголтуудын хооронд зарим чухал ялгаа байдаг:

• Хэмжээрийн нарийвчлал : Микрон масштабын калибрын зориулалтын зүйлсийг ашиглан шалгасан
• Жинхэнэ тодорхой байдал : Контраст дээр хамааралтай; жишээ нь, хэрэв цэвэр төмөр хайрцаг хангалттай унтарсан өнгийн ялгаатай (≥30%) байх ёстой
  Материалын харилцан үйлчлэл нь бодит ертөнцийн ялгааг тодорхойлдог: хийн лазерийн нарийвчлалтай адил нарийвчлал өгч чадах ч полимер дээрх цацрагийн лазер нь ихэвчлэн илүү нарийвчлалтай байх нь Лазерын хэрэглээний сэтгүүл (2023).

Лазерийн тэмдэглэх төхөөрөмжийн нарийвчлалыг тодорхойлох гэрлийн хүчин зүйлс

Цацрагийн чанар (M²), цэгийн хэмжээ, фокусын тогтвортой байдал: оптик систем тэмдэглэлтийн тогтвортой байдлыг хэрхэн нөлөөлөх вэ

Лазерын цацрагийн чанарыг M квадрат гэж нэрлэдэг үзүүлэлтээр хэмждэг бөгөөд энэ нь цацрагийг хэрхэн сайн фокустай болохыг харуулдаг. Хэрэв M² утга 1.3-аас доош унахад сонирхолтой зүйл гарч ирдэг. Ийм үед маш жижиг толботой болох буюу зарим тохиолдолд 0.003 мм хүртэл хэмжээтэй цэгүүд үүсдэг тул ажлын дэлгэрэнгүй мэдээлэл илүү тодорч харагдана. Одоо фокусыг тогтвортой байлгах талаар ярилцъя. Оптик бүрэлдэхүүн хэсгүүдэд дулааны линзний нөлөө үүсэх нь фокусын цэгийг ихэд шилжүүлдэг бөгөөд зарим тохиолдолд 50 микрометрээс ч илүү шилжих явдал байдаг. Ийм төрлийн хэлбэлзэл нь тэмдэглэлтийн үр дүнг тогтвортой байлгахад ихээхэн сөргөөр нөлөөлдөг. Ихэнх хэрэглээнд фокусын цэгийг плюс, минус 5 микрометр хязгаарт байлгах нь маш сайн үр дүн өгдөг. Энэ нарийн удирдлага нь гялалзсан металл юмуу мэдэршгий пластиктай ажиллах үед энерги тархалтыг ижил түвшинд байлгахад тусалдаг. Хэрэв фокусын тогтвортой байдал алдагдвал шугамууд ижил биш харагдах ба материал бүр дээр гүн нь тогтвортой бусаар өөрчлөгддөг.

Талбайн гүний хязгаарлалт ба хавтгай бус гадаргуун дээрх фокусын хэлбэлзэл

Муруй эсвэл налуу гадаргууд ажиллах үед, гүнийн орших байдлын (DOF) утга маш чухал болно. Бид ердийн f-theta зууван линзийг сайн ашигладаг ч зөвхөн 2-5 мм-ийн хооронд фокустай байх чадвартай. Энэхүү онцгой цэгийг давамгай болвол, налуу гадаргатай нисэх онгоцны хэсгүүд шиг зүйлс дээр лазерын цэг ихсэж харагдана. Жижигхэн налалт ч асуудлыг илүү хүнд болгоно. Зөвхөн 5 градусын налуу л линзийн фокусыг ойролцоогоор 0.1 мм-ээр шилжүүлдэг бөгөөд ингэснээр чадлын нягтыг 30%-оос 70% хүртэл бууруулна. Иймээс цилиндрийн хэлбэртэй анагаахийн зориулалтын ургамлын эсвэл онцлог байдал бүхий хэрэгслүүд шиг зүйлсийн төлөвд одоо ихэнх үйлдвэрлэгчид динамик автофокусын системийг ашигладаг. Эдгээр системүүд үйл ажиллагааны явцад тогтмол Z-тэнхлэгийг тохируулж, уян хатан оптик байрлалын нарийн нарийвчлалыг хадгалж чаддаг.

Лазерийн тэмдэглэгээний машинийн нарийвчлалд механик болон хяналтын системийн хувь нэмэр

Гальванометрийн гүйцэтгэл: өнцгийн нарийвчлал, серво хариу, дулааны хазайлтын нөлөө

Лазерын тэмдэглэлтийн нарийвчлал нь гальванометрүүдийн ажиллагаанаас ихээхэн хамаардаг бөгөөд эдгээр нь хамтдаа ажилладаг гурван үндсэн хүчин зүйл дээр суурилдаг. Өнцгийн нарийвчлал нь ерөнхийдөө 10 микрорадиан дор байдаг тул нарийн төвөгтэй шинж чанар эсвэл нарийн төвөгтэй загвар үүсгэх үед маш нарийн байршилтыг хангана. Серво моторын хариу үйлдлийн хурд нь толбууд хэр хурдан хөдлөхийг тодорхойлно. Хэрэв 0.1 миллисекундээс илүү хугацааны хоцрогдол гарвал энэ нь ялангуяа хурдан векторын тэмдэглэлт хийх үед тодорхой ивэж буй ивэлт болон гарч ирнэ. Дулааны урсгал нь цаг хугацааны турш өөр нэг том асуудал юм. Тохиромжтой удирдлага хийгдээгүй тохиолдолд систем цагаа 30 минутын турш зогсолтгүй ажилласны дараа 25 микрометр хүртэл урагшаж болно. Өнөөгийн дэвшилтэт гальванометрүүд эдгээр асуудлуудад бодит цагт дулааны тохируулга, хаалттай давталтын системийг ашиглан эсэргүүцдэг. Эдгээр сайжруулалтууд урт хугацааны үйл ажиллагааны турш ч байршилтын нарийвчлалыг плюс минус 5 микрометр дотор хадгалахад тусалдаг.

Хөдөлгөөний хяналтын интеграц: эгнэлт, линзний деформаци болон калибраны зохицуулга

Нарийн үр дүнг гаргаж авах нь зөвхөн сайн хэсгүүдтэй байх асуудал биш, бүх юм зөв ажиллаж байх шаардлагатай. Хэрэв жижиг оптикийн эгц бус байдал бий бол фокусын цэг 50 микрон орчим шилжих бөгөөд материал дээрх тэмдэглэгээний байршил болон гүнг нь алдагдана. F-theta линзүүд дүрсийн ирмэгүүд дээр 0.1%-иас ихгүй хэмжээтэй деформаци үүсгэх хандлагатай байдаг, уг хувь нь тохируулгын онцлогт хамааран өөрчлөгддөг. Иймд дүрсийн хэлбэр зөв харагдахын тулд програм хангамжийн засвар хийх шаардлагатай болдог. Системийг энгийн байлгахгүй бол температур эсвэл чийгшил өөрчлөгдөх, ердийн износод өртөх зэрэг шалтгаанаар сард 0.5%-оос 2%-иар нарийвчлал алддаг тул энэ үеийн нарийвчлалын шалгалт маш чухал. Орчин үеийн хамгийн сайн тоноглолууд линзний ажиллагаа болон тольны байрлалыг тасралтгүй хянах дотоод шалгалтын системтэй ирдэг. Хэрэв системийн параметрүүд +/–10 микроны хязгаараас гарч эхэлбэл эдгээр ухаалаг системүүд хэрэглэгчийн оролцоогүйгээр автоматаар дахин тохируулгыг эхлүүлдэг.

Бодит ертөнцийн нарийвчлалын хувьсах чанар: Материал, Параметрүүд болон Орчны хүчин зүйлс

Лабораторийн шалгуураар 0.003 мм нарийвчлалтай гэж зарладаг машинууд нь бодит үйлдвэрийн нөхцөлд ихэвчлэн 0.015-0.03 мм-ийн хооронд ажилладаг. Боловсруулж буй материалууд ч мөн ихээхэн нөлөөтэй. Жишээлбэл, тусгай алтайн хуванцар болон маттийн ABS пластикийг авч үзэхэд эдгээр нь лазерын энерги-д ялгаатай хариу үйлдэл үзүүлдэг тул бусад бүх зүйл ижил байхад ч гэсэн ойролцоогоор ±0.01 мм-ийн зөрүү үүсгэдэг. Мөн үйл явцын тохиргоо өөрөө чухал. Их хүч чадал нь акрилын деталийн нарийн элементүүдийг хайлуулж болох бөгөөд сканнерийн хурд удаан байвал титаны деталийн ирмэгүүдийг муруйлгаж халуунд өртсөн бүсийг үүсгэдэг. Орчны нөхцөл байдлын өөр нэг саад бол 2°C-с дээш температурын өөрчлөлт нь линзүүдийг дулааныг нь муруйлгах явдал юм. Харьцангуй чийгшил 55%-с дээш өссөн үед гадаргуу дээр чийг үүсч лазерын цацрагийг тархалтанд оруулдаг. Ойролцоох машин механизмийн булт ч байршил тогтоох системийг 5-10 микрон хүртэл алдагдуулдаг. Эдгээр бүх хүчин зүйлс нийлж бодит ажиллагааны техникийн үзүүлэлтүүд зөвхөн удирдлагатай лабораторийн орчинд сайн ажиллаж байгааг үзэхийн орондоо бодит ертөнцийн нөхцөл байдлыг харгалзан үзэх шаардлагатай гэдгийг тайлбарладаг.

Ихэнх асуултууд

Лазерийн тэмдэглэх төхөөрөмжийн геометр нарийвчлал гэж юу болох?

Геометр нарийвчлал гэдэг нь лазерийн тэмдэглэх төхөөрөмжийн загварыг хэрхэн нарийн дүрсэлж чадахыг илэрхийлэх бөгөөд шугамын шулуу байдал, ирмэгийн нарийвчлал, хэмжээсийн давталтыг тус тус авч үздэг.

Цацрагийн чанар болон фокусын тогтнор хэрхэн тэмдэглэлтийн тогтнорыг нөлөөлөх?

Цацрагийн чанар (M квадрат хүчин зүйлээр хэмжигддэг) болон фокусын тогтнор нь лазер нь нарийн, тогтнорой тэмдэглэлүүдийг хэрхэн сайн хадгалж чадахыг тодорхойлдог бөгөөд фокусын шилжилт нь энерги тархалт болон тэмдэглэх нарийвчлалд нөлөөлнө.

Лазерийн тэмдэглэх төхөөрөмжийг жигдэрхэн калибраклаж хийх нь яагаад чухал?

Жигдэрхэн калибраклаж нь оптик тэнхлэгийн зөрүү, линзийн деформацийг засаж, элэгдэл болон орчны хүчин зүйлсээс үүдэлтэй өөрчлөлтүүдийг нөхөх замаар нарийвчлалыг хадгалахад тусалдаг.