工藝介紹
振鏡掃描式打標(biāo)頭主要由XY掃描鏡、場鏡、振鏡及控制器等構(gòu)成。其工作原理是將激光束入射到兩反射鏡(掃描鏡)上，用控制器控制控制反射片的角度，這兩個反射鏡可分別沿X、Y軸掃描，從而達到激光束的偏轉(zhuǎn)。
使具有一定功率密度的激光聚焦點在打標(biāo)材料上按所需的要求運動，從而在材料表面上留下永久的標(biāo)記，聚焦的光斑可以是圓形或矩形。
隨著智能手機、智能穿戴設(shè)備、OLED、以及5G的發(fā)展，未來相關(guān)行業(yè)的生產(chǎn)制造中，將越來越多的應(yīng)用到振鏡控制技術(shù)。
課題
1、動作笨重
平臺可動機構(gòu)質(zhì)量大，無法完成較大的加減速。
2、視野有限
振鏡自身的視野有限，無法完成大工件/較大范圍的加工。
3、協(xié)調(diào)性差
平臺控制和振鏡控制的控制器不同，無法進行同步控制，進而導(dǎo)致精度等不足。
4、連貫性差(節(jié)拍)/ 銜接效果差(良品率)
加工較大工件時，振鏡先動作→到位后停止振鏡→平臺平移后→振鏡再動作。如此循環(huán)，完成一次大行程的加工。兩次振鏡動作的銜接處會存在痕跡或者誤差。
解決方案
01 振鏡補償
由于光學(xué)和掃描儀之間固有的非線性特性，導(dǎo)致振鏡在掃描過程中存在著圖形的失真，UMAC內(nèi)置的二維補償表可以對此非線性特性進行補償;簡言之，就是消除光學(xué)畸變。
通過對圖形進行物理標(biāo)記和測量(主要是均勻間隔的矩陣圖形)，計算出振鏡的命令位置所需要的補償表。補償數(shù)據(jù)越多，精度越高，通常采用400~1600個數(shù)據(jù)進行補償效果較好。但每個數(shù)據(jù)都需要實際測量，費時費力。我們設(shè)計了全新補償算法，只需要5x5個點的測量，就可以達到同樣的補償精度。
02 振鏡平臺聯(lián)動
振鏡平臺聯(lián)動，又稱鏡臺聯(lián)動/無限視野(Infinite Field of View)，振鏡視野有限，需要用平臺的移動來變相的增加振鏡視野。同時減少或消除同一位置的二次加工造成的疤痕或誤差。
根據(jù)振鏡構(gòu)造、平臺構(gòu)造，將所有的伺服/音圈等電機，構(gòu)成同一坐標(biāo)系下的函數(shù)關(guān)系，即正反解機制。使加工效率提升，節(jié)拍縮短。同時因為無拼接，所以良品率提升。
03 聯(lián)動算法優(yōu)化
振鏡移動速度快，謂之輕盈;平臺移動范圍廣，謂之無限。鏡臺聯(lián)動時，動作被分解到振鏡+平臺的運動，需要節(jié)拍最快，即精度+速度二者兼顧。
分頻控制算法，又稱運動矢量分解，使振鏡發(fā)揮最大的作用，分擔(dān)平臺的工作，使平臺工作量減到最小;同時優(yōu)化算法使振鏡能夠在恰當(dāng)?shù)牡胤桨l(fā)揮作用。
04 PWM控制
傳統(tǒng)控制方式無法把光柵尺信號反饋到控制器，不能構(gòu)成閉環(huán)控制。同時因為驅(qū)動器的存在，會造成運動控制的環(huán)節(jié)增加，控制周期變長，不利于精度的提升。
通過控制器產(chǎn)生PWM脈沖，經(jīng)過伺服放大器后，直接用于Motor的電流環(huán)控制。同時，光柵尺信號直接反饋到控制器，進而構(gòu)成全閉環(huán)的控制。獲取到更高的控制權(quán)和實時性，縮短控制周期。
控制系統(tǒng)
原本的系統(tǒng)，至少需要配置兩個控制器，分別對振鏡和平臺進行控制，而現(xiàn)在，我們通過One Controller【Power UMAC】，可同時作用于平臺移動和振鏡控制。
實現(xiàn)價值
1、振鏡補償精度 ±5μm
2、運動節(jié)拍CT 0.7s/pcs
3、加工件精度 ±10μm
【經(jīng)營層】
■ 應(yīng)對當(dāng)今智能手機、智能穿戴、OLED以及5G等熱門技術(shù)和產(chǎn)品的發(fā)展，通過激光振鏡技術(shù)，實現(xiàn)打標(biāo)精度和速度的成倍提升，生產(chǎn)力處于行業(yè)領(lǐng)先地位。
【管理層】
■ 由原本控制振鏡和平臺的兩臺控制器，升級為Power UMAC的統(tǒng)一控制，大幅節(jié)約開發(fā)成本。
■ 振鏡補償精度、加工件精度都得到成倍提升，減少不良率，品質(zhì)上升。
【工程師層】
■ 減少激光打標(biāo)時的NG，減少維護工作，提升效率。
■ 歐姆龍全程參與設(shè)計及開發(fā)，后期服務(wù)也有保障。
