振鏡
- 視覺輔助的激光振鏡加工畸變校正及精度分析
端制造領域。激光振鏡技術是利用兩個相互垂直布置的振鏡電機在小范圍內快速偏轉,帶動末端反射鏡偏轉而改變光路,使激光聚焦點在大范圍加工平面內快速定位的技術。振鏡慣量小、重復定位精度高,對于提升激光加工的效率和質量效果明顯,是近些年激光加工領域的熱門研究方向[1-2]。激光振鏡加工典型的應用場景有激光擺動焊接[3]、激光快速標刻、激光清洗、激光表面處理等。在現(xiàn)有振鏡控制系統(tǒng)中,為了減小邏輯運算量并提高實時性,一般采用簡化的控制策略代替復雜的坐標—轉角映射關系,從
計算機集成制造系統(tǒng) 2023年10期2023-11-14
- 激光鉆孔振鏡控制研究
準直系統(tǒng)、光闌、振鏡、F-θ聚焦鏡、加工平臺等組成。振鏡在激光鉆孔中是非常關鍵的核心器件，由X-Y光學掃描頭、驅動板和光學反射鏡片組成。工控機提供的信號通過驅動放大電路驅動光學掃描頭，從而在X-Y方向控制激光束的偏轉。振鏡電機工作時，主要依靠控制參數(shù)如跳轉速度、跳轉延時、零跳轉延時及跳轉閾值長度等，來影響振鏡電機跳轉定位的效率和精度。振鏡系統(tǒng)如圖1所示。圖1 振鏡系統(tǒng)振鏡的工作情況與加工品質息息相關，為了提高激光鉆孔的精度和效率，更好地管控加工品質，本文將
印制電路信息 2023年10期2023-11-02
- 振鏡掃描激光清除電網(wǎng)異物數(shù)值仿真研究
布情況[13]。振鏡式激光掃描系統(tǒng)利用電流使轉子偏轉，激光束照射在振鏡上，由振鏡的偏轉使激光束發(fā)生偏轉，在掃描視場內獲取激光軌跡[8]。由于振鏡在偏轉過程中以等角速度變化，導致在掃描電網(wǎng)異物過程中激光光斑分布不均勻。激光光斑的密集程度直接影響激光掃描的效率，如果激光光斑過密，則會降低激光掃描的效率；如果激光光斑過疏，則會導致激光掃描區(qū)域不完整。因此，保證區(qū)域掃描完整而且掃描效率高，進一步提高優(yōu)化激光掃描過程有著重要的意義。本文針對振鏡激光掃描不均勻的缺陷，
現(xiàn)代電子技術 2023年20期2023-10-19
- 用于 MEMS 振鏡激光掃描的顯微物鏡設計
MEMS 二維振鏡±18°大掃描角度的近紅外無限共軛微型顯微物鏡。該物鏡總長小于23 mm，數(shù)值孔徑為0.4，分辨率為1.26?m，工作距為900?m，各項像差校正良好，滿足使用需求。設計結果表明，該微型顯微物鏡可滿足便攜式皮膚檢測儀器的 MEMS 二維振鏡激光掃描系統(tǒng)的應用要求。關鍵詞：光學設計；顯微物鏡；近紅外；大視場；MEMS 振鏡中圖分類號： TH 742 文獻標志碼： ADesign of microscope objective for la
光學儀器 2023年3期2023-07-21
- MEMS激光雷達的光學擴角系統(tǒng)設計
雷達使用MEMS振鏡實現(xiàn)激光掃描。MEMS技術將機械結構進行微型化、電子化設計，通過大批量生產(chǎn)以降低成本，是目前最有希望的車規(guī)級激光雷達的技術路線[6]。MEMS車載激光雷達的不足之處在于MEMS振鏡掃描角度較小。國外的研究人員使用了三個激光二極管，在MEMS振鏡前構造了一個線性陣列，將激光雷達的目標空間水平方向上的視場角延長了3倍[7-8]。國內的速騰聚創(chuàng)和華為等公司也通過增加激光收發(fā)組件的方法提高了混合固態(tài)式激光雷達視場角，使其生產(chǎn)的混合固態(tài)式激光雷達
中國測試 2022年12期2023-01-12
- 基于單應性矩陣的三維激光投影標定方法
的橋梁作用。二維振鏡系統(tǒng)是一個能夠精準控制激光束光路的光學反射系統(tǒng)，它已經(jīng)成為三維激光投影系統(tǒng)不可缺少的一部分，二維振鏡的標定技術是實現(xiàn)高精度的三維激光投影的核心關鍵技術。隨著二維掃描振鏡的應用從二維平面掃描擴展到三維空間掃描，振鏡系統(tǒng)標定難度也在加大，振鏡系統(tǒng)應用的不斷拓展促進了振鏡系統(tǒng)標定技術地發(fā)展。國外激光投影技術研究較早，技術較為嫻熟，F(xiàn)U Y C［2］發(fā)明了一種激光投影顯示系統(tǒng)，成功地將輪廓投影到目標上；HAYES M W等［3］通過結合激光投影
光子學報 2022年11期2022-11-26
- 激光3D投影系統(tǒng)精度標定與補償技術研究
心功能為雙軸掃描振鏡系統(tǒng)［1-2］。激光3D投影系統(tǒng)的標定精度直接影響后續(xù)投影工作的可靠性，即直接影響投影精度。因此，對于激光3D投影系統(tǒng)的精度標定有更高精度要求。為了提高激光3D投影系統(tǒng)的精度，需要對激光3D投影系統(tǒng)外部參數(shù)R、T以及振鏡系統(tǒng)內部參數(shù)進行高精度標定，從而使得激光線能夠準確地到達掃描范圍內任意點。早期的振鏡標定技術主要是針對于振鏡系統(tǒng)的“枕形畸變”這一原理性誤差進行校正，常采用透鏡或動態(tài)聚焦裝置來進行校正，進而產(chǎn)生桶形失真或離焦誤差等畸變。
長春理工大學學報（自然科學版） 2022年4期2022-11-15
- 結合卡爾曼濾波和離散滑模的振鏡位置跟蹤研究
063)0 引言振鏡系統(tǒng)是一種高精度、高速矢量的伺服控制系統(tǒng),是實現(xiàn)激光成像的重要基礎設施,主要由掃描反射鏡、驅動電機和控制板組成,在工業(yè)、醫(yī)療、軍事等領域中得到了廣泛的應用,如激光定位、激光醫(yī)療美容、激光雷達掃描等.在激光雷達掃描中,振鏡在給定期望角位置掃描時容易受到外部擾動和噪聲的影響,為了提高振鏡系統(tǒng)的抗干擾能力和動態(tài)性能,文獻[1]采用了PID控制和重復補償策略,使振鏡系統(tǒng)達到理想的速度和精度;文獻[2]通過引入前向模型干擾觀測器和基于模型的具有有
江西師范大學學報（自然科學版） 2022年3期2022-10-18
- 一種用于激光雷達的微振鏡設計
可旋轉的MEMS振鏡,體積小集成度高[9]。文獻[10]設計了MEMS和陣列APD組成的激光雷達,探測距離20 m,測距精度40 cm。但當前MEMS的制造工藝使其MEMS鏡面的有效通光口徑有限,最大的僅為7 mm,這制約了激光雷達的探測距離[11-13]。為了進一步提升激光雷達探測距離,擴大掃描振鏡通光口徑,本文設計了基于電磁式的12 mm直徑的激光振鏡,提出了“工形”的機械結構方案,并利用Nastran軟件進行了力學仿真分析,一階模態(tài)為304 Hz,并
激光與紅外 2022年6期2022-07-10
- 一種基于IC_NQC的數(shù)字振鏡位置檢測方法
093）0 引言振鏡是激光振鏡掃描的核心部件，由于數(shù)字振鏡抗干擾能力強，已成為研究激光振鏡掃描的主要方向。在高精度數(shù)字振鏡控制系統(tǒng)中，通常采用正余弦編碼器獲取高精度位置數(shù)據(jù)，但正余弦編碼信號的糾偏和細分效果是影響位置檢測效果的重要因素?，F(xiàn)階段常見的細分方法包括CORDIC 反正切算法細分、麥克勞林級數(shù)算法細分、閉環(huán)跟蹤算法細分、跟蹤環(huán)路算法細分等。王強等［1］提出的CORDIC 反正切算法和李雪等［2］提出的優(yōu)化CORDIC 反正切算法均在FPGA 上實現(xiàn)
軟件導刊 2022年6期2022-06-28
- 三菱激光鉆機電子振鏡參數(shù)優(yōu)化方法
后，激光通過電子振鏡偏轉角度后，落在預定的XY坐標位置，進行孔加工。由于三菱激光鉆機鉆板速度快，響應時間短，運行頻率高，電子振鏡長期高速擺動會導致故障出現(xiàn)非常頻繁。三菱第三代激光鉆機（GTWIII-H）在開機啟動時會經(jīng)常遇到電子振鏡報警，特別在停電和關機較長時間后再啟動時，有時停機一兩天，給生產(chǎn)和設備部都帶來很大困擾。2 電子振鏡（Galvano Mirror）的工作原理電子振鏡是一種特殊的擺動電機，基本原理是通電線圈在磁場中產(chǎn)生力矩，與旋轉電機不同的是其
印制電路信息 2022年3期2022-04-08
- 基于聲學掃描振鏡的超聲/光聲雙模態(tài)成像技術*
一種基于聲學掃描振鏡的超聲/光聲雙模態(tài)成像技術,該技術采用單個超聲換能器結合一維聲學掃描振鏡進行快速聲束掃描,實現(xiàn)超聲/光聲雙模態(tài)成像,是一種小型化、低成本的雙模態(tài)快速成像技術.本文開展了系列仿體和活體成像研究,實驗結果表明:系統(tǒng)有效成像范圍為15.6 mm,超聲和光聲成像B 掃描速度分別為1.0 s—1 和0.1 s—1 (光聲成像速度主要受制于脈沖激光器重復頻率).基于本文所提技術研究,有助于進一步推動超聲/光聲雙模態(tài)成像技術的臨床轉化和普及;也為基于
物理學報 2022年5期2022-03-18
- 激光對微型無人機跟瞄充電系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)
并搭建了一套基于振鏡的激光遠程充電系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用掃描振鏡、硅光電池陣列和無線數(shù)傳模塊構建閉環(huán)反饋控制系統(tǒng)，通過合理布置硅光電池陣列，使之同時兼顧激光束對空中移動MUAV的掃描跟蹤和充電功能，且接收端結構較為簡單、輕巧，可有效提高MUAV的續(xù)航時間。1 激光跟瞄充電系統(tǒng)的整體設計要實現(xiàn)激光對飛行中MUAV的實時充電，首先要實現(xiàn)激光束對MUAV的掃描與捕獲，之后需要激光束對MUAV實時地跟蹤與瞄準。因此，在置于地面上的激光發(fā)射端與加載到MUAV上的激光接收端
激光技術 2022年2期2022-03-10
- 基于QD與MEMS振鏡的微納激光通信終端伺服技術研究
［5］。MEMS振鏡憑借其轉動范圍大、響應速率快、執(zhí)行精度高、體積小的優(yōu)勢，是目前伺服瞄準機構中比較理想的驅動元件。對于精跟蹤光斑探測器，其跟蹤視場受到跟蹤檢測分辨率、天空背景光和捕獲時間等因素限制。為了減小捕獲時間，提高捕獲概率，應盡量增加跟蹤視場角。當接收信標光斑較小時，不但對跟蹤視場角的要求降低，而且小光斑的光束能量更為集中，更利于探測器的檢測，增加跟蹤精度［6-8］。本文首先從不同光斑大小對跟蹤精度影響入手，研究了其理論基礎，分析了光斑大小對四象限
長春理工大學學報（自然科學版） 2022年1期2022-03-07
- 基于雙目視覺的激光噴丸大幅面動態(tài)掃描系統(tǒng)光束指向標定方法
中的適應性最強。振鏡系統(tǒng)是典型的動態(tài)掃描式系統(tǒng)，早期主要應用于激光平面打標。 隨著激光制造技術的不斷成熟，振鏡系統(tǒng)逐漸應用于高精度的三維激光加工領域，如表面形貌測量、增材制造[2]等，包括大型工件的激光噴丸成形。 一般而言，振鏡系統(tǒng)除了存在由掃描方式引起的固有掃描場幾何畸變[3]之外，往往存在映射非線性誤差[4]、控制模型近似誤差、溫漂、裝配誤差等。 大幅面動態(tài)掃描范圍廣，各種誤差因素耦合后形成的畸變在實際應用中會造成掃描運動的失真，難以滿足高精度要求的應
電加工與模具 2021年6期2022-01-13
- 振鏡系統(tǒng)自適應離散滑?？刂破髟O計與仿真
引言當前，國外振鏡系統(tǒng)生產(chǎn)廠家主要有SCANLAB 公司、GSI 公司、CTI 公司等，其中SCANLAB 公司的振鏡掃描系統(tǒng)達到行業(yè)最高質量標準；國內主要生產(chǎn)廠家有深圳大族思特科技有限公司、上海眸特電機科技有限公司、北京金海創(chuàng)科技有限公司等。國內振鏡行業(yè)起步較晚，技術相對國外較為落后，但隨著近些年的發(fā)展也具有一定的實力?？刂扑惴ㄊ怯绊?span id="j5i0abt0b" class="hl">振鏡控制系統(tǒng)性能的核心因素。當前在振鏡控制系統(tǒng)中的控制策略應用主要以PID 算法為主。馬玉中[1]采用數(shù)字PID 控制激
農(nóng)業(yè)裝備與車輛工程 2021年12期2021-12-28
- 快速不規(guī)則圖廓提取法簡易激光成像系統(tǒng)探究與實現(xiàn)
再將模擬信號輸給振鏡電機，從而實現(xiàn)激光掃描圖像輸出。本系統(tǒng)實現(xiàn)方法簡單，操作方便，成本低廉，很適合作為實驗教學儀器[2]。1 基本原理1.1 掃描振鏡振鏡是一種特殊的擺動馬達，基本原理是通電線圈在磁場中產(chǎn)生力矩，但與旋轉電機不同，其轉子上通過機械紐簧或電子的方法加有復位力矩，大小與轉子偏離平衡位置的角度成正比，當線圈通以一定的電流而轉子發(fā)生偏轉到一定的角度時，電磁力矩與回復力矩大小相等，故不能像普通電機一樣旋轉，只能偏轉，偏轉角與電流成正比，與電流計一樣，
大學物理實驗 2021年5期2021-11-25
- 淺談PCR型CO2激光治療設備研發(fā)
2激光模塊、掃描振鏡模塊以及中央控制模塊，其中，激光電源模塊連接于外界交流電源，接收到一使能信號后產(chǎn)生高電壓低電流進行輸出，CO2激光模塊連接干所述激光電源模塊，用以收到所述激光由源模塊。這樣的架構設計有效地提高了CO2激光器接收的電壓電流的穩(wěn)定性，解決了以往CO2激光治療存在的問題。輸出的高電壓低電流時產(chǎn)生制脈沖CO2激光輸出；所述掃描振鏡模塊連接干所述CO2激光模塊，用干依據(jù)預設之掃描圖形將所述CO2激光模塊產(chǎn)生之超脈沖CO2激光進行X軸方向或Y軸方向
中國設備工程 2021年14期2021-07-30
- 利用反射式圓光柵的振鏡轉角測量
斷發(fā)展，針對掃描振鏡的角度測量設備也在更新?lián)Q代，為了得到響應快、精度高、誤差小、結構小巧的角度檢測器，國內外開展了許多研究。目前國外研究較好的公司也是生產(chǎn)高質量掃描振鏡的公司，主要有SCANLAB公司、GSI公司、CTI公司、RAYLASE公司等，他們利用高精度電位器、角度編碼器等作為掃描振鏡的角度位置閉環(huán)，以此實現(xiàn)整個閉環(huán)系統(tǒng)的設計，其產(chǎn)品精度一般在2 μrad以內。同時，國外許多學者在此方面也做了大量研究，如宮島廣史將集成傳感線圈構成的掃描控制器作為角
中國光學 2021年3期2021-06-15
- 基于FPGA的共聚焦顯微鏡振鏡掃描控制系統(tǒng)設計
考［8-10］。振鏡的掃描控制系統(tǒng)是控制振鏡運動的關鍵模塊，高校在實驗時使用的控制板卡大多為國外進口產(chǎn)品，價格昂貴［11-12］，極大提高了實驗成本，其控制界面也較復雜，對剛接觸的使用者有一定難度。由此，本文提出了功能完善的硬件電路設計和以FPGA（Field Programmable Gate Array）為控制核心的軟件程序設計，相比現(xiàn)有的控制板卡和控制軟件，F(xiàn)PGA 可無限重新編程，時序控制也更加高速、精準，可以在結束一次掃描后修改程序即時調整掃描行
軟件導刊 2021年3期2021-03-25
- 硅基半導體的“桑巴舞”
發(fā)展出MEMS微振鏡、FLASH面陣技術、OPA相控陣技術、旋轉棱鏡式技術等等多技術路線，本期我們來解讀一下MEMS微振鏡技術。MEMS的起源也許因為汽車圈內的關注點多在自動駕駛領域，而消費者們聽到MEMS這個名稱的時候，多半也說的是應用在自動駕駛領域的MEMS技術激光雷達，所以估計不少人會認為MEMS就是激光雷達?？墒聦嵅⒎侨绱?，MEMS是Micro-Electro-MechanicalSystem的縮寫，中文翻譯過來就是“微機電系統(tǒng)”。MEMS技術出現(xiàn)
汽車之友 2021年5期2021-03-16
- 顯微光譜成像裝置研制與實驗設計
。該裝置主要通過振鏡將激發(fā)光束反射進入顯微物鏡聚焦在樣品某一位置處，此位置處的樣品經(jīng)激發(fā)后發(fā)出熒光，熒光被同一物鏡收集，透過雙色鏡后進入熒光采集光路，探測器獲取該位置處的熒光和光譜數(shù)據(jù)；通過有序控制光譜儀和振鏡，計算機將有序采集的某一區(qū)域的光譜信號和相應位置信息進行數(shù)據(jù)處理，獲得該區(qū)域樣品的顯微光譜圖像?；谠摴庾V成像裝置，設計了自組熒光顯微鏡、白光照明成像、熒光光譜測量和光譜成像等實驗內容。1 光譜成像裝置的光路設計和搭建自組顯微光譜成像裝置是基于我校物
實驗技術與管理 2020年2期2020-09-29
- 基于單片機的振鏡掃描實時跟蹤系統(tǒng)
。其成像基礎在于振鏡掃描，OCT系統(tǒng)通過控制振鏡對物體進行掃描，從而得到物體的二維或三維結構圖像。為了獲得更高質量的圖像，通過采用STM32系列單片機精確控制振鏡掃描，模板匹配算法實時匹配目標圖像，實現(xiàn)良好的控制效果，完成對物體的實時掃描成像。1 振鏡掃描跟蹤系統(tǒng)結構振鏡掃描跟蹤系統(tǒng)由上位機、單片機控制電路、振鏡掃描系統(tǒng)、工業(yè)相機組成，其結構示意圖如圖1所示。系統(tǒng)啟動后，一方面上位機通過與單片機控制電路的串口通信方式，對單片機下達指令輸出不同掃描信號，控制
儀器儀表用戶 2020年8期2020-08-05
- 三維振鏡激光掃描儀的數(shù)學模型構建
多領域內[1]。振鏡式激光掃描系統(tǒng)與以往的機械掃描有所差異，振鏡式激光掃描系統(tǒng)利用電流使轉子形成偏轉[2]，激光束照射在振鏡上，由振鏡的偏轉使激光束發(fā)生偏轉，在掃描視場內獲取激光軌跡[3]。傳統(tǒng)基于變形監(jiān)測理論的三維振鏡激光掃描系統(tǒng)數(shù)學模型[4]，通過構建變形監(jiān)測的理論誤差模型，用實驗驗證誤差模型，從而獲取三維振鏡激光掃描系統(tǒng)的數(shù)學模型，沒有校正三維振鏡激光掃描系統(tǒng)中存在的誤差，掃描結果誤差較大。針對這一問題，本文構建新的三維振鏡激光掃描系統(tǒng)數(shù)學模型，分別
現(xiàn)代電子技術 2020年15期2020-07-31
- 基于三維掃描振鏡的原位激光加工方法研究
有重要意義。掃描振鏡作為一種可以快速準確地控制激光光斑位置的光機電產(chǎn)品，在采用其進行激光加工時，與傳統(tǒng)的加工方法相比，具有許多優(yōu)點，包括高動態(tài)性能和加工速度、無刀具磨損、非接觸加工以及靈活性高等[14-16]。三維激光加工的挑戰(zhàn)之一是如何始終保證激光焦點準確聚焦在三維工件上[17-18]。Noh等[19]證明了聚焦的激光可以保證好的加工質量，激光離焦會使加工質量變差。Cao等[17,20]通過視覺方法測量焦點是否離焦，并通過三軸運動平臺進行補償，保證焦點始
工程 2020年1期2020-04-27
- 激光擺動焊接6061鋁合金板材焊縫成形工藝研究*
動焊接是利用掃描振鏡實現(xiàn)聚焦光束的擺動，與傳統(tǒng)固定光束激光焊接相比，具有焊接精度高、焊縫質量與成型性好、對板材拼接縫隙要求低、焊接柔性高等優(yōu)點[4-5]。研究表明，激光擺動焊接可有效增加熔池的流動、抑制飛濺與氣孔的形成、促進焊縫合金元素均勻化，且通過調節(jié)振鏡擺動速度與幅度，可改變焊縫寬度，降低焊縫融合區(qū)的脆性相，從而提高焊縫質量[5-7]。隨著激光技術的快速發(fā)展，光纖激光器向著大功率、小體積、高集成的方向發(fā)展。目前IPG已生產(chǎn)出500 kW的連續(xù)光纖激光器
機電工程技術 2020年2期2020-03-26
- 基于MEMS技術的三維測量系統(tǒng)研究
首先利用MEMS振鏡投影設備將具有固定相位差的正弦條紋圖投影到待測三維物體表面［4］，然后再通過圖像采集設備采集三幅以上變形條紋圖并存儲于測量系統(tǒng)存儲模塊。由于物體表面凹凸不平，投影條紋發(fā)生扭曲，因此變形條紋圖攜帶物體三維信息。最后將變形條紋導入PC端利用三角函數(shù)關系和光強信息，從帶有固定相移的條紋圖中還原出相位圖的環(huán)境深度信息，并通過一定的數(shù)據(jù)處理方法，還原出物體表面的三維尺寸和空間信息。MEMS振鏡的角度隨時間成正弦變化，如式（1）：其中：δmax為振
機械工程與自動化 2020年1期2020-03-22
- 高速掃描激光共聚焦顯微內窺鏡圖像校正
通常使用X/Y軸振鏡實現(xiàn)掃描成像，為了提高成像速度，高速共振振鏡已經(jīng)取得了廣泛應用，其掃描方式可分為單程式隔行掃描和往復式逐行掃描兩種[3-4]。相比于單程式隔行掃描，往復式逐行掃描充分利用了掃描振鏡返程時采集的數(shù)據(jù)，成像速度快，圖像數(shù)據(jù)利用率高，是提高激光共聚焦顯微內窺鏡系統(tǒng)成像幀速和成像分辨率的理想掃描方式[5]。但由于共振振鏡反饋的同步信號和振鏡實際位置不匹配，重構圖像中相鄰兩行的圖像會存在一定的錯位。同時，掃描過程中共振振鏡的速度呈非線性變化，等時
光學精密工程 2020年1期2020-03-07
- 基于LinuxCNC數(shù)控系統(tǒng)和EtherCAT總線的復雜異型孔激光加工機床的開發(fā)與應用*
動系統(tǒng)和二維掃描振鏡光學系統(tǒng)結合起來，進行機床整體方案、五軸運動系統(tǒng)、激光及光學系統(tǒng)、CCD視覺定位與自動聚焦系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、軟件開發(fā)與集成等方面的設計，組成“5+2”軸的智能化激光加工機床。其中，五軸聯(lián)動機械運動系統(tǒng)用于實現(xiàn)工件待加工處的法向定位等宏觀空間運動，二維振鏡掃描系統(tǒng)結合機械Z軸焦點補償可以實現(xiàn)微小局部的高速逐層去除加工，宏微結合，實現(xiàn)復雜曲面工件上復雜異型氣膜冷卻孔的制備。1 LinuxCNC數(shù)控系統(tǒng)和EtherCAT總線傳統(tǒng)的激光加工機床多
組合機床與自動化加工技術 2019年12期2019-12-26
- 陀螺電機轉子動平衡激光精密去重技術
0μm，通過掃描振鏡可實現(xiàn)直徑為0.5mm～3mm的打孔去重和拋光工藝，可通過控制系統(tǒng)調節(jié)激光參數(shù)。采用激光顯微鏡和掃描電鏡（SEM）對去重和拋光后的轉子樣件進行了測試，研究了激光參數(shù)對去重和拋光效果的影響規(guī)律。2 實驗結果與討論2.1 激光參數(shù)對去重效果的影響規(guī)律研究（1）激光頻率對去重效果的影響規(guī)律前期實驗表明，在采用較大的激光功率時，去重效率較高。因此，在去重過程中，針對激光功率選擇了激光器的最大輸出功率——30W。研究了在頻率分別為20kHz、40
導航與控制 2019年5期2019-12-12
- 激光雷達中掃描振鏡控制研究
雷達系統(tǒng)中，掃描振鏡至關重要[1]。掃描振鏡(GS)，也稱電流計掃描儀，是一種性能優(yōu)良的矢量掃描器件，是高頻驅動下的一種特殊的擺動伺服電機。掃描振鏡將激光雷達發(fā)射的激光源，通過電機上兩個反射鏡的擺動，形成激光面陣，達到激光掃描成像效果[2]。對于掃描振鏡的周期性運動控制，傳統(tǒng)PID參數(shù)整定更多依靠經(jīng)驗，抗干擾能力不足，控制性能無法滿足掃描振鏡需求。模糊控制是先進控制理論之一，在非線性和時變系統(tǒng)中有較好控制性能，但是模糊控制缺少積分環(huán)節(jié)，無法消除穩(wěn)態(tài)誤差[3
微特電機 2019年11期2019-11-25
- 電池極柱激光清洗關鍵技術研究
）精確定位、打標振鏡頭的硬件以及振鏡系統(tǒng)偏差來源著手來研究激光清洗系統(tǒng)。該激光清洗系統(tǒng)可分為打標子系統(tǒng)、機器視覺子系統(tǒng)以及三軸運動平臺。三維運動平臺搭載打標頭設置控制工作點位，打標頭控制激光按一定功率出光并且掃描預設圖形；機器視覺系統(tǒng)通過拍照、計算后得出極柱區(qū)域定位數(shù)據(jù)信息；本文通過試驗測試參數(shù)得到一套適用于鋰電池的極柱清洗專機。圖1 電池極柱清洗專機三維效果圖按照具體電池生產(chǎn)工藝流程，模組激光清洗工位處于電池打軋帶的后段，而位于極柱激光焊接前段，該工藝采
制造業(yè)自動化 2019年8期2019-08-30
- 基于視覺的激光振鏡精密焊接系統(tǒng)研究
整著手來研究激光振鏡焊接系統(tǒng)。該激光振鏡精密焊接系統(tǒng)可分為激光器子系統(tǒng)、振鏡子系統(tǒng)、視覺子系統(tǒng)以及機器人子系統(tǒng)。振鏡子系統(tǒng)閉環(huán)控制XYZ軸振鏡擺動，以此控制激光掃描軌跡；視覺系統(tǒng)通過拍照、計算后得出焊接模型區(qū)域定位數(shù)據(jù)信息；激光器系統(tǒng)完成激光發(fā)生以及傳導報警等工作，同時設置不同的激光波形參數(shù)以及振鏡子系統(tǒng)運動掃描參數(shù)對模組焊后質量有不同的影響，本文通過試驗測試參數(shù)得到一套適用于方形硬殼鋰電池的焊接參數(shù)，主要參數(shù)包括離焦量、焊接速度、激光開延時、激光關延時、
制造業(yè)自動化 2019年6期2019-07-08
- 嫦娥三號激光三維成像系統(tǒng)全鏈路誤差分析與仿真
測器并行接收和雙振鏡快速掃描的新體制，能夠在0.1 s內實現(xiàn)30°×30°著陸視場的快速掃描[5-6].由于硬件制造工藝、安裝工藝和實際使用環(huán)境等影響，激光成像系統(tǒng)原始觀測數(shù)據(jù)中都存在系統(tǒng)性和偶然性的誤差，導致著陸區(qū)障礙探測結果的不確定性.目前，提高激光三維成像的精度和可信度的方法主要是對誤差進行檢校，常用的是通過基于面特征的檢校和基于點特征的檢校兩種[7-14].在成像全鏈路中，各單元共同協(xié)作，完成激光測距系統(tǒng)的多通道測距和掃描系統(tǒng)中水平角豎直角的觀測與
同濟大學學報（自然科學版） 2019年6期2019-07-04
- 基于模糊PID的高速振鏡電機控制
現(xiàn)方法很多，其中振鏡掃描的實現(xiàn)性價比較高。靈敏、高速、高可靠性的優(yōu)勢使得越來越多的掃描成像系統(tǒng)采取了這一方法。以前,大多數(shù)振鏡掃描系統(tǒng)都使用基于模擬控制技術的振鏡電機,該控制方案精度低、響應緩慢、調試較難[2]。采用直流電機，以數(shù)字化控制手段作為控制策略可以提高系統(tǒng)的精度和速度。另外，數(shù)字化控制可以在很大程度上減小整個系統(tǒng)的體積，擴大其應用范圍。本文主要針對振鏡控制系統(tǒng)中的控制策略作深入研究，對目前主流的PID控制進行算法改進，設計一種高線性度、高頻率、抗
微特電機 2019年4期2019-04-25
- 激光切割機控制系統(tǒng)軟件的研究與開發(fā)
完成下列工作：①振鏡和工作臺進行協(xié)調運動，在本系統(tǒng)中，通過振鏡和工作臺運動的結合，可以進行高效率、大范圍的加工，但需要控制好振鏡和工作臺之間的協(xié)調性。②協(xié)調控制激光、振鏡及工作臺，通過一定的運動或延時激光開關，才能確保不會出現(xiàn)欠切或過切工件的現(xiàn)象。③在加工中，需要顯示系統(tǒng)的運動狀態(tài)，如開關狀態(tài)及軸運動等。④該激光切割系統(tǒng)切割精度的提高問題，也是本軟件部分需要進行解決的問題。3 分析運動控制系統(tǒng)的具體功能某企業(yè)開發(fā)、制造的一種激光振鏡控制器，可以實現(xiàn)多軸協(xié)調
中國設備工程 2019年1期2019-01-16
- 振鏡激光跟蹤系統(tǒng)的魯棒復合控制方法
效途徑。本文選用振鏡電機作為激光跟蹤系統(tǒng)的執(zhí)行機構，通過X、Y雙軸振鏡的偏轉實現(xiàn)對激光指向的控制。傳統(tǒng)的跟蹤控制算法多數(shù)基于反饋控制，例如文獻[1]和文獻[2]提出的控制方案是對傳統(tǒng)控制結構的擴展，通過給振鏡系統(tǒng)增加一個帶有PID-L1類型控制器的附加回路，保證了系統(tǒng)速度響應和抗擾性。但該控制策略未引進前饋控制無法從根本上提高系統(tǒng)跟蹤性能。對于非最小相位系統(tǒng)，引入ZPETC能夠極大提高跟蹤精度，但ZPETC性能受系統(tǒng)模型精度影響極大，振鏡電機在使用過程中因
計算機測量與控制 2018年12期2019-01-07
- 基于ARM Cortex M7內核的高速振鏡控制系統(tǒng)
M7內核的高速振鏡控制系統(tǒng)陳 軍，羅維平*（武漢紡織大學 機械工程與自動化學院，湖北 武漢 430200）激光加工技術日益成熟，其技術的核心難點在于其振鏡控制系統(tǒng)的設計，目前業(yè)界在激光振鏡控制部分還存在一些問題。本文針對目前存在的功耗大、精度低、電路復雜等問題，研究一種基于ARM Cortex M7內核和XY2-100協(xié)議的高速振鏡控制系統(tǒng)，有效降低控制信號傳輸過程中的衰減，并對激光固有的幾何畸變提出一種有效的優(yōu)化補償方案，通過制作DEMO板和試驗驗證了
武漢紡織大學學報 2018年6期2018-12-21
- “十三五”國家重點研發(fā)計劃課題“基于低空遙感的華北小麥玉米營養(yǎng)診斷與變量追肥管理模型與技術”進展
儀鏡頭前加裝旋轉振鏡，根據(jù)光譜儀的線寬及掃描頻率，調節(jié)振鏡旋轉速率，使之達到一致，保證數(shù)據(jù)既不出現(xiàn)拉伸也不出現(xiàn)壓縮的情況，即機載平臺不動，通過旋轉振鏡擺動達到穩(wěn)定成像的目的。后續(xù)還將內置掃描振鏡系統(tǒng)集成微型數(shù)據(jù)控制器，實現(xiàn)影像推掃、采集、處理一體化，從而達到便攜使用的目的。利用該觀測系統(tǒng)，可高效獲取不同目標地物的高精度、高光譜影像信息。微型高光譜儀成像儀無人機搭載高光譜成像儀加裝旋轉振鏡便攜式系統(tǒng)運輸套裝穩(wěn)定成像：高架車實驗配套數(shù)據(jù)分析軟件
浙江大學學報（農(nóng)業(yè)與生命科學版） 2018年4期2018-09-15
- 基于STM32的光固化3D打印機控制系統(tǒng)設計
光激光，利用掃描振鏡進行路徑掃描填充；后者是主要利DMD（Digital Micromirror Device）芯片和投影系統(tǒng)，選擇性透光控制。兩者的成本都比較高，所需的控制器的性能要求也比較高，研究困難，所以為了降低研究開發(fā)者入門門檻，一款低成本高性能的控制器的產(chǎn)生顯得十分迫切。因此本文著重針對光固化立體成型技術的控制系統(tǒng)進行研究，解決當前常用于激光振鏡控制的FPGA和DSP控制板價格昂貴、編程困難的弊端，設計了一款基于STM32的低成本控制系統(tǒng)方案。1
制造業(yè)自動化 2018年6期2018-06-24
- 擺角電機伺服驅動器設計
33)0 引 言振鏡的光學掃描系統(tǒng)具有高速、高精度、高線性度等優(yōu)點，因此在激光加工、成像和打印、半導體工程及生物醫(yī)學系統(tǒng)等領域取得了良好的應用。作為該系統(tǒng)中的核心部分，掃描振鏡的性能是系統(tǒng)外特性的關鍵。而其主要組成部分中的擺角電機及其驅動器則受到了國內外相關行業(yè)的重視及投入。當前在此方向處于領先狀態(tài)的公司機構主要集中在國外，如美國的CTI與GSI振鏡，德國的SCANLAB等等。本文針對此方面的需求設計了一款基于微處理芯片STM32F103控制的擺角電機數(shù)字
微特電機 2018年1期2018-04-26
- 脈沖激光直線高速態(tài)標刻性能研究
至140 ns；振鏡型號JD1403,10%全范圍的響應時間為0.7 ms,1%全范圍響應時間0.3 ms。場鏡的掃描范圍為110 mm×110 mm,焦平面上的彌散斑直徑18 μm。實驗使用嵌入式的激光標記控制系統(tǒng),MCU為STM32F103單片機。3 振鏡停留時間與激光脈沖數(shù)量3．1 脈沖個數(shù)與脈沖周期由于脈沖激光器發(fā)出的激光是具有一定的重復頻率,即每隔一段時間,激光器發(fā)出一個激光脈沖。則激光器發(fā)出激光的重復周期T可由式(1)計算出來:(1)其中，f為
激光與紅外 2018年2期2018-03-09
- 前聚焦式3軸振鏡的調焦原理與應用
摘 要：使用兩軸振鏡配合ftheta透鏡進行激光掃描加工已經(jīng)獲得了廣泛應用，但該方式的掃描幅面較小，無法滿足大幅面加工的要求。前聚焦式振鏡不需要使用ftheta透鏡，能夠在保持近衍射極限聚焦光斑下獲得數(shù)倍于ftheta透鏡的掃描范圍。文章研究討論了前聚焦式3軸振鏡的調焦原理和在典型大幅面加工上的應用。關鍵詞：3軸激光振鏡；前聚焦式；調焦光學原理；大幅面加工應用引言激光掃描加工技術已經(jīng)在工業(yè)領域獲得了廣泛的應用。振鏡是掃描加工的主流實現(xiàn)途徑。在消費電子、汽車
科技創(chuàng)新與應用 2017年13期2017-05-24
- 一種具有角位置信號反饋的振鏡驅動電路設計
角位置信號反饋的振鏡驅動電路設計華中光電技術研究所 阮仁秋 丁 捷【摘要】在線陣掃描型紅外熱像儀中，掃描振鏡是重要的組成部分，其功能是將景物經(jīng)過光學系統(tǒng)匯聚后的輻射信息精確傳遞到探測器靶面上，所以振鏡的掃描角度就決定了信號能否精確到達靶面。而振鏡的掃描角度又由驅動硬件電路所控制。針對此，本文提出了一種基于DSP控制方案，具有角度位置反饋的振鏡驅動電路?！娟P鍵詞】線陣紅外熱像儀；振鏡；角度位置反饋1 引言目前，線陣紅外熱像儀已經(jīng)廣泛應用于軍事、民用領域。線陣
電子世界 2016年9期2016-06-02
- 超短激光脈沖消除熱影響
些應用，使用掃描振鏡冷消融的加工方式得到的精度與錐角是不夠的。錐角是在切割縫的邊界產(chǎn)生的，部分是因為激光能量密度在那里比較低，部分是因為材料在那里再沉積。對于這些應用，使用固定加工頭、加工氣體噴嘴和高精度軸是很有優(yōu)勢的。然而，軸的加速度和速度與掃描振鏡相比是微不足道的。因此，激光引入的熱量在固定加工頭的應用中會比較多。即使是局部熔化材料也不能完全排除這種現(xiàn)象。盡管如此，可以依舊保持工件質量。與固體激光器和CO2激光器的“熱”激光切割相比，超短脈沖確保引入的
中國光學 2016年1期2016-02-26
- 嵌入式以太網(wǎng)在網(wǎng)絡激光標刻技術中的應用研究
作原理及總體設計振鏡掃描式激光標刻系統(tǒng)一般由激光發(fā)生器、控制板卡、以及集成了X/Y振鏡電機、聚焦透鏡、振鏡驅動電路的激光振鏡頭組成。激光標刻系統(tǒng)的核心是其控制系統(tǒng)，在本設計中，控制系統(tǒng)由標刻控制單元實現(xiàn)，它主要由激光控制模塊、激光振鏡運動控制模塊、網(wǎng)絡通信模塊和報警模塊組成。系統(tǒng)原理框圖如圖1所示。圖1 網(wǎng)絡激光標刻控制系統(tǒng)原理框圖本系統(tǒng)中STM32F107微控制器中集成有MAC（Media Access Control的縮寫，即媒體訪問控制子層協(xié)議），再
制造業(yè)自動化 2015年16期2015-08-23
- 一種激光直寫式光刻光路系統(tǒng)
焦、二維x/y 振鏡反射和f-theta 透鏡的映射聚焦，使激光束的焦點位置能在x、y、z 三維空間中精確移動，實現(xiàn)平面或非平面器件上相應位置的光刻膠感光，直接完成整片的光刻工藝。本文的激光直寫式光刻工藝主要用于曲面柵網(wǎng)器件的直寫式光刻工藝。1 激光直寫式光刻光路該激光直寫式光刻系統(tǒng)的光路主要包括激光器、擴束整形部分、大范圍調焦部分、動態(tài)調焦部分、x/y 二維振鏡和f-theta 透鏡部分，其整體光路結構示意圖如圖1 所示。圖1 激光直寫式光刻光路示意圖1
電子工業(yè)專用設備 2015年5期2015-07-04
- 一種激光標刻圖像驗證裝置的研究與設計
別和存儲后篩選出振鏡坐標數(shù)據(jù)和激光器開關光數(shù)據(jù)，通過USB總線將數(shù)據(jù)傳輸至PC上位機，最終由上位機還原數(shù)據(jù)實現(xiàn)圖像的模擬標刻，該裝置的數(shù)據(jù)采集遵循XY2-100協(xié)議，F(xiàn)PGA主控模塊選用Cyclone III芯片，USB傳輸模塊選用FT2232H芯片。該裝置能夠快速、完整地獲取激光打標控制卡在進行圖像標刻過程中的實時數(shù)據(jù)，并能在上位機模擬繪制出實際標刻的圖案。實驗結果表明，該硬件裝置運行穩(wěn)定、精度較高、圖案驗證性強。激光打標；圖像驗證；FPGA；USB激光
電視技術 2015年5期2015-06-22
- 雙光子聚合加工的光路模擬
要由擴束鏡、掃描振鏡和聚焦透鏡3個部分組成。下面分別來介紹各個部分的作用，并用ZEMAX軟件(美國 Radiant Zemax公司ZEMAX-EE版)對這3個部分分別進行模擬。2．1 擴束鏡激光為高斯光束，高斯光束的光斑邊緣的包絡線呈雙曲線，光斑半徑最小處被稱為束腰w0。束腰處的光強分布公式為:式中，I0為初始光強，r為極坐標。由此可見激光光束截面內的光強分布是不均勻的，距光束中心越近，光強越強。根據(jù)(1)式可知，當w0減小時，光強明顯增強。發(fā)生雙光子聚合
激光技術 2015年3期2015-03-18
- 太陽能晶硅電池激光刻槽設備光機系統(tǒng)設計
機構擴束，進入由振鏡和F－theta鏡組成的掃描聚焦系統(tǒng)。每個掃描聚焦系統(tǒng)對應一個掃描工位(圖1中的1，2，3，4)，在每個工位上完成對晶硅太陽能電池的刻槽，要求刻線寬度30～50μm，刻線深度滿足工藝要求。激光器選用波長532nm的短脈沖激光器，性能參數(shù)如下:單路激光功率為13W，光斑直徑為0.9mm，發(fā)散角為5mrad，脈沖不穩(wěn)定性﹤50μrad。圖1 光學布局示意圖2 掃描聚焦系統(tǒng)設計掃描系統(tǒng)由振鏡及F－theta鏡組成。振鏡核心為XY掃描鏡。將激光
機械設計與制造工程 2014年8期2014-11-06
- 汽車座椅激光焊接工藝研究介紹
用機器人攜帶激光振鏡頭或定焦鏡頭連接4～6 kW大功率激光發(fā)生器來完成激光焊接工藝。以下是幾種常見的激光焊接單元設備及工藝的簡單介紹。1 激光振鏡鏡組定點焊及飛行焊振鏡是一種特殊的擺動電機，圖3為其內部構造原理?；驹砭褪蔷€圈通電，在切割磁場中產(chǎn)生力矩，其轉子通過機械或電子的方式加有復位力矩，大小與轉子偏離平衡位置的角度成正比，當線圈通以一定的電流而轉子偏轉到一定的角度時，電磁力矩與回復力矩大小相等，故不能像普通電機一樣旋轉，而只能偏轉，偏轉角與電流成正
汽車零部件 2014年1期2014-09-20
- 一種振鏡掃描漢字激光打標優(yōu)化算法
21200）一種振鏡掃描漢字激光打標優(yōu)化算法高世一1，許 超2，3，楊永強2，陳和興1（1.廣州有色金屬研究院，廣州510650；2.華南理工大學機械與汽車工程學院，廣州510006；3.大族粵銘激光科技有限公司，睢寧221200）為了提高漢字激光打標效率，結合筆畫跟蹤算法和貪心算法，給出了一種振鏡式漢字激光打標優(yōu)化算法。該算法首先提取出漢字的連續(xù)筆畫，然后運用貪心算法獲得漢字筆畫最優(yōu)輸出路徑，最后按最優(yōu)路徑實現(xiàn)激光打標。結果表明，該算法減少了激光大跳躍次
激光技術 2014年6期2014-06-23
- 激光入射角對振鏡掃描激光刻蝕質量的影響
5)激光入射角對振鏡掃描激光刻蝕質量的影響胡雪林，曹 宇?，李峰平(溫州大學機電工程學院，浙江溫州 325035)以加工焦深限制范圍內的傾斜平面模型來模擬工件表面的微觀不平坦狀況，對激光束以一定傾角入射工件表面的光斑畸變及其對刻蝕質量的影響開展了理論和實驗方面的初步探索．結果表明，隨著激光束入射方向與工件表面法向的夾角（簡稱入射角）的增大，光斑畸變量也越來越大，振鏡沿水平路徑掃描的刻蝕線寬始終比豎直路徑的大，刻蝕線長始終比豎直路徑的小；相對于水平刻蝕路徑，
溫州大學學報（自然科學版） 2014年1期2014-05-25
- 二維激光掃描演示實驗系統(tǒng)設計
激光掃描器，激光振鏡掃描式系統(tǒng)因具有高精度、高速度等特點而廣泛用于激光加工行業(yè)?；谏鲜龇治觯紤]實驗室現(xiàn)狀，采用擴束鏡、聚焦鏡、物鏡、XY掃描反射鏡及其驅動部件和下位機控制器等硬件設計了二維激光掃描演示實驗系統(tǒng)，并設計了上位機用戶界面，進行了相關的測試實驗。1 二維激光掃描演示實驗系統(tǒng)硬件設計二維激光掃描演示實驗系統(tǒng)如圖1所示，整個系統(tǒng)由激光器、擴束鏡、聚焦鏡、物鏡、XY軸掃描反射鏡及其驅動部件、下位機控制器和PC機上控制界面組成。激光器發(fā)射的激光束經(jīng)過
電子測試 2013年5期2013-11-05
- 增量式光柵編碼器在激光掃描雷達的應用研究*
掃描裝置主要有:振鏡掃描、旋轉棱鏡掃描、光纖掃描、旋轉正多面體掃描和快速指向鏡掃描［3］。振鏡掃描是通過X-Y軸電機帶動反射鏡片偏轉來實現(xiàn)平面掃描的，采用增量式光柵作為掃描電機的轉角傳感器。增量式光柵編碼器具有結構簡單、測量范圍廣、精度高、非接觸測量、數(shù)字式輸出等優(yōu)點［4］。本文針對增量式光柵傳感器在全數(shù)字振鏡掃描系統(tǒng)中的應用進行實驗研究。1 光柵編碼器工作原理及其測量電路1.1 光柵編碼器工作原理一個完整的增量式光柵編碼器主要由光柵、發(fā)光二極管、透鏡、光
傳感器與微系統(tǒng) 2012年3期2012-07-25
- 運動目標模擬系統(tǒng)設計
跟蹤系統(tǒng)的檢測。振鏡式激光掃描運動目標模擬技術是設計振鏡式激光掃描運動目標模擬系統(tǒng)的核心技術，它采用一種激光經(jīng)雙鏡面全反射投影方式，利用運動光斑來模擬運動目標。本章主要介紹該運動目標模擬技術的理論，包括其物理基礎、原理和基于原理推導的模擬目標運動航路影射算法三部分。物理基礎部分是該運動目標模擬技術產(chǎn)生的物理條件，主要包括激光產(chǎn)生條件與特性、激光發(fā)生器概述和激光振鏡概述等。在介紹物理基礎的前提下，本章在第二小節(jié)重點就振鏡式激光掃描運動目標模擬掃描技術的原理、
山西電子技術 2012年1期2012-07-17
- 振鏡式激光加工的軌跡預覽及監(jiān)控
州225009)振鏡式激光加工系統(tǒng)一般采用PCI運動控制卡(振鏡卡)控制振鏡實現(xiàn)對激光光斑軌跡的控制[1]。這種方法成本低且運動控制精確[2－4]。由于振鏡式激光加工系統(tǒng)的軟件和硬件都往往由設備供應商統(tǒng)一提供，其軟件系統(tǒng)不能內嵌用戶程序，在焊接、切割等加工方式對設備及工藝方面有特殊要求時，需要用戶進行二次開發(fā)。我們采用Visual Studio 2008集成開發(fā)環(huán)境進行用戶程序的設計與編制，在對LMC－2型振鏡控制卡進行二次開發(fā)的過程中解決了“激光加工軌跡
揚州職業(yè)大學學報 2011年4期2011-01-29
- 模具激光蝕刻工藝與設備研究
所示，在三軸掃描振鏡工作時，激光束首先進入移動鏡頭。透過移動鏡頭之后，光束快速分散，直到進入一個或兩個聚焦鏡頭?，F(xiàn)在會聚的光束穿過鏡頭，并由一組x和y鏡片（這些鏡片由振鏡式掃描器移動）引導。x和y鏡片呈直角排列，向下引導光束，覆蓋工作范圍的長和寬。圖2 三軸激光加工原理圖圖3 三軸動態(tài)聚焦振鏡掃描示意圖在沒有焦點校正的掃描振鏡中，向任一軸向移動工作范圍中心聚焦的激光光斑時，都會劃出一個弧形，在工作范圍上方產(chǎn)生一個聚焦點的球面。在遠離工作范圍中心的位置，激光
電子工業(yè)專用設備 2010年12期2010-03-23