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开放式激光振镜运动控制器的视觉校正振镜精度解决方案

http://www.gkong.com 2024-04-26 15:44 深圳市正运动技术有限公司

市场应用背景

激光振镜控制系统因具有惯量小、低负载、响应速度极快等优点,非常适合高速微加工应用,如激光标刻、焊接、3D打印和精密切割 等应用 。

激光振镜控制系统主要涵盖了激光振镜控制和图形校正等两个技术层面,来共同控制激光在加工过程中导向 的精准性。激光振镜控制系统是通过高速偏转镜片来改变激光的方向,使激光动态聚焦于视场上的任意工作位置且按预定轨迹加工,实现高精度的激光加工。

在现实生产过程中,激光振镜扫描过程受到光学和物理特性等多种因素的影响,导致扫描场出现固有的非线性误差而引起加工图形的畸变,影响最终产品的质量, 导致次品率增加、返工成本高等一系列问题,不利于企业盈利,因此必须加以振镜校正。

枕 桶形失真.png


  传统振镜校正方法的局限性:

现有传统 扫描振镜校正上通常采用Box系数校正或多点校正方式,需要通过人工测量记录理论与实际测量数据之间的对比。

随着激光加工精度要求的提高,需要测量的扫描点间距和数量也相应成倍增加,导致校正过程需要多次叠加测量,造成振镜校正效率和精度较低,校正过程繁琐耗时,常常难以满足高速高精激光加工市场的应用需求。

振镜校正示意图.png

正运动技术解决方案:

正运动技术针对以上行业痛点,推出了一种基于激光振镜运动控制器高精度振镜视觉校正解决方案,通过机器视觉的校正补偿,可大幅提高振镜激光加工系统的精度。

通过校正补偿后的运动控制平台配合CCD图像采集坐标,能自动定位并采集振镜标刻多点数据,通过使用正运动的多点振镜校正纠偏算法可快速生成高精度校正文件,进行相应调整振镜的角度来纠正这些固有的偏差,可以有效的提高校正精度和效率。

激光振镜+710+校正软件.png

01  激光振镜运动控制器高精度振镜视觉校正解决方案

激光振镜加工示意图.png

激光振镜控制系统加工示意图

市面上振镜校正解决方案痛点

  • 人工测量校正数据误差大、效率低

  • 高精密二次元测量仪器成本高昂且操作复杂

  • 软件集成困难,不支持二次开发

正运动振镜校正解决方案设计

激光画册-系统架构图.png

1、正运动视觉校正软件演示

视觉平台校正软件02.png

(1)操作流程:

激光振镜校正程序流程图.png

(2)校正结果测试对比:

校正前.png

振镜校正前

校正后.png

振镜校正后

从以上两张激光振镜校正前后的对比结果可以看出,未振镜校正的大多数点误差值较大,大约在 ±0.5mm 左右,而校正后的误差明显较小,大多数点的误差值控制在 ±0.005mm 以内。

由此可看通过正运动技术的激光振镜运动控制器高精度振镜视觉校正解决方案极大地提升了加工精度。

2、方案核心技术优势

  • 支持平台螺距补偿,二维补偿算法提升精度

  • 自动校正测试数据,提高校正效率与精度

  • 软件接口 API接口开放,方便二次软件快速开发,集成和定制

  • 激光控制+振镜控制+运动控制+机器视觉集成,加速软件开发

3、方案硬件配置

方案硬件配置.png

4、客户收益

  • 简化了校正流程,校正时间缩短30%,生产效率大幅提升

  • 自动化流程减少人工干预,大幅降低人力和时间成本

  • 统一的 API函数 接口,可兼容各种PC上位机高级语言开发,简化了工程师的系统集成和应用开发过程

  • 运动控制和激光工艺控制器内部嵌入式系统实时交互处理,降低PC交互运算需求,提交系统的响应速度和操作精度,精度可达到um级,加工效率和精度提升10%以上,有效降低废品率

多种上位机开发.png

02  开放式激光振镜运动控制器ZMC408SCAN-V22

ZMC408SCAN-V22.png

独立式激光振镜运动控制器,集成激光控制、振镜控制和总线轴/脉冲轴控制,助您实现高效精确的 EtherCAT 总线运动控制+激光振镜解决方案。

  • 可选6-64轴运动控制(脉冲+EtherCAT总线)

  • 2路带反馈激光振镜接口、1路LASER和1路FIBER激光电源专用接口

  • 支持一维/二维/三维PSO功能,可做视觉飞拍、精密点胶和激光能量控制

  • 激光振镜控制与运动控制相互融合,可灵活构建多轴联动等方式的激光加工系统

  • 多维位置同步输出PSO,板载24路通用输入和20路通用输出,其中4路高速色标锁存,4路PSO和8路PWM输出

开放式激光振镜运动控制器架构图.png

企业微信截图_20240321153031.png

正运动技术专注于运动控制技术研究和通用运动控制软硬件产品的研发,是国家级高新技术企业。正运动技术汇集了来自华为、中兴等公司的优秀人才,在坚持自主创新的同时,积极联合各大高校协同运动控制基础技术的研究,是国内工控领域发展最快的企业之一,也是国内少有、完整掌握运动控制核心技术和实时工控软件平台技术的企业。主要业务有:运动控制卡_运动控制器_EtherCAT运动控制卡_EtherCAT控制器_运动控制系统_视觉控制器__运动控制PLC_运动控制_机器人控制器_视觉定位_XPCIe/XPCI系列运动控制卡等等 。

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