激光焊接中振鏡的擺動原理

振鏡激光錫焊是非常高效的一種焊接方式，通過振鏡的擺動來對焊接的區(qū)域進(jìn)行掃描、松盛光電來分享激光焊接中振鏡的擺動原理，來了解一下吧。

基本結(jié)構(gòu)和作用

激光焊接振鏡系統(tǒng)主要由振鏡電機(jī)、反射鏡和驅(qū)動控制器組成。振鏡電機(jī)是核心部件，它能夠精確地驅(qū)動反射鏡進(jìn)行高速擺動。反射鏡一般有 X 軸和 Y 軸兩個方向的反射鏡，它們分別控制激光在水平和垂直方向上的掃描路徑。驅(qū)動控制器則負(fù)責(zé)發(fā)送信號來控制振鏡電機(jī)的運(yùn)動。

振鏡擺動的主要目的是改變激光的照射位置，從而能夠靈活地對焊接區(qū)域進(jìn)行掃描。在激光焊接中，通過振鏡的擺動可以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜形狀焊縫的焊接，比如圓形、弧形或不規(guī)則形狀的焊縫。

振鏡掃描焊接原理圖示

擺動原理在二維平面的實(shí)現(xiàn)(以 X - Y 平面為例)

X 軸擺動原理：

X 軸振鏡電機(jī)根據(jù)接收到的控制信號進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。當(dāng)電機(jī)旋轉(zhuǎn)時，它帶動與之相連的 X 軸反射鏡進(jìn)行角度的改變。假設(shè)初始時激光垂直入射到反射鏡上，當(dāng)反射鏡繞 X 軸方向的軸旋轉(zhuǎn)一定角度時，根據(jù)光的反射定律，激光的反射方向就會在水平方向(X 軸方向)發(fā)生改變。

例如，電機(jī)正向旋轉(zhuǎn)一定角度，反射鏡使激光向左反射;電機(jī)反向旋轉(zhuǎn)，激光則向右反射。這樣就實(shí)現(xiàn)了激光在 X 軸方向的擺動掃描。

Y 軸擺動原理：

同樣，Y 軸振鏡電機(jī)驅(qū)動 Y 軸反射鏡旋轉(zhuǎn)。當(dāng) Y 軸反射鏡旋轉(zhuǎn)時，激光的反射方向在垂直方向(Y 軸方向)發(fā)生變化。兩個軸的反射鏡擺動相互配合，就可以使激光在二維平面內(nèi)到達(dá)任意指定的位置。

比如，要在一個平面上焊接一個圓形焊縫，通過控制 X 軸和 Y 軸振鏡電機(jī)，使激光以一定的半徑和角速度在圓周上掃描，從而完成圓形焊縫的焊接。

掃描模式和運(yùn)動軌跡控制

矢量掃描模式：

在矢量掃描模式下，根據(jù)焊接圖形的幾何形狀，將其分解為一系列的矢量線段。驅(qū)動控制器通過計(jì)算每個矢量線段所需的振鏡角度變化和激光脈沖時間，來精確控制振鏡的擺動和激光的發(fā)射。

例如，對于一個三角形焊縫，先確定三角形的三個頂點(diǎn)坐標(biāo)，然后計(jì)算從一個頂點(diǎn)到下一個頂點(diǎn)所需的 X 軸和 Y 軸振鏡的角度變化，以及激光在這個過程中的開啟和關(guān)閉時間，從而實(shí)現(xiàn)沿著三角形輪廓的焊接。

光柵掃描模式：

光柵掃描是一種規(guī)則的掃描方式，通常用于大面積的焊接或表面處理。在這種模式下，激光在 X 軸方向上按照一定的步長進(jìn)行掃描，掃描完一行后，Y 軸方向移動一定的距離，然后再進(jìn)行下一行的掃描，如此反復(fù)，就像在平面上編織一張激光掃描的 “網(wǎng)”。

例如，在焊接一個較大的矩形電路板時，可以采用光柵掃描模式，先在 X 軸方向從左到右掃描，然后 Y 軸向下移動一個微小的距離，再從左到右掃描，直到覆蓋整個矩形區(qū)域。

松盛光電迎合市場需求研發(fā)出一體化恒溫振鏡同軸視覺掃描焊接加工系統(tǒng)，完美的解決了微電子領(lǐng)域存在的精密焊接難的問題，能極大地提高電子加工焊接的良率，提高生產(chǎn)效率。多點(diǎn)重合光路系統(tǒng)，紅外專用設(shè)計(jì)鏡頭激光、成像、紅外測溫三點(diǎn)位置在偏離鏡頭中心任何工作范圍位置都是重合的;真正的測溫加工系統(tǒng)。

振鏡同軸視覺掃描焊接系統(tǒng)在焊接微電子行業(yè)的應(yīng)用優(yōu)點(diǎn)：

1)同軸測溫，同軸成像，同軸激光，同軸指示，同軸照明是先進(jìn)激光光學(xué)的保證。

2)溫度內(nèi)部自閉環(huán)反饋和PID魯棒控制激光加工是最高良率的必須保證。

3)紅外測溫的響應(yīng)速度比市場上通用測溫儀快1000倍，響應(yīng)速度越快，焊接質(zhì)量越好。

4)光斑形狀可以自由調(diào)節(jié)，可以最大范圍的去適應(yīng)各種不同的焊盤，達(dá)到同時均勻加熱的最佳效果。

5)掃描物鏡采用遠(yuǎn)心設(shè)計(jì)，消除了一般掃描物鏡帶來的居多問題，使標(biāo)刻范圍內(nèi)均勻統(tǒng)一。

6)多種準(zhǔn)直和聚焦鏡的測試分析，多片式的準(zhǔn)直鏡頭和聚焦鏡頭光學(xué)質(zhì)量明顯優(yōu)于雙片和單片;現(xiàn)在市場上多為單片準(zhǔn)直和聚焦，而我方均采用多片衍射極限設(shè)計(jì)準(zhǔn)直，多片衍射極限設(shè)計(jì)聚焦。保證了最佳的光學(xué)質(zhì)量。

7)專用技術(shù)：激光、成像、測溫、紅光多光路共軸。