激光打标机的主要控制设备振镜扫描系统

激光打标机的主要控制设备
振镜扫描系统
     在激光的标刻控制中,对光路的控制尤为重要,通过对扫描式标刻原理的分析,可以知道要提高标刻的质量和效率,关键在于提高反射镜偏转的速度和精度.在过去振镜系统还没有进入国内时,国内采用步进电机来带动偏转平面镜,实现了扫描过程但是步进电机存在响应速度慢、高速运动下容易产生丢步现象造成精度损失等诸多足之处,使系统的整体性能不尽人意。随后,扫描振镜以高速的响应能力取代了传统的步进电机,成为目前主流的光路控制设备,促进了激光标刻机的进一步发展。在镜扫描系统中,采用振镜扫描器来带动反射镜的偏转。振镜扫描器,因为它的工作原理和检流计相同,又被称为检流计式扫描器。它具有很小的转动惯量,以电流激发它的转动,展现出启动快、定位精度高、加速时间短的诸多优良特性。振镜扫描器由反射镜、扫描电机和伺服电路三个部分组成。 将反射镜固定在扫描电机轴上,通过电机转动控制反射镜的偏转角度,如图所示。

振镜扫描器结构图

    扫描电机是一种冲击式有限转动伺服电机,电机内集成了一套电容式转角位置传感器,用来检测当前扫描器的偏转角度。 振镜扫描伺服系统实质上是一种位置随动系统,在实际的设计中,采用了位置反馈环和电流反馈环构成双闭环反馈结构控制振镜扫描工作。

如图所示,H(s)为振镜扫描器的传递函数,位置反馈环保证了振镜扫描的定位精度,电流反馈环提高了振镜扫描的响应速度[1。正是由于这种先进的控制结构,使得振镜扫描系统展现出优良的特性。

       本次设计选用的是北京桑尼公司的振镜系统TS8203,其主要技术参数如表所示。振镜的性能主要体现在响应速度上,TS8203具有小步长下0.2ms 的响应速度,其高速的响应能力能够使打标效率大大提高。