工艺介绍

　　振镜扫描式打标头主要由XY扫描镜、场镜、振镜及控制器等构成。其工作原理是将激光束入射到两反射镜(扫描镜)上，用控制器控制控制反射片的角度，这两个反射镜可分别沿X、Y轴扫描，从而达到激光束的偏转。

　　使具有一定功率密度的激光聚焦点在打标材料上按所需的要求运动，从而在材料表面上留下永久的标记，聚焦的光斑可以是圆形或矩形。

　　随着智能手机、智能穿戴设备、OLED、以及5G的发展，未来相关行业的生产制造中，将越来越多的应用到振镜控制技术。

　　课题

　　1、动作笨重

　　平台可动机构质量大，无法完成较大的加减速。

　　2、视野有限

　　振镜自身的视野有限，无法完成大工件/较大范围的加工。

　　3、协调性差

　　平台控制和振镜控制的控制器不同，无法进行同步控制，进而导致精度等不足。

　　4、连贯性差(节拍)/ 衔接效果差(良品率)

　　加工较大工件时，振镜先动作→到位后停止振镜→平台平移后→振镜再动作。如此循环，完成一次大行程的加工。两次振镜动作的衔接处会存在痕迹或者误差。

　　解决方案

　　01 振镜补偿

　　由于光学和扫描仪之间固有的非线性特性，导致振镜在扫描过程中存在着图形的失真，UMAC内置的二维补偿表可以对此非线性特性进行补偿;简言之，就是消除光学畸变。

　　通过对图形进行物理标记和测量(主要是均匀间隔的矩阵图形)，计算出振镜的命令位置所需要的补偿表。补偿数据越多，精度越高，通常采用400~1600个数据进行补偿效果较好。但每个数据都需要实际测量，费时费力。我们设计了全新补偿算法，只需要5x5个点的测量，就可以达到同样的补偿精度。

　　02 振镜平台联动

　　振镜平台联动，又称镜台联动/无限视野(Infinite Field of View)，振镜视野有限，需要用平台的移动来变相的增加振镜视野。同时减少或消除同一位置的二次加工造成的疤痕或误差。

　　根据振镜构造、平台构造，将所有的伺服/音圈等电机，构成同一坐标系下的函数关系，即正反解机制。使加工效率提升，节拍缩短。同时因为无拼接，所以良品率提升。

　　03 联动算法优化

　　振镜移动速度快，谓之轻盈;平台移动范围广，谓之无限。镜台联动时，动作被分解到振镜+平台的运动，需要节拍最快，即精度+速度二者兼顾。

　　分频控制算法，又称运动矢量分解，使振镜发挥最大的作用，分担平台的工作，使平台工作量减到最小;同时优化算法使振镜能够在恰当的地方发挥作用。

　　04 PWM控制

　　传统控制方式无法把光栅尺信号反馈到控制器，不能构成闭环控制。同时因为驱动器的存在，会造成运动控制的环节增加，控制周期变长，不利于精度的提升。

　　通过控制器产生PWM脉冲，经过伺服放大器后，直接用于Motor的电流环控制。同时，光栅尺信号直接反馈到控制器，进而构成全闭环的控制。获取到更高的控制权和实时性，缩短控制周期。

　　控制系统

　　原本的系统，至少需要配置两个控制器，分别对振镜和平台进行控制，而现在，我们通过One Controller【Power UMAC】，可同时作用于平台移动和振镜控制。

　　实现价值

　　1、振镜补偿精度 ±5μm

　　2、运动节拍CT 0.7s/pcs

　　3、加工件精度 ±10μm

　　【经营层】

　　■ 应对当今智能手机、智能穿戴、OLED以及5G等热门技术和产品的发展，通过激光振镜技术，实现打标精度和速度的成倍提升，生产力处于行业领先地位。

　　【管理层】

　　■ 由原本控制振镜和平台的两台控制器，升级为Power UMAC的统一控制，大幅节约开发成本。

　　■ 振镜补偿精度、加工件精度都得到成倍提升，减少不良率，品质上升。

　　【工程师层】

　　■ 减少激光打标时的NG，减少维护工作，提升效率。

　　■ 欧姆龙全程参与设计及开发，后期服务也有保障。