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三轴/前聚焦扫描振镜

三轴/前聚焦扫描振镜

时间:2022-01-20 类别:激光配件 关注:1874
前聚焦扫描振镜的开发是因两轴振镜受限于输出物镜的成本与大小,此限制有碍于在中等大小的扫描范围内产生较小光斑的功能。前聚焦扫描振镜满足客户对于小光斑大尺寸加工范围的应用要求,并允许用户在使用相同扫描振镜的状况下改变工作范围,距离和光斑大小。前聚焦技术也适用于移动物件的加工应用。在三维应用中,能够加工非平面物件或不光滑表面以及高功率产品。目前这些解决方案用于 Nd:YAG, 半导体和CO2激光器。
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前聚焦扫描振镜的开发是因两轴振镜受限于输出物镜的成本与大小,此限制有碍于在中等大小的扫描范围内产生较小光斑的功能。前聚焦扫描振镜满足客户对于小光斑大尺寸加工范围的应用要求,并允许用户在使用相同扫描振镜的状况下改变工作范围,距离和光斑大小。前聚焦技术也适用于移动物件的加工应用。在三维应用中,能够加工非平面物件或不光滑表面以及高功率产品。目前这些解决方案用于 Nd:YAG、半导体和CO2激光器。

在前聚焦扫描振镜工作时,激光束首先进入移动镜头。通过移动镜头之后,光束快速分散,接着进入一个或两个聚焦镜头。会聚的光束穿过镜头,并由一组 X 和 Y 镜片(这些镜片由振镜式扫描器移动)引导。X 和 Y 镜片呈直角排列,向下引导光束,覆盖工作范围的长和宽。

 

在没有焦点校正的扫描振镜中,向任一轴向移动工作范围中心聚焦的激光光斑时,都会划出一个弧形,在工作范围上方产生一个聚焦点的球面。在远离工作范围中心的位置,激光光束没有聚焦。这是因为当扫描器将光束向远离工作范围中心的方向引导时,镜头到工件的距离增加了。在前聚焦扫描振镜中,通过微调移动镜头和聚集镜头之间的距离来实现聚焦补偿,由于扫描器通过第三个移动轴—“Z”轴在整个工作范围内引导光束,故而得名“前聚焦扫描振镜”。

扫描振镜:STRL-AXIALSCAN FIBER-30

  • 从250x250mm²到850x850mm²的大幅面可调节范围

  • 具有额外保护窗和可选监控的防尘设计

  • 针对电动车焊接应用的高功率版本或增材制造领域粉床加工(SLM)的高动态版本

  • 集成光纤准直器和用于加工过程监控的采样光输出

优势:振镜可以通过下面、侧面和上面的各种机械接口方便地集成到任何激光系统中。附加的水平安装的光纤准直器可以连接激光光纤而无需光路对准,并允许安装到非常紧凑、高度很低的结构内。光输出孔允许在最低工作距离100%覆盖幅面。摄像机和焊接监控系统可适应激光输出并且无畸变。AXIALSCAN  FIBER-30完全防尘,因此非常适合在恶劣的工业环境中使用。

可选配置:合适的反射镜既可用于千瓦功率范围内的高性能焊接应用,也可用于高动态应用。光学配置可用于激光器及其光纤的所有标准光束参数。我们也很乐意帮助您为您的应用组成完美的配置。

典型应用:AXIALSCAN FIBER-30是我们对AXIALSCAN光纤耦合激光应用的高级增强版;是增材制造中粉床的理想选择。结合“四面设计”,每一个加工幅面的生产率提高了四倍。光输出能够连接合适的监控传感器,从而保证和记录质量参数。

创新与品质:创新与保持产品的高品质是我们的首要目标。我们所有的产品是在自己的实验室和生产车间研发,制造和测试的。通过我们的全球支持网络,能够为客户提供最好的维护与快速支持服务。

通用技术参数:

  • 电源:电压+48V;电流4A, RMS, 最大  8A;纹波/噪音 最大 200mVpp,@20MHz 带宽

  • 环境温度:+15°C 至 +35°C

  • 储存温度:-10°C 至 +60°C

  • 湿度:≤ 80 % 无结露

  • 外壳防护等级:64

  • 接口信号:数字RL3-100 协议20位和XY2-100协议16位或SL2-100协议20位

标准高性能*
典型偏转角±0.384rad±0.384rad
分辨率 XY2-100-E 16-位12μrad12μrad
分辨率 RL3-100 / SL2-100 20-位0.76μrad0.76μrad
重复定位精度 (RMS)<2.0μrad<0.4μrad
定位噪声 (RMS)<3.2μrad<2.0μrad
温度漂移最大增益漂移¹15ppm/K8ppm/K
最大位置漂移¹10μrad/K15μrad/K
8小时长期稳定性,无水冷¹<60μrad<50μrad
8小时长期稳定性,有水冷¹, ²<40μrad<30μrad

备注:1. 光学角。每轴的漂移,30分钟预热后,环境温度和加工负荷稳定。2. 30分钟预热后,保持冷却水≥ 2 l/min流量和22 ˚C水温时加工负荷变化。* 高性能版本

机械参数:

  • 激光光纤插口:QBH

  • 光纤接口位置:上面 (T) 或 后面 (R)

  • 重量 (kg):大约 12

  • 产品尺寸(不包括光纤插座和电气插头)(L x W x H) (mm):270x140x320

典型光束发散角最大光束发散角
光纤耦合设置¹1/e² 全角1/e² 全角
单模激光器,纤芯10μm或多模激光器BPP约3.5 mm x mrad,纤芯100μm140 mrad150 mrad
单模激光器,纤芯14μm100 mrad110 mrad
单模激光器,纤芯20μm80 mrad90 mrad
单模激光器,纤芯30μm50 mrad64 mrad

备注:1 为最大光束发散角优化的光学设计

反射镜类型:

  • 1060–1080nm,石英材质

  • 1060–1090nm + AL,碳化硅

调校:

  • 快速向量调校 (VC):针对常见应用进行的优化调校,注重加工速度。

  • 填充调校 (H):针对填充,进行高精度光束偏转和最快的光束变向的优化调校。

动态参数:

扫描振镜STRL-AXIALSCAN FIBER-30 QUSTRL-AXIALSCAN FIBER-30 SCSTRL-AXIALSCAN FIBER-30 SC HPS
调校模式VCHH
加工速度(rad/s)503030
定位速度(rad/s)¹503030
追迹误差(扫描单元)(ms) ²0.480.230.25
1%全行程阶跃响应时间 (ms)    ³1.20.70.66
追迹误差(聚焦单元)(ms)1.51.51.5
透镜运动速度 (mm/s)880880880

备注:1. 参考“速度计算”。 2. 计算加速时间约为1.7 × 追迹误差。3. 设置为全行程的1/5000。

幅面内最大速度计算:

  • 1rad/s@±0.384rad偏转(44°)0.13m/s为100mm工作幅面。

  • 例如: AXIALSCAN FIBER-30 QU, 工作幅面400mm×400mm (幅面因素=4), 定位速度50rad/s  => 50×0.13m/s×4=26m/s.

  • 注意: 线性转换模块可能导致速度降低,这取决于所使用的控制卡、激光应用、幅面大小和光学配置。

选项:

AXIALSCAN FIBER-30 提供了直通(W)水冷温度控制用来冷却电子部件和振镜电机,以及空气冷却反射镜(SC镜的激光功率大于2千瓦,QU镜的激光功率大于3千瓦)。这保证了稳定工作和极好的长期可靠性,即使在高功率应用中也能够稳定运行。SUPERSCAN  V扫描振镜也可以不使用温度控制,可能导致温度漂移增大。

附加保护窗选项:

每个AXIALSCAN FIBER都可以配备一个额外保护窗。这个外部保护窗被安置在一个快拆门下,可以快速更换。这确保了在多尘环境和恶劣条件下快速方便地更换保护窗。这意味着所有保护窗的清洁都是在外部进行的,机器可以在很短的时间内再次运行。目前正在开发一种自动监测保护窗污染程度的方法。

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