振鏡
- 視覺(jué)輔助的激光振鏡加工畸變校正及精度分析
端制造領(lǐng)域。激光振鏡技術(shù)是利用兩個(gè)相互垂直布置的振鏡電機(jī)在小范圍內(nèi)快速偏轉(zhuǎn),帶動(dòng)末端反射鏡偏轉(zhuǎn)而改變光路,使激光聚焦點(diǎn)在大范圍加工平面內(nèi)快速定位的技術(shù)。振鏡慣量小、重復(fù)定位精度高,對(duì)于提升激光加工的效率和質(zhì)量效果明顯,是近些年激光加工領(lǐng)域的熱門(mén)研究方向[1-2]。激光振鏡加工典型的應(yīng)用場(chǎng)景有激光擺動(dòng)焊接[3]、激光快速標(biāo)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(yùn)算量并提高實(shí)時(shí)性,一般采用簡(jiǎn)化的控制策略代替復(fù)雜的坐標(biāo)—轉(zhuǎn)角映射關(guān)系,從
計(jì)算機(jī)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(zhǔn)直系統(tǒng)、光闌、振鏡、F-θ聚焦鏡、加工平臺(tái)等組成。振鏡在激光鉆孔中是非常關(guān)鍵的核心器件，由X-Y光學(xué)掃描頭、驅(qū)動(dòng)板和光學(xué)反射鏡片組成。工控機(jī)提供的信號(hào)通過(guò)驅(qū)動(dòng)放大電路驅(qū)動(dòng)光學(xué)掃描頭，從而在X-Y方向控制激光束的偏轉(zhuǎn)。振鏡電機(jī)工作時(shí)，主要依靠控制參數(shù)如跳轉(zhuǎn)速度、跳轉(zhuǎn)延時(shí)、零跳轉(zhuǎn)延時(shí)及跳轉(zhuǎn)閾值長(zhǎng)度等，來(lái)影響振鏡電機(jī)跳轉(zhuǎn)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(zhì)息息相關(guān)，為了提高激光鉆孔的精度和效率，更好地管控加工品質(zhì)，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(zhuǎn)子偏轉(zhuǎn)，激光束照射在振鏡上，由振鏡的偏轉(zhuǎn)使激光束發(fā)生偏轉(zhuǎn)，在掃描視場(chǎng)內(nèi)獲取激光軌跡[8]。由于振鏡在偏轉(zhuǎn)過(guò)程中以等角速度變化，導(dǎo)致在掃描電網(wǎng)異物過(guò)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(guò)密，則會(huì)降低激光掃描的效率；如果激光光斑過(guò)疏，則會(huì)導(dǎo)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(jìn)一步提高優(yōu)化激光掃描過(guò)程有著重要的意義。本文針對(duì)振鏡激光掃描不均勻的缺陷，
現(xiàn)代電子技術(shù) 2023年20期2023-10-19
- 用于 MEMS 振鏡激光掃描的顯微物鏡設(shè)計(jì)
MEMS 二維振鏡±18°大掃描角度的近紅外無(wú)限共軛微型顯微物鏡。該物鏡總長(zhǎng)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(xiàng)像差校正良好，滿足使用需求。設(shè)計(jì)結(jié)果表明，該微型顯微物鏡可滿足便攜式皮膚檢測(cè)儀器的 MEMS 二維振鏡激光掃描系統(tǒng)的應(yīng)用要求。關(guān)鍵詞：光學(xué)設(shè)計(jì)；顯微物鏡；近紅外；大視場(chǎng)；MEMS 振鏡中圖分類(lèi)號(hào)： TH 742 文獻(xiàn)標(biāo)志碼： ADesign of microscope objective for la
光學(xué)儀器 2023年3期2023-07-21
- MEMS激光雷達(dá)的光學(xué)擴(kuò)角系統(tǒng)設(shè)計(jì)
雷達(dá)使用MEMS振鏡實(shí)現(xiàn)激光掃描。MEMS技術(shù)將機(jī)械結(jié)構(gòu)進(jìn)行微型化、電子化設(shè)計(jì)，通過(guò)大批量生產(chǎn)以降低成本，是目前最有希望的車(chē)規(guī)級(jí)激光雷達(dá)的技術(shù)路線[6]。MEMS車(chē)載激光雷達(dá)的不足之處在于MEMS振鏡掃描角度較小。國(guó)外的研究人員使用了三個(gè)激光二極管，在MEMS振鏡前構(gòu)造了一個(gè)線性陣列，將激光雷達(dá)的目標(biāo)空間水平方向上的視場(chǎng)角延長(zhǎng)了3倍[7-8]。國(guó)內(nèi)的速騰聚創(chuàng)和華為等公司也通過(guò)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(dá)視場(chǎng)角，使其生產(chǎn)的混合固態(tài)式激光雷達(dá)
中國(guó)測(cè)試 2022年12期2023-01-12
- 基于單應(yīng)性矩陣的三維激光投影標(biāo)定方法
的橋梁作用。二維振鏡系統(tǒng)是一個(gè)能夠精準(zhǔn)控制激光束光路的光學(xué)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(biāo)定技術(shù)是實(shí)現(xiàn)高精度的三維激光投影的核心關(guān)鍵技術(shù)。隨著二維掃描振鏡的應(yīng)用從二維平面掃描擴(kuò)展到三維空間掃描，振鏡系統(tǒng)標(biāo)定難度也在加大，振鏡系統(tǒng)應(yīng)用的不斷拓展促進(jìn)了振鏡系統(tǒng)標(biāo)定技術(shù)地發(fā)展。國(guó)外激光投影技術(shù)研究較早，技術(shù)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(biāo)上；HAYES M W等［3］通過(guò)結(jié)合激光投影
光子學(xué)報(bào) 2022年11期2022-11-26
- 激光3D投影系統(tǒng)精度標(biāo)定與補(bǔ)償技術(shù)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(biāo)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(duì)于激光3D投影系統(tǒng)的精度標(biāo)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(duì)激光3D投影系統(tǒng)外部參數(shù)R、T以及振鏡系統(tǒng)內(nèi)部參數(shù)進(jìn)行高精度標(biāo)定，從而使得激光線能夠準(zhǔn)確地到達(dá)掃描范圍內(nèi)任意點(diǎn)。早期的振鏡標(biāo)定技術(shù)主要是針對(duì)于振鏡系統(tǒng)的“枕形畸變”這一原理性誤差進(jìn)行校正，常采用透鏡或動(dòng)態(tài)聚焦裝置來(lái)進(jìn)行校正，進(jìn)而產(chǎn)生桶形失真或離焦誤差等畸變。
長(zhǎng)春理工大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版） 2022年4期2022-11-15
- 結(jié)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(shí)現(xiàn)激光成像的重要基礎(chǔ)設(shè)施,主要由掃描反射鏡、驅(qū)動(dòng)電機(jī)和控制板組成,在工業(yè)、醫(yī)療、軍事等領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用,如激光定位、激光醫(yī)療美容、激光雷達(dá)掃描等.在激光雷達(dá)掃描中,振鏡在給定期望角位置掃描時(shí)容易受到外部擾動(dòng)和噪聲的影響,為了提高振鏡系統(tǒng)的抗干擾能力和動(dòng)態(tài)性能,文獻(xiàn)[1]采用了PID控制和重復(fù)補(bǔ)償策略,使振鏡系統(tǒng)達(dá)到理想的速度和精度;文獻(xiàn)[2]通過(guò)引入前向模型干擾觀測(cè)器和基于模型的具有有
- 一種用于激光雷達(dá)的微振鏡設(shè)計(jì)
可旋轉(zhuǎn)的MEMS振鏡,體積小集成度高[9]。文獻(xiàn)[10]設(shè)計(jì)了MEMS和陣列APD組成的激光雷達(dá),探測(cè)距離20 m,測(cè)距精度40 cm。但當(dāng)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(dá)的探測(cè)距離[11-13]。為了進(jìn)一步提升激光雷達(dá)探測(cè)距離,擴(kuò)大掃描振鏡通光口徑,本文設(shè)計(jì)了基于電磁式的12 mm直徑的激光振鏡,提出了“工形”的機(jī)械結(jié)構(gòu)方案,并利用Nastran軟件進(jìn)行了力學(xué)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(cè)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(qiáng)，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(hào)的糾偏和細(xì)分效果是影響位置檢測(cè)效果的重要因素?，F(xiàn)階段常見(jiàn)的細(xì)分方法包括CORDIC 反正切算法細(xì)分、麥克勞林級(jí)數(shù)算法細(xì)分、閉環(huán)跟蹤算法細(xì)分、跟蹤環(huán)路算法細(xì)分等。王強(qiáng)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(shí)現(xiàn)
軟件導(dǎo)刊 2022年6期2022-06-28
- 三菱激光鉆機(jī)電子振鏡參數(shù)優(yōu)化方法
后，激光通過(guò)電子振鏡偏轉(zhuǎn)角度后，落在預(yù)定的XY坐標(biāo)位置，進(jìn)行孔加工。由于三菱激光鉆機(jī)鉆板速度快，響應(yīng)時(shí)間短，運(yùn)行頻率高，電子振鏡長(zhǎng)期高速擺動(dòng)會(huì)導(dǎo)致故障出現(xiàn)非常頻繁。三菱第三代激光鉆機(jī)（GTWIII-H）在開(kāi)機(jī)啟動(dòng)時(shí)會(huì)經(jīng)常遇到電子振鏡報(bào)警，特別在停電和關(guān)機(jī)較長(zhǎng)時(shí)間后再啟動(dòng)時(shí)，有時(shí)停機(jī)一兩天，給生產(chǎn)和設(shè)備部都帶來(lái)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(dòng)電機(jī)，基本原理是通電線圈在磁場(chǎng)中產(chǎn)生力矩，與旋轉(zhuǎn)電機(jī)不同的是其
印制電路信息 2022年3期2022-04-08
- 基于聲學(xué)掃描振鏡的超聲/光聲雙模態(tài)成像技術(shù)*
一種基于聲學(xué)掃描振鏡的超聲/光聲雙模態(tài)成像技術(shù),該技術(shù)采用單個(gè)超聲換能器結(jié)合一維聲學(xué)掃描振鏡進(jìn)行快速聲束掃描,實(shí)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(shù).本文開(kāi)展了系列仿體和活體成像研究,實(shí)驗(yàn)結(jié)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(fù)頻率).基于本文所提技術(shù)研究,有助于進(jìn)一步推動(dòng)超聲/光聲雙模態(tài)成像技術(shù)的臨床轉(zhuǎn)化和普及;也為基于
物理學(xué)報(bào) 2022年5期2022-03-18
- 激光對(duì)微型無(wú)人機(jī)跟瞄充電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
并搭建了一套基于振鏡的激光遠(yuǎn)程充電系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用掃描振鏡、硅光電池陣列和無(wú)線數(shù)傳模塊構(gòu)建閉環(huán)反饋控制系統(tǒng)，通過(guò)合理布置硅光電池陣列，使之同時(shí)兼顧激光束對(duì)空中移動(dòng)MUAV的掃描跟蹤和充電功能，且接收端結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單、輕巧，可有效提高M(jìn)UAV的續(xù)航時(shí)間。1 激光跟瞄充電系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)要實(shí)現(xiàn)激光對(duì)飛行中MUAV的實(shí)時(shí)充電，首先要實(shí)現(xiàn)激光束對(duì)MUAV的掃描與捕獲，之后需要激光束對(duì)MUAV實(shí)時(shí)地跟蹤與瞄準(zhǔn)。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(shù) 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(shù)研究
［5］。MEMS振鏡憑借其轉(zhuǎn)動(dòng)范圍大、響應(yīng)速率快、執(zhí)行精度高、體積小的優(yōu)勢(shì)，是目前伺服瞄準(zhǔn)機(jī)構(gòu)中比較理想的驅(qū)動(dòng)元件。對(duì)于精跟蹤光斑探測(cè)器，其跟蹤視場(chǎng)受到跟蹤檢測(cè)分辨率、天空背景光和捕獲時(shí)間等因素限制。為了減小捕獲時(shí)間，提高捕獲概率，應(yīng)盡量增加跟蹤視場(chǎng)角。當(dāng)接收信標(biāo)光斑較小時(shí)，不但對(duì)跟蹤視場(chǎng)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(cè)器的檢測(cè)，增加跟蹤精度［6-8］。本文首先從不同光斑大小對(duì)跟蹤精度影響入手，研究了其理論基礎(chǔ)，分析了光斑大小對(duì)四象限
長(zhǎng)春理工大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版） 2022年1期2022-03-07
- 基于雙目視覺(jué)的激光噴丸大幅面動(dòng)態(tài)掃描系統(tǒng)光束指向標(biāo)定方法
中的適應(yīng)性最強(qiáng)。振鏡系統(tǒng)是典型的動(dòng)態(tài)掃描式系統(tǒng)，早期主要應(yīng)用于激光平面打標(biāo)。 隨著激光制造技術(shù)的不斷成熟，振鏡系統(tǒng)逐漸應(yīng)用于高精度的三維激光加工領(lǐng)域，如表面形貌測(cè)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(chǎng)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(dòng)態(tài)掃描范圍廣，各種誤差因素耦合后形成的畸變?cè)趯?shí)際應(yīng)用中會(huì)造成掃描運(yùn)動(dòng)的失真，難以滿足高精度要求的應(yīng)
電加工與模具 2021年6期2022-01-13
- 振鏡系統(tǒng)自適應(yīng)離散滑?？刂破髟O(shè)計(jì)與仿真
引言當(dāng)前，國(guó)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(dá)到行業(yè)最高質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)；國(guó)內(nèi)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(jī)科技有限公司、北京金海創(chuàng)科技有限公司等。國(guó)內(nèi)振鏡行業(yè)起步較晚，技術(shù)相對(duì)國(guó)外較為落后，但隨著近些年的發(fā)展也具有一定的實(shí)力?？刂扑惴ㄊ怯绊?span id="syggg00" class="hl">振鏡控制系統(tǒng)性能的核心因素。當(dāng)前在振鏡控制系統(tǒng)中的控制策略應(yīng)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(chē)輛工程 2021年12期2021-12-28
- 快速不規(guī)則圖廓提取法簡(jiǎn)易激光成像系統(tǒng)探究與實(shí)現(xiàn)
再將模擬信號(hào)輸給振鏡電機(jī)，從而實(shí)現(xiàn)激光掃描圖像輸出。本系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方法簡(jiǎn)單，操作方便，成本低廉，很適合作為實(shí)驗(yàn)教學(xué)儀器[2]。1 基本原理1.1 掃描振鏡振鏡是一種特殊的擺動(dòng)馬達(dá)，基本原理是通電線圈在磁場(chǎng)中產(chǎn)生力矩，但與旋轉(zhuǎn)電機(jī)不同，其轉(zhuǎn)子上通過(guò)機(jī)械紐簧或電子的方法加有復(fù)位力矩，大小與轉(zhuǎn)子偏離平衡位置的角度成正比，當(dāng)線圈通以一定的電流而轉(zhuǎn)子發(fā)生偏轉(zhuǎn)到一定的角度時(shí)，電磁力矩與回復(fù)力矩大小相等，故不能像普通電機(jī)一樣旋轉(zhuǎn)，只能偏轉(zhuǎn)，偏轉(zhuǎn)角與電流成正比，與電流計(jì)一樣，
大學(xué)物理實(shí)驗(yàn) 2021年5期2021-11-25
- 淺談PCR型CO2激光治療設(shè)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(hào)后產(chǎn)生高電壓低電流進(jìn)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(gòu)設(shè)計(jì)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(wèn)題。輸出的高電壓低電流時(shí)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(yù)設(shè)之掃描圖形將所述CO2激光模塊產(chǎn)生之超脈沖CO2激光進(jìn)行X軸方向或Y軸方向
中國(guó)設(shè)備工程 2021年14期2021-07-30
- 利用反射式圓光柵的振鏡轉(zhuǎn)角測(cè)量
斷發(fā)展，針對(duì)掃描振鏡的角度測(cè)量設(shè)備也在更新?lián)Q代，為了得到響應(yīng)快、精度高、誤差小、結(jié)構(gòu)小巧的角度檢測(cè)器，國(guó)內(nèi)外開(kāi)展了許多研究。目前國(guó)外研究較好的公司也是生產(chǎn)高質(zhì)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(shí)現(xiàn)整個(gè)閉環(huán)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，其產(chǎn)品精度一般在2 μrad以內(nèi)。同時(shí)，國(guó)外許多學(xué)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(gòu)成的掃描控制器作為角
中國(guó)光學(xué) 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(shè)計(jì)
考［8-10］。振鏡的掃描控制系統(tǒng)是控制振鏡運(yùn)動(dòng)的關(guān)鍵模塊，高校在實(shí)驗(yàn)時(shí)使用的控制板卡大多為國(guó)外進(jìn)口產(chǎn)品，價(jià)格昂貴［11-12］，極大提高了實(shí)驗(yàn)成本，其控制界面也較復(fù)雜，對(duì)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(shè)計(jì)和以FPGA（Field Programmable Gate Array）為控制核心的軟件程序設(shè)計(jì)，相比現(xiàn)有的控制板卡和控制軟件，F(xiàn)PGA 可無(wú)限重新編程，時(shí)序控制也更加高速、精準(zhǔn)，可以在結(jié)束一次掃描后修改程序即時(shí)調(diào)整掃描行
軟件導(dǎo)刊 2021年3期2021-03-25
- 硅基半導(dǎo)體的“桑巴舞”
發(fā)展出MEMS微振鏡、FLASH面陣技術(shù)、OPA相控陣技術(shù)、旋轉(zhuǎn)棱鏡式技術(shù)等等多技術(shù)路線，本期我們來(lái)解讀一下MEMS微振鏡技術(shù)。MEMS的起源也許因?yàn)槠?chē)圈內(nèi)的關(guān)注點(diǎn)多在自動(dòng)駕駛領(lǐng)域，而消費(fèi)者們聽(tīng)到MEMS這個(gè)名稱(chēng)的時(shí)候，多半也說(shuō)的是應(yīng)用在自動(dòng)駕駛領(lǐng)域的MEMS技術(shù)激光雷達(dá)，所以估計(jì)不少人會(huì)認(rèn)為MEMS就是激光雷達(dá)?？墒聦?shí)并非如此，MEMS是Micro-Electro-MechanicalSystem的縮寫(xiě)，中文翻譯過(guò)來(lái)就是“微機(jī)電系統(tǒng)”。MEMS技術(shù)出現(xiàn)
汽車(chē)之友 2021年5期2021-03-16
- 顯微光譜成像裝置研制與實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
。該裝置主要通過(guò)振鏡將激發(fā)光束反射進(jìn)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(guò)雙色鏡后進(jìn)入熒光采集光路，探測(cè)器獲取該位置處的熒光和光譜數(shù)據(jù)；通過(guò)有序控制光譜儀和振鏡，計(jì)算機(jī)將有序采集的某一區(qū)域的光譜信號(hào)和相應(yīng)位置信息進(jìn)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(shè)計(jì)了自組熒光顯微鏡、白光照明成像、熒光光譜測(cè)量和光譜成像等實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。1 光譜成像裝置的光路設(shè)計(jì)和搭建自組顯微光譜成像裝置是基于我校物
實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理 2020年2期2020-09-29
- 基于單片機(jī)的振鏡掃描實(shí)時(shí)跟蹤系統(tǒng)
。其成像基礎(chǔ)在于振鏡掃描，OCT系統(tǒng)通過(guò)控制振鏡對(duì)物體進(jìn)行掃描，從而得到物體的二維或三維結(jié)構(gòu)圖像。為了獲得更高質(zhì)量的圖像，通過(guò)采用STM32系列單片機(jī)精確控制振鏡掃描，模板匹配算法實(shí)時(shí)匹配目標(biāo)圖像，實(shí)現(xiàn)良好的控制效果，完成對(duì)物體的實(shí)時(shí)掃描成像。1 振鏡掃描跟蹤系統(tǒng)結(jié)構(gòu)振鏡掃描跟蹤系統(tǒng)由上位機(jī)、單片機(jī)控制電路、振鏡掃描系統(tǒng)、工業(yè)相機(jī)組成，其結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。系統(tǒng)啟動(dòng)后，一方面上位機(jī)通過(guò)與單片機(jī)控制電路的串口通信方式，對(duì)單片機(jī)下達(dá)指令輸出不同掃描信號(hào)，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(xué)模型構(gòu)建
多領(lǐng)域內(nèi)[1]。振鏡式激光掃描系統(tǒng)與以往的機(jī)械掃描有所差異，振鏡式激光掃描系統(tǒng)利用電流使轉(zhuǎn)子形成偏轉(zhuǎn)[2]，激光束照射在振鏡上，由振鏡的偏轉(zhuǎn)使激光束發(fā)生偏轉(zhuǎn)，在掃描視場(chǎng)內(nèi)獲取激光軌跡[3]。傳統(tǒng)基于變形監(jiān)測(cè)理論的三維振鏡激光掃描系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型[4]，通過(guò)構(gòu)建變形監(jiān)測(cè)的理論誤差模型，用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證誤差模型，從而獲取三維振鏡激光掃描系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，沒(méi)有校正三維振鏡激光掃描系統(tǒng)中存在的誤差，掃描結(jié)果誤差較大。針對(duì)這一問(wèn)題，本文構(gòu)建新的三維振鏡激光掃描系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型，分別
現(xiàn)代電子技術(shù) 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(zhǔn)確地控制激光光斑位置的光機(jī)電產(chǎn)品，在采用其進(jìn)行激光加工時(shí)，與傳統(tǒng)的加工方法相比，具有許多優(yōu)點(diǎn)，包括高動(dòng)態(tài)性能和加工速度、無(wú)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(diǎn)準(zhǔn)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(zhì)量，激光離焦會(huì)使加工質(zhì)量變差。Cao等[17,20]通過(guò)視覺(jué)方法測(cè)量焦點(diǎn)是否離焦，并通過(guò)三軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)進(jìn)行補(bǔ)償，保證焦點(diǎn)始
工程 2020年1期2020-04-27
- 激光擺動(dòng)焊接6061鋁合金板材焊縫成形工藝研究*
動(dòng)焊接是利用掃描振鏡實(shí)現(xiàn)聚焦光束的擺動(dòng)，與傳統(tǒng)固定光束激光焊接相比，具有焊接精度高、焊縫質(zhì)量與成型性好、對(duì)板材拼接縫隙要求低、焊接柔性高等優(yōu)點(diǎn)[4-5]。研究表明，激光擺動(dòng)焊接可有效增加熔池的流動(dòng)、抑制飛濺與氣孔的形成、促進(jìn)焊縫合金元素均勻化，且通過(guò)調(diào)節(jié)振鏡擺動(dòng)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(zhì)量[5-7]。隨著激光技術(shù)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(jī)電工程技術(shù) 2020年2期2020-03-26
- 基于MEMS技術(shù)的三維測(cè)量系統(tǒng)研究
首先利用MEMS振鏡投影設(shè)備將具有固定相位差的正弦條紋圖投影到待測(cè)三維物體表面［4］，然后再通過(guò)圖像采集設(shè)備采集三幅以上變形條紋圖并存儲(chǔ)于測(cè)量系統(tǒng)存儲(chǔ)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(dǎo)入PC端利用三角函數(shù)關(guān)系和光強(qiáng)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(guò)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(shí)間成正弦變化，如式（1）：其中：δmax為振
機(jī)械工程與自動(dòng)化 2020年1期2020-03-22
- 高速掃描激光共聚焦顯微內(nèi)窺鏡圖像校正
通常使用X/Y軸振鏡實(shí)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(yīng)用，其掃描方式可分為單程式隔行掃描和往復(fù)式逐行掃描兩種[3-4]。相比于單程式隔行掃描，往復(fù)式逐行掃描充分利用了掃描振鏡返程時(shí)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(nèi)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(hào)和振鏡實(shí)際位置不匹配，重構(gòu)圖像中相鄰兩行的圖像會(huì)存在一定的錯(cuò)位。同時(shí)，掃描過(guò)程中共振振鏡的速度呈非線性變化，等時(shí)
光學(xué)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(fù)雜異型孔激光加工機(jī)床的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用*
動(dòng)系統(tǒng)和二維掃描振鏡光學(xué)系統(tǒng)結(jié)合起來(lái)，進(jìn)行機(jī)床整體方案、五軸運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)、激光及光學(xué)系統(tǒng)、CCD視覺(jué)定位與自動(dòng)聚焦系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、軟件開(kāi)發(fā)與集成等方面的設(shè)計(jì)，組成“5+2”軸的智能化激光加工機(jī)床。其中，五軸聯(lián)動(dòng)機(jī)械運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)用于實(shí)現(xiàn)工件待加工處的法向定位等宏觀空間運(yùn)動(dòng)，二維振鏡掃描系統(tǒng)結(jié)合機(jī)械Z軸焦點(diǎn)補(bǔ)償可以實(shí)現(xiàn)微小局部的高速逐層去除加工，宏微結(jié)合，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜曲面工件上復(fù)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(jī)床多
組合機(jī)床與自動(dòng)化加工技術(shù) 2019年12期2019-12-26
- 陀螺電機(jī)轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡激光精密去重技術(shù)
0μm，通過(guò)掃描振鏡可實(shí)現(xiàn)直徑為0.5mm～3mm的打孔去重和拋光工藝，可通過(guò)控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)激光參數(shù)。采用激光顯微鏡和掃描電鏡（SEM）對(duì)去重和拋光后的轉(zhuǎn)子樣件進(jìn)行了測(cè)試，研究了激光參數(shù)對(duì)去重和拋光效果的影響規(guī)律。2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論2.1 激光參數(shù)對(duì)去重效果的影響規(guī)律研究（1）激光頻率對(duì)去重效果的影響規(guī)律前期實(shí)驗(yàn)表明，在采用較大的激光功率時(shí)，去重效率較高。因此，在去重過(guò)程中，針對(duì)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(dǎo)航與控制 2019年5期2019-12-12
- 激光雷達(dá)中掃描振鏡控制研究
雷達(dá)系統(tǒng)中，掃描振鏡至關(guān)重要[1]。掃描振鏡(GS)，也稱(chēng)電流計(jì)掃描儀，是一種性能優(yōu)良的矢量掃描器件，是高頻驅(qū)動(dòng)下的一種特殊的擺動(dòng)伺服電機(jī)。掃描振鏡將激光雷達(dá)發(fā)射的激光源，通過(guò)電機(jī)上兩個(gè)反射鏡的擺動(dòng)，形成激光面陣，達(dá)到激光掃描成像效果[2]。對(duì)于掃描振鏡的周期性運(yùn)動(dòng)控制，傳統(tǒng)PID參數(shù)整定更多依靠經(jīng)驗(yàn)，抗干擾能力不足，控制性能無(wú)法滿足掃描振鏡需求。模糊控制是先進(jìn)控制理論之一，在非線性和時(shí)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(wú)法消除穩(wěn)態(tài)誤差[3
微特電機(jī) 2019年11期2019-11-25
- 電池極柱激光清洗關(guān)鍵技術(shù)研究
）精確定位、打標(biāo)振鏡頭的硬件以及振鏡系統(tǒng)偏差來(lái)源著手來(lái)研究激光清洗系統(tǒng)。該激光清洗系統(tǒng)可分為打標(biāo)子系統(tǒng)、機(jī)器視覺(jué)子系統(tǒng)以及三軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)。三維運(yùn)動(dòng)平臺(tái)搭載打標(biāo)頭設(shè)置控制工作點(diǎn)位，打標(biāo)頭控制激光按一定功率出光并且掃描預(yù)設(shè)圖形；機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)通過(guò)拍照、計(jì)算后得出極柱區(qū)域定位數(shù)據(jù)信息；本文通過(guò)試驗(yàn)測(cè)試參數(shù)得到一套適用于鋰電池的極柱清洗專(zhuān)機(jī)。圖1 電池極柱清洗專(zhuān)機(jī)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(dòng)化 2019年8期2019-08-30
- 基于視覺(jué)的激光振鏡精密焊接系統(tǒng)研究
整著手來(lái)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(jué)子系統(tǒng)以及機(jī)器人子系統(tǒng)。振鏡子系統(tǒng)閉環(huán)控制XYZ軸振鏡擺動(dòng)，以此控制激光掃描軌跡；視覺(jué)系統(tǒng)通過(guò)拍照、計(jì)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(dǎo)報(bào)警等工作，同時(shí)設(shè)置不同的激光波形參數(shù)以及振鏡子系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)掃描參數(shù)對(duì)模組焊后質(zhì)量有不同的影響，本文通過(guò)試驗(yàn)測(cè)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(kāi)延時(shí)、激光關(guān)延時(shí)、
制造業(yè)自動(dòng)化 2019年6期2019-07-08
- 嫦娥三號(hào)激光三維成像系統(tǒng)全鏈路誤差分析與仿真
測(cè)器并行接收和雙振鏡快速掃描的新體制，能夠在0.1 s內(nèi)實(shí)現(xiàn)30°×30°著陸視場(chǎng)的快速掃描[5-6].由于硬件制造工藝、安裝工藝和實(shí)際使用環(huán)境等影響，激光成像系統(tǒng)原始觀測(cè)數(shù)據(jù)中都存在系統(tǒng)性和偶然性的誤差，導(dǎo)致著陸區(qū)障礙探測(cè)結(jié)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(duì)誤差進(jìn)行檢校，常用的是通過(guò)基于面特征的檢校和基于點(diǎn)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(cè)距系統(tǒng)的多通道測(cè)距和掃描系統(tǒng)中水平角豎直角的觀測(cè)與
- 基于模糊PID的高速振鏡電機(jī)控制
現(xiàn)方法很多，其中振鏡掃描的實(shí)現(xiàn)性價(jià)比較高。靈敏、高速、高可靠性的優(yōu)勢(shì)使得越來(lái)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(shù)的振鏡電機(jī),該控制方案精度低、響應(yīng)緩慢、調(diào)試較難[2]。采用直流電機(jī)，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(gè)系統(tǒng)的體積，擴(kuò)大其應(yīng)用范圍。本文主要針對(duì)振鏡控制系統(tǒng)中的控制策略作深入研究，對(duì)目前主流的PID控制進(jìn)行算法改進(jìn)，設(shè)計(jì)一種高線性度、高頻率、抗
微特電機(jī) 2019年4期2019-04-25
- 激光切割機(jī)控制系統(tǒng)軟件的研究與開(kāi)發(fā)
完成下列工作：①振鏡和工作臺(tái)進(jìn)行協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)，在本系統(tǒng)中，通過(guò)振鏡和工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)的結(jié)合，可以進(jìn)行高效率、大范圍的加工，但需要控制好振鏡和工作臺(tái)之間的協(xié)調(diào)性。②協(xié)調(diào)控制激光、振鏡及工作臺(tái)，通過(guò)一定的運(yùn)動(dòng)或延時(shí)激光開(kāi)關(guān)，才能確保不會(huì)出現(xiàn)欠切或過(guò)切工件的現(xiàn)象。③在加工中，需要顯示系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，如開(kāi)關(guān)狀態(tài)及軸運(yùn)動(dòng)等。④該激光切割系統(tǒng)切割精度的提高問(wèn)題，也是本軟件部分需要進(jìn)行解決的問(wèn)題。3 分析運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的具體功能某企業(yè)開(kāi)發(fā)、制造的一種激光振鏡控制器，可以實(shí)現(xiàn)多軸協(xié)調(diào)
中國(guó)設(shè)備工程 2019年1期2019-01-16
- 振鏡激光跟蹤系統(tǒng)的魯棒復(fù)合控制方法
效途徑。本文選用振鏡電機(jī)作為激光跟蹤系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，通過(guò)X、Y雙軸振鏡的偏轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)對(duì)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(xiàn)[1]和文獻(xiàn)[2]提出的控制方案是對(duì)傳統(tǒng)控制結(jié)構(gòu)的擴(kuò)展，通過(guò)給振鏡系統(tǒng)增加一個(gè)帶有PID-L1類(lèi)型控制器的附加回路，保證了系統(tǒng)速度響應(yīng)和抗擾性。但該控制策略未引進(jìn)前饋控制無(wú)法從根本上提高系統(tǒng)跟蹤性能。對(duì)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(jī)在使用過(guò)程中因
計(jì)算機(jī)測(cè)量與控制 2018年12期2019-01-07
- 基于ARM Cortex M7內(nèi)核的高速振鏡控制系統(tǒng)
M7內(nèi)核的高速振鏡控制系統(tǒng)陳 軍，羅維平*（武漢紡織大學(xué) 機(jī)械工程與自動(dòng)化學(xué)院，湖北 武漢 430200）激光加工技術(shù)日益成熟，其技術(shù)的核心難點(diǎn)在于其振鏡控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，目前業(yè)界在激光振鏡控制部分還存在一些問(wèn)題。本文針對(duì)目前存在的功耗大、精度低、電路復(fù)雜等問(wèn)題，研究一種基于ARM Cortex M7內(nèi)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(hào)傳輸過(guò)程中的衰減，并對(duì)激光固有的幾何畸變提出一種有效的優(yōu)化補(bǔ)償方案，通過(guò)制作DEMO板和試驗(yàn)驗(yàn)證了
武漢紡織大學(xué)學(xué)報(bào) 2018年6期2018-12-21
- “十三五”國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃課題“基于低空遙感的華北小麥玉米營(yíng)養(yǎng)診斷與變量追肥管理模型與技術(shù)”進(jìn)展
儀鏡頭前加裝旋轉(zhuǎn)振鏡，根據(jù)光譜儀的線寬及掃描頻率，調(diào)節(jié)振鏡旋轉(zhuǎn)速率，使之達(dá)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(jī)載平臺(tái)不動(dòng)，通過(guò)旋轉(zhuǎn)振鏡擺動(dòng)達(dá)到穩(wěn)定成像的目的。后續(xù)還將內(nèi)置掃描振鏡系統(tǒng)集成微型數(shù)據(jù)控制器，實(shí)現(xiàn)影像推掃、采集、處理一體化，從而達(dá)到便攜使用的目的。利用該觀測(cè)系統(tǒng)，可高效獲取不同目標(biāo)地物的高精度、高光譜影像信息。微型高光譜儀成像儀無(wú)人機(jī)搭載高光譜成像儀加裝旋轉(zhuǎn)振鏡便攜式系統(tǒng)運(yùn)輸套裝穩(wěn)定成像：高架車(chē)實(shí)驗(yàn)配套數(shù)據(jù)分析軟件
浙江大學(xué)學(xué)報(bào)（農(nóng)業(yè)與生命科學(xué)版） 2018年4期2018-09-15
- 基于STM32的光固化3D打印機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)
光激光，利用掃描振鏡進(jìn)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(kāi)發(fā)者入門(mén)門(mén)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(duì)光固化立體成型技術(shù)的控制系統(tǒng)進(jìn)行研究，解決當(dāng)前常用于激光振鏡控制的FPGA和DSP控制板價(jià)格昂貴、編程困難的弊端，設(shè)計(jì)了一款基于STM32的低成本控制系統(tǒng)方案。1
制造業(yè)自動(dòng)化 2018年6期2018-06-24
- 擺角電機(jī)伺服驅(qū)動(dòng)器設(shè)計(jì)
33)0 引 言振鏡的光學(xué)掃描系統(tǒng)具有高速、高精度、高線性度等優(yōu)點(diǎn)，因此在激光加工、成像和打印、半導(dǎo)體工程及生物醫(yī)學(xué)系統(tǒng)等領(lǐng)域取得了良好的應(yīng)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(guān)鍵。而其主要組成部分中的擺角電機(jī)及其驅(qū)動(dòng)器則受到了國(guó)內(nèi)外相關(guān)行業(yè)的重視及投入。當(dāng)前在此方向處于領(lǐng)先狀態(tài)的公司機(jī)構(gòu)主要集中在國(guó)外，如美國(guó)的CTI與GSI振鏡，德國(guó)的SCANLAB等等。本文針對(duì)此方面的需求設(shè)計(jì)了一款基于微處理芯片STM32F103控制的擺角電機(jī)數(shù)字
微特電機(jī) 2018年1期2018-04-26
- 脈沖激光直線高速態(tài)標(biāo)刻性能研究
至140 ns；振鏡型號(hào)JD1403,10%全范圍的響應(yīng)時(shí)間為0.7 ms,1%全范圍響應(yīng)時(shí)間0.3 ms。場(chǎng)鏡的掃描范圍為110 mm×110 mm,焦平面上的彌散斑直徑18 μm。實(shí)驗(yàn)使用嵌入式的激光標(biāo)記控制系統(tǒng),MCU為STM32F103單片機(jī)。3 振鏡停留時(shí)間與激光脈沖數(shù)量3．1 脈沖個(gè)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(fù)頻率,即每隔一段時(shí)間,激光器發(fā)出一個(gè)激光脈沖。則激光器發(fā)出激光的重復(fù)周期T可由式(1)計(jì)算出來(lái):(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(diào)焦原理與應(yīng)用
摘 要：使用兩軸振鏡配合ftheta透鏡進(jìn)行激光掃描加工已經(jīng)獲得了廣泛應(yīng)用，但該方式的掃描幅面較小，無(wú)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(diào)焦原理和在典型大幅面加工上的應(yīng)用。關(guān)鍵詞：3軸激光振鏡；前聚焦式；調(diào)焦光學(xué)原理；大幅面加工應(yīng)用引言激光掃描加工技術(shù)已經(jīng)在工業(yè)領(lǐng)域獲得了廣泛的應(yīng)用。振鏡是掃描加工的主流實(shí)現(xiàn)途徑。在消費(fèi)電子、汽車(chē)
科技創(chuàng)新與應(yīng)用 2017年13期2017-05-24
- 一種具有角位置信號(hào)反饋的振鏡驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)
角位置信號(hào)反饋的振鏡驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)華中光電技術(shù)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(guò)光學(xué)系統(tǒng)匯聚后的輻射信息精確傳遞到探測(cè)器靶面上，所以振鏡的掃描角度就決定了信號(hào)能否精確到達(dá)靶面。而振鏡的掃描角度又由驅(qū)動(dòng)硬件電路所控制。針對(duì)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(qū)動(dòng)電路。【關(guān)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(yīng)用于軍事、民用領(lǐng)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(yīng)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?yàn)榧す饽芰棵芏仍谀抢锉容^低，部分是因?yàn)椴牧显谀抢镌俪练e。對(duì)于這些應(yīng)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(shì)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(yīng)用中會(huì)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(zhì)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(guó)光學(xué) 2016年1期2016-02-26
- 嵌入式以太網(wǎng)在網(wǎng)絡(luò)激光標(biāo)刻技術(shù)中的應(yīng)用研究
作原理及總體設(shè)計(jì)振鏡掃描式激光標(biāo)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(jī)、聚焦透鏡、振鏡驅(qū)動(dòng)電路的激光振鏡頭組成。激光標(biāo)刻系統(tǒng)的核心是其控制系統(tǒng)，在本設(shè)計(jì)中，控制系統(tǒng)由標(biāo)刻控制單元實(shí)現(xiàn)，它主要由激光控制模塊、激光振鏡運(yùn)動(dòng)控制模塊、網(wǎng)絡(luò)通信模塊和報(bào)警模塊組成。系統(tǒng)原理框圖如圖1所示。圖1 網(wǎng)絡(luò)激光標(biāo)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(xiě)，即媒體訪問(wèn)控制子層協(xié)議），再
制造業(yè)自動(dòng)化 2015年16期2015-08-23
- 一種激光直寫(xiě)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(diǎn)位置能在x、y、z 三維空間中精確移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)平面或非平面器件上相應(yīng)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(xiě)式光刻工藝主要用于曲面柵網(wǎng)器件的直寫(xiě)式光刻工藝。1 激光直寫(xiě)式光刻光路該激光直寫(xiě)式光刻系統(tǒng)的光路主要包括激光器、擴(kuò)束整形部分、大范圍調(diào)焦部分、動(dòng)態(tài)調(diào)焦部分、x/y 二維振鏡和f-theta 透鏡部分，其整體光路結(jié)構(gòu)示意圖如圖1 所示。圖1 激光直寫(xiě)式光刻光路示意圖1
電子工業(yè)專(zhuān)用設(shè)備 2015年5期2015-07-04
- 一種激光標(biāo)刻圖像驗(yàn)證裝置的研究與設(shè)計(jì)
別和存儲(chǔ)后篩選出振鏡坐標(biāo)數(shù)據(jù)和激光器開(kāi)關(guān)光數(shù)據(jù)，通過(guò)USB總線將數(shù)據(jù)傳輸至PC上位機(jī)，最終由上位機(jī)還原數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)圖像的模擬標(biāo)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(biāo)控制卡在進(jìn)行圖像標(biāo)刻過(guò)程中的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，并能在上位機(jī)模擬繪制出實(shí)際標(biāo)刻的圖案。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該硬件裝置運(yùn)行穩(wěn)定、精度較高、圖案驗(yàn)證性強(qiáng)。激光打標(biāo)；圖像驗(yàn)證；FPGA；USB激光
電視技術(shù) 2015年5期2015-06-22
- 雙光子聚合加工的光路模擬
要由擴(kuò)束鏡、掃描振鏡和聚焦透鏡3個(gè)部分組成。下面分別來(lái)介紹各個(gè)部分的作用，并用ZEMAX軟件(美國(guó) Radiant Zemax公司ZEMAX-EE版)對(duì)這3個(gè)部分分別進(jìn)行模擬。2．1 擴(kuò)束鏡激光為高斯光束，高斯光束的光斑邊緣的包絡(luò)線呈雙曲線，光斑半徑最小處被稱(chēng)為束腰w0。束腰處的光強(qiáng)分布公式為:式中，I0為初始光強(qiáng)，r為極坐標(biāo)。由此可見(jiàn)激光光束截面內(nèi)的光強(qiáng)分布是不均勻的，距光束中心越近，光強(qiáng)越強(qiáng)。根據(jù)(1)式可知，當(dāng)w0減小時(shí)，光強(qiáng)明顯增強(qiáng)。發(fā)生雙光子聚合
激光技術(shù) 2015年3期2015-03-18
- 太陽(yáng)能晶硅電池激光刻槽設(shè)備光機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)
機(jī)構(gòu)擴(kuò)束，進(jìn)入由振鏡和F－theta鏡組成的掃描聚焦系統(tǒng)。每個(gè)掃描聚焦系統(tǒng)對(duì)應(yīng)一個(gè)掃描工位(圖1中的1，2，3，4)，在每個(gè)工位上完成對(duì)晶硅太陽(yáng)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(zhǎng)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(xué)布局示意圖2 掃描聚焦系統(tǒng)設(shè)計(jì)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(jī)械設(shè)計(jì)與制造工程 2014年8期2014-11-06
- 汽車(chē)座椅激光焊接工藝研究介紹
用機(jī)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(lái)完成激光焊接工藝。以下是幾種常見(jiàn)的激光焊接單元設(shè)備及工藝的簡(jiǎn)單介紹。1 激光振鏡鏡組定點(diǎn)焊及飛行焊振鏡是一種特殊的擺動(dòng)電機(jī)，圖3為其內(nèi)部構(gòu)造原理。基本原理就是線圈通電，在切割磁場(chǎng)中產(chǎn)生力矩，其轉(zhuǎn)子通過(guò)機(jī)械或電子的方式加有復(fù)位力矩，大小與轉(zhuǎn)子偏離平衡位置的角度成正比，當(dāng)線圈通以一定的電流而轉(zhuǎn)子偏轉(zhuǎn)到一定的角度時(shí)，電磁力矩與回復(fù)力矩大小相等，故不能像普通電機(jī)一樣旋轉(zhuǎn)，而只能偏轉(zhuǎn)，偏轉(zhuǎn)角與電流成正
汽車(chē)零部件 2014年1期2014-09-20
- 一種振鏡掃描漢字激光打標(biāo)優(yōu)化算法
21200）一種振鏡掃描漢字激光打標(biāo)優(yōu)化算法高世一1，許 超2，3，楊永強(qiáng)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(xué)機(jī)械與汽車(chē)工程學(xué)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(biāo)效率，結(jié)合筆畫(huà)跟蹤算法和貪心算法，給出了一種振鏡式漢字激光打標(biāo)優(yōu)化算法。該算法首先提取出漢字的連續(xù)筆畫(huà)，然后運(yùn)用貪心算法獲得漢字筆畫(huà)最優(yōu)輸出路徑，最后按最優(yōu)路徑實(shí)現(xiàn)激光打標(biāo)。結(jié)果表明，該算法減少了激光大跳躍次
激光技術(shù) 2014年6期2014-06-23
- 激光入射角對(duì)振鏡掃描激光刻蝕質(zhì)量的影響
5)激光入射角對(duì)振鏡掃描激光刻蝕質(zhì)量的影響胡雪林，曹 宇?，李峰平(溫州大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院，浙江溫州 325035)以加工焦深限制范圍內(nèi)的傾斜平面模型來(lái)模擬工件表面的微觀不平坦?fàn)顩r，對(duì)激光束以一定傾角入射工件表面的光斑畸變及其對(duì)刻蝕質(zhì)量的影響開(kāi)展了理論和實(shí)驗(yàn)方面的初步探索．結(jié)果表明，隨著激光束入射方向與工件表面法向的夾角（簡(jiǎn)稱(chēng)入射角）的增大，光斑畸變量也越來(lái)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(zhǎng)始終比豎直路徑的小；相對(duì)于水平刻蝕路徑，
- 二維激光掃描演示實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)
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(diǎn)而廣泛用于激光加工行業(yè)?；谏鲜龇治觯紤]實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)狀，采用擴(kuò)束鏡、聚焦鏡、物鏡、XY掃描反射鏡及其驅(qū)動(dòng)部件和下位機(jī)控制器等硬件設(shè)計(jì)了二維激光掃描演示實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，并設(shè)計(jì)了上位機(jī)用戶界面，進(jìn)行了相關(guān)的測(cè)試實(shí)驗(yàn)。1 二維激光掃描演示實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)二維激光掃描演示實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)如圖1所示，整個(gè)系統(tǒng)由激光器、擴(kuò)束鏡、聚焦鏡、物鏡、XY軸掃描反射鏡及其驅(qū)動(dòng)部件、下位機(jī)控制器和PC機(jī)上控制界面組成。激光器發(fā)射的激光束經(jīng)過(guò)
電子測(cè)試 2013年5期2013-11-05
- 增量式光柵編碼器在激光掃描雷達(dá)的應(yīng)用研究*
掃描裝置主要有:振鏡掃描、旋轉(zhuǎn)棱鏡掃描、光纖掃描、旋轉(zhuǎn)正多面體掃描和快速指向鏡掃描［3］。振鏡掃描是通過(guò)X-Y軸電機(jī)帶動(dòng)反射鏡片偏轉(zhuǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)平面掃描的，采用增量式光柵作為掃描電機(jī)的轉(zhuǎn)角傳感器。增量式光柵編碼器具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、測(cè)量范圍廣、精度高、非接觸測(cè)量、數(shù)字式輸出等優(yōu)點(diǎn)［4］。本文針對(duì)增量式光柵傳感器在全數(shù)字振鏡掃描系統(tǒng)中的應(yīng)用進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究。1 光柵編碼器工作原理及其測(cè)量電路1.1 光柵編碼器工作原理一個(gè)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(yùn)動(dòng)目標(biāo)模擬系統(tǒng)設(shè)計(jì)
跟蹤系統(tǒng)的檢測(cè)。振鏡式激光掃描運(yùn)動(dòng)目標(biāo)模擬技術(shù)是設(shè)計(jì)振鏡式激光掃描運(yùn)動(dòng)目標(biāo)模擬系統(tǒng)的核心技術(shù)，它采用一種激光經(jīng)雙鏡面全反射投影方式，利用運(yùn)動(dòng)光斑來(lái)模擬運(yùn)動(dòng)目標(biāo)。本章主要介紹該運(yùn)動(dòng)目標(biāo)模擬技術(shù)的理論，包括其物理基礎(chǔ)、原理和基于原理推導(dǎo)的模擬目標(biāo)運(yùn)動(dòng)航路影射算法三部分。物理基礎(chǔ)部分是該運(yùn)動(dòng)目標(biāo)模擬技術(shù)產(chǎn)生的物理?xiàng)l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(chǔ)的前提下，本章在第二小節(jié)重點(diǎn)就振鏡式激光掃描運(yùn)動(dòng)目標(biāo)模擬掃描技術(shù)的原理、
山西電子技術(shù) 2012年1期2012-07-17
- 振鏡式激光加工的軌跡預(yù)覽及監(jiān)控
州225009)振鏡式激光加工系統(tǒng)一般采用PCI運(yùn)動(dòng)控制卡(振鏡卡)控制振鏡實(shí)現(xiàn)對(duì)激光光斑軌跡的控制[1]。這種方法成本低且運(yùn)動(dòng)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(shè)備供應(yīng)商統(tǒng)一提供，其軟件系統(tǒng)不能內(nèi)嵌用戶程序，在焊接、切割等加工方式對(duì)設(shè)備及工藝方面有特殊要求時(shí)，需要用戶進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)。我們采用Visual Studio 2008集成開(kāi)發(fā)環(huán)境進(jìn)行用戶程序的設(shè)計(jì)與編制，在對(duì)LMC－2型振鏡控制卡進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)的過(guò)程中解決了“激光加工軌跡
- 模具激光蝕刻工藝與設(shè)備研究
所示，在三軸掃描振鏡工作時(shí)，激光束首先進(jìn)入移動(dòng)鏡頭。透過(guò)移動(dòng)鏡頭之后，光束快速分散，直到進(jìn)入一個(gè)或兩個(gè)聚焦鏡頭?，F(xiàn)在會(huì)聚的光束穿過(guò)鏡頭，并由一組x和y鏡片（這些鏡片由振鏡式掃描器移動(dòng)）引導(dǎo)。x和y鏡片呈直角排列，向下引導(dǎo)光束，覆蓋工作范圍的長(zhǎng)和寬。圖2 三軸激光加工原理圖圖3 三軸動(dòng)態(tài)聚焦振鏡掃描示意圖在沒(méi)有焦點(diǎn)校正的掃描振鏡中，向任一軸向移動(dòng)工作范圍中心聚焦的激光光斑時(shí)，都會(huì)劃出一個(gè)弧形，在工作范圍上方產(chǎn)生一個(gè)聚焦點(diǎn)的球面。在遠(yuǎn)離工作范圍中心的位置，激光
電子工業(yè)專(zhuān)用設(shè)備 2010年12期2010-03-23