[实用新型]高精度双重传感器激光扫描振镜系统及其扫描振镜电机

说明书

技术领域

本实用新型属于激光加工技术领域，尤其涉及一种高精度双重传感器激光扫描振镜系统及其扫描振镜电机。 

背景技术

振镜激光扫描系统是由xy两维扫描聚焦镜组成，其工作原理是将激光器输出的激光束经扩束镜放大准直后依次经过x轴扫描振镜、y轴扫描振镜和扫描聚焦镜汇聚到工件表面，通过控制x轴、y轴扫描振镜的转动来控制激光光束在材料表面的x方向和y方向上移动距离和位置，对工件表面进行加工，对于三维立体扫描则还有z轴扫描振镜。扫描振镜控制系统具有输出力矩大，转动惯量小、速度快、精度高以及运动稳定等特点，被广泛用于打标、雕刻、钻孔、切割、焊接、快速加工等领域。 

随着我国工业发展迅速，激光在各行各业的应用越来越广泛，对激光精确、快速的控制要求也越来越高，如何以最低的制造成本获得扫描振镜最佳的应用效果，达到最理想的扫描范围、达到最高的扫描速度、能够达到最小的焦斑、实现精准定位，以满足不同的高科技领域的应用，已成为当前激光行业众多专家和学者非常关心的问题。 

实用新型内容

为了克服上述现有技术的不足，本实用新型的目的是提供一种高精度双重传感器激光扫描振镜系统及其扫描振镜电机，实现了激光扫面振镜的精确定位，可自动进行本身所发生的位置误差调整，最终实现达到激光扫描振镜系统的高精度定位和实时自动校正功能。 

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案： 

一种高精度双重传感器激光扫描振镜系统，包括聚焦系统、执行电动机、控制系统，所述聚焦系统与所述执行电动机连接，所述执行电动机与所述控制系统连接； 

所述聚焦系统包括激光器、扩束镜、动态聚焦系统、物镜、x轴同轴振镜、y轴同轴振镜、z轴同轴振镜，所述激光器与所述扩束镜连接，所述扩束镜与所述动态聚焦系统连接，所述动态聚焦系统设置在所述z轴同轴振镜上，所述动态聚焦系统与所述物镜连接，所述物镜与所述x轴同轴振镜连接，所述x轴同轴振镜与所述y轴同轴振镜连接，所述x轴同轴振镜和所述y轴同轴振镜的镜面中心与所述激光器和所述扩束镜的光轴重合，所述动态聚焦系统的中心与所述x轴同轴振镜和y轴同轴振镜镜面中心重合； 

所述控制系统包括扫描控制器和激光控制器，所述扫描控制器与所述激光控制器连接，所述激光控制器与所述激光器连接，所述扫描控制器与所述执行电动机连接； 

所述x轴同轴振镜、y轴同轴振镜、z轴同轴振镜分别与x轴扫描振镜电机、y轴扫描振镜电机、z轴扫描振镜电机连接，所述x轴振镜扫描电机、y轴振镜扫描电机、z轴振镜是电机均与所述执行电动机连接。 

所述执行电动机为伺服驱动电机。 

所述x轴扫描振镜电机、所述y轴扫描振镜电机、所述z轴扫描振镜电机均包括同轴振镜电机、与同轴振镜电机连接的电机驱动系统、光栅传感器、光电传感器、光电传感器信号处理电路、光电传感器调剂控制电路、实时位置校正系统、低频阻尼电路、位置比较电路、闭环控制电路，所述光栅传感器、光电传感器分别与所述同轴振镜电机连接，所述光电传感器调剂控制电路与所述光电传感器单向输入连接，所述光电传感器信号处理电路向所述光电传感器单向输出连接，所述光栅传感器、所述光电传感器调剂控制电路分别与所述实时位置校正系统连接，所述光电传感器分别与所述低频阻尼电路、位置比较电路连接，所述低频阻尼电路、位置比较电路分别与所述电机驱动系统连接，所述闭环控制电路与所述电机驱动系统闭环连接。 

本实用新型的有益效果是：利用光电传感器和光栅物理传感器组成的双重传感器，完成对同轴电机运动的实时检测，借助实时位置校正系统低阻尼电路、位置比较电路，从而达到激光扫面振镜的精确定位，并且系统本身具有PID自动校正功能，可自动进行本身所发生的位置误差调整，最终实现达到激光扫描振镜系统的高精度定位和实时自动校正功能，且重复定位精度基本上控制在了千分之六弧度，线性度可达千分之一以内，满足了高端客户的需求。本实用新型实现了电机位置的实时校准功能，借助温度漂移控制系统减少系统的温漂问题，最终完成激光的高精度定位。 

附图说明

图1为本实用新型激光扫描振镜系统示意图； 

图2为本实用新型的扫描振镜电机的结构示意图。