關(guān)于這四者之間的關(guān)系,好多人搞不清,包括一部分的設(shè)備公司,很多都是等到出現(xiàn)問題了才來問我,問我的時候我說光是簡簡單單幾句話講不清楚,他們就給我打電話,我每次給他們講完之后,不少人轉(zhuǎn)眼有忘記了,過了一段時間又來問我。跟客戶講解這四者之間都 關(guān)系到今天粗略估計,應(yīng)該有100次以上了,我覺得我需要花一點時間把這些寫出來了。
1、激光器出射光(Output beam diameter),這個應(yīng)該好理解,就是從激光器輸出的光斑有多大。這種光束一般是經(jīng)過準直的光,而那些沒有經(jīng)過準直的光,就是我們平常說的QBH接口的激光器出來的光就不能使用這個公式了,這一點我們需要注意。
2、 擴束鏡(beam expender),顧名思義,擴束鏡的就是把激光光束擴大的一個光學(xué)器件。激光的束腰半徑與發(fā)散角的乘積是一個定值。一束激光經(jīng)過一個X倍的擴束鏡,其束腰半徑增大X倍,但是光束的發(fā)散角縮小為原來的1/X。有人問:發(fā)散角縮小有什么好處?告訴你,發(fā)散角小的激光光束,經(jīng)過同樣規(guī)格的聚焦鏡,得到的聚焦點會更小。但是對于擴束鏡的作用,很多客戶了解不深,沒有幾個能說清楚的。我這里簡單說一下:
第一:使聚焦效果更好,得到更小的聚焦光斑。記住,倍數(shù)越大的擴束鏡出來的光經(jīng)聚焦鏡聚焦的效果更好。
第二:使能量均勻分散,使到達振鏡片或者反射鏡的能量密度降低,使振鏡片或者45度反射鏡片更耐用。
第三:放大光束,這個主要是體現(xiàn)在激光表演系統(tǒng)中,雖然我們在工業(yè)加工系統(tǒng)中,每次都放大光束,但是我們的目的不只是放大光束而是前兩個目的,而激光表演系統(tǒng)中用擴束鏡的目的就是放大光束。
3、振鏡(galvanometer),說到底就是兩個電流表+指針綁X\Y鏡片,而我們說的振鏡光斑數(shù)(10光斑 12光斑 20光斑等)就是說這個振鏡片的面積能夠反射多大的光束。振鏡鏡片越小,所能反射的光束就越小;振鏡鏡片越大,所能反射的光束就越大。但是我們要注意,振鏡的鏡片越大,那么振鏡鏡片的重量就越大,重量越大的東西運動的時候,慣性就越大,慣性越大必然導(dǎo)致我們振鏡的速度就快不起來。為什么選大振鏡片?是因為為了得到發(fā)散角更小的光束,就會使用大倍數(shù)擴束鏡,而使用大倍數(shù)擴束鏡,那么必然會出來大光束,大光束就一定要相應(yīng)的振鏡片來反射。記住一點:線條精細度和打標速度是一個矛盾體,我們只能根據(jù)需要去取舍,不能兩者都求最好。
4、場鏡(scan lens) ,說得簡單點就是一個聚焦鏡,說得復(fù)雜點就是在其焦距位置一個規(guī)定的平面內(nèi)的每個點都是聚焦點的透鏡,當(dāng)然這個說法不嚴謹,但是基本就是這個意思。場鏡有一個參數(shù),叫入射光瞳(Full Beam Diameter) ,也叫入瞳。對于入瞳,我們要求場鏡的入瞳≥振鏡的光斑,如果場鏡入瞳小于振鏡的光斑,那么就有可能出現(xiàn),打標到場鏡邊緣的時候,邊緣會打標明顯淺于中間位置,甚至出現(xiàn)能打到的范圍會小于場鏡標稱的范圍。
上面講了一些基礎(chǔ)的東西,現(xiàn)在開始講這四者之間的關(guān)系。
激光器出射光x擴束鏡的倍數(shù)≤振鏡的光斑數(shù)≤場鏡的入瞳
在追求速度的情況下,我們盡量讓振鏡的光斑數(shù)小一點。
在追求精度的情況下,我們要求振鏡光斑數(shù)和場鏡的入瞳要大一點。
實例說明:
1、假如一個客戶要求CO2激光器打標機來做流水線打標,只是要求打上生產(chǎn)日期和批號,線條粗一點關(guān)系不大,選用的激光器為新銳Vi30,那么我們一般建議:選用3倍的CO2擴束鏡,10光斑的振鏡,普通14入瞳的CO2場鏡即可。
2、假如客戶還是用新銳Vi30激光器,要求打標稍微精細,那么我建議用4倍CO2擴束鏡,12光斑振鏡,常規(guī)14入瞳的CO2場鏡即可。
3、假如客戶用熱刺V2型的玻璃管做飛行打標機,要求速度快,我們就選用2倍擴束鏡,10光斑振鏡,普通14入瞳的CO2場鏡即可。
4、假如客戶用熱刺V2型的玻璃管要求做精細打標,我們可以給客戶配4倍擴束鏡,20光斑振鏡,特殊的20入瞳的CO2場鏡(這種場鏡一般為進口的,場鏡鏡片一般在60mm左右),如果這個精度還不夠的話,那么我們建議客戶用:6倍CO2擴束鏡+30光斑CO2振鏡+30入瞳的CO2場鏡(注:這種場鏡都是進口的,鏡片一般為75mm左右)
作者:漢能光電科技有限公司
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