超超速激光器的可访问性正在增加，研究人员，OEM工具构建器和系统集成商利用这些设备在一系列应用中的功率。
图片来源:PI (Physik instrument) LP
随着皮秒激光器和飞秒激光器的成本不断下降，它们在技术和材料工艺中的采用和应用正在不断扩大。
下一代用例的界限继续通过新功能，更高的功率和高效的第二和三次谐波产生来推动。PI有助于利用这些进步，同样创新激光运动控制非常适于不断发展下一代流程的解决方案。
超超速微机加工的优点
激光可以作为一种非接触局部微加工方法，绕过传统加工的分辨率和磨损限制。
超快激光在加工脆性、柔性和复合材料方面也表现出了有效性，传统上很难通过经典方法进行精确加工。欧洲杯足球竞彩
激光也可以通过紧密聚焦的光束处理材料表面以下的材料。这对于用透明介质(包括蓝宝石和玻璃)加工柔性显示器和其他技术是有益的。
锁模激光工艺性能的动态影响
当在固定脉冲重复频率（PRF）时，通常通过恒定平均功率和一致的脉冲重叠优化材料特定的激光工艺参数。
以固定重复速率操作确保脉冲重叠的一致性变为可能在多个维度中的运动系统动态的功能：
图1a / b。在固定代表率恒定速度运动下激光脉冲放置。这里，脉冲重叠均匀性与运动系统性能相关联。如上所示，可实现单轴扫描性能，在高性能A-81x系列运动控制器上使用PI V-551阶段进行导频技术。图片来源:PI (Physik instrument) LP
图1c / d。使用固定代表速率在单轴上的加速/减速期间激光脉冲放置。这里，脉冲重叠均匀性将导致与非均匀功率相关的潜在不希望的材料效果。为了解决可变动态上的恒定脉冲重叠，激光控制接口与固定距离触发以补偿不一致的运动。图片来源:PI (Physik instrument) LP
图1E / f / g。激光脉冲放置在多轴圆角运动使用固定的rep率。在这里，脉冲重叠均匀性将导致潜在的不良材料效应，特别是与潜在的热影响区有关的穿孔脉冲区域。有两种方法来解决这个问题-本质上使用固定距离的脉冲拾取通过专用的激光控制接口，或先进的轨迹算法运行恒定矢量速度。图片来源:PI (Physik instrument) LP
颠覆性技术和下一代激光系统性能
这些基本实施例说明了巧妙的新型嵌入式中断技术。
直到最近，在激光工具制造商的集成运动系统中实现这些功能导致了系统配置的一系列限制;例如，舞台选择、成本、扩展、系统启动、增加的复杂性和有限的高端性能。
新的激光工具
这些最后的方法需要预先确定高速运动同步激光触发。激光触发器在昂贵的驱动模块中传送，该驱动模块仅限于与较低性能运动系统相关联的增量编码器协议，例如方波（Quad B）信号。
当使用性能更高的sin/cos编码器时，这些要求大大降低了可实现的触发器分辨率。
用户友好的绝对编码器的使用也受到限制。虚拟轴在最佳使用门架和更经济有效的开环步进电机舞台解决方案方面存在局限性。
图2。PI运动同步激光触发可以使用最高分辨率的线性编码器。在先前的方法中，这样的编码器将被限制为触发零点或使用外部内插器，这些内置器会限制性能和潜在速度。关于超高分辨率编码器的更多信息．图片来源:PI (Physik instrument) LP
灵活的激光工具
在以前的方法中，必须预先配置昂贵的驱动技术的运动系统。当应用程序需求发生改变时，常常需要重新配置。
更新和更具破坏性的方法促进了通过一系列驱动技术在递送之前或之后的基本上任何系统的快速激光触发。
这种新方法是一种坚固，可适应性的解决方案，用于将激光连接到多轴定位。
将运动与外部事件同步的能力通常被称为位置同步输出(PSO)或位置事件生成(PEG)。
图3．在过去，如果激光触发需求超过系统能力，系统集成商将不得不重建整个控制系统。这可能涉及更换第一驱动单元，其具有更大，更复杂和昂贵的驱动器，可以解决新的要求。图片来源:PI (Physik instrument) LP
图4。现在，系统配置可以根据应用需求进行优化，而不受特定编码器反馈或驱动的限制。如果需要高性能的激光触发，它仅仅是一个附加模块(LCM，如图所示)，在几分钟内配置为系统。图片来源:PI (Physik instrument) LP
图4 b。π的模块化ACS激光控制模块．LCM激光控制接口可以实现最大脉冲频率10mhz和多轴位置触发，亚微米激光脉冲精度。它提供诸如:固定距离和基于阵列的脉冲发射，数字脉冲调制的动态功率控制，轴距离窗口，阵列基础门控，保持激光准备的挠痒，延迟补偿，和组合模式。图片来源:PI (Physik instrument) LP
用户友好，更高的顶端性能较低
消除了对驱动器、级和编码器技术的限制，意味着系统可以配置为满足应用需求，而无需牺牲性能或成本效益。
这些新的可能性包括使用的选择高性能(sin/cos)线性编码器因此，无需额外的硬件，完全利用这种最先进的动态性能的潜力。
因此，高速同步激光控制可以采用最先进的轨迹建筑，使用PI的专有算法来帮助避免错误。这种表现在PI是独一无二的。
数字5A。SPC激光材料加工及欧洲杯足球竞彩3D打印软件进入PI的先进控制能力和阶段性能。此处显示是在软件中创建的矩形运动路径，启用了自动转角舍入和恒定速度。图片来源:PI (Physik instrument) LP
图5 b / c。控制器和舞台性能：这里我们看到了两个紧凑，高动态V-508系列线性电机级的性能，在X-Y配置中，追踪激光切割应用中的圆角矩形。剩下：与飞行员算法。正确的:没有先导伺服控制。两个图中的绿色轨迹都是跟随错误的轨迹。图片来源:PI (Physik instrument) LP
在一般材料加工和龙门系统中，运动工作台的一个关键优势来自于采用基于行业标准协议的更友好、抗欧洲杯足球竞彩污染和安全的绝对线性编码器;例如，EnDat和bis。
通过使用专有的先进龙门控制，可以组合双编码器或双电机架轴的腿以产生具有双θ环的虚拟线性轴 - 允许使用虚拟轴进行激光触发和脉冲拣选。
这种破坏性方法通过在偏航补偿的虚拟中心轴上而不是从龙门架的两侧触发来提高精度，同时也消除了导致归位移动的潜在碰撞。
图6。PI.A-351 X-Y-Z高速高精度龙门工作台/直线机器人系统有很多种类(尺寸，基材，轴承，电机，…)，并已成为高精度3D打印过程的标准，具有先进的龙门控制，并在虚拟轴上协调多轴同步激光触发器。图片来源:PI (Physik instrument) LP
XYZ-Theta龙门控制&输入成形-先进算法，自动化多轴控制
高级龙门控制算法提供更高的精度和吞吐量。视频资料:PI (Physik instrument) LP
高级激光触发也可以没有编码器反馈，允许系统保持激光触发，同时配置使用无编码器，成本效益高的步进电机。
图7 a / b。并不是所有的激光加工应用都需要大的定位平台。M-111微型XY工作台，在左边，提供15x15毫米行程，5 0nm增量运动，并可使用步进电机和伺服电机。F-408 XYZ工作台(右)提供25x25x25mm行程和20纳米增量运动。垂直轴上装有直线电机和空气弹簧平衡装置。这两个系统现在可以结合高性能运动同步激光触发。图片来源:PI (Physik instrument) LP
激光加工 - 大面积，高吞吐量，高路径精度：PI运动系统和控制
激光加工例子-通过结合galvo和平面X-Y线性工作台，在大范围内实现高精度和吞吐量。视频资料:PI (Physik instrument) LP
图8。简单的连接与以太网电缆。图片来源:PI (Physik instrument) LP
自动化系统使用激光材料加工工具构建必须能够使用一系列技术进行最佳和灵活性，包括运动同步脉冲激光控制和触发（包括CW），灵活的Galvo集成，G代码兼容性和可容纳直接导入的软件行业标准CAD文件格式，如STL和DXF。
这些格式还必须能够直接处理2D和3D与灵活的分层和填充设置。
当与固定光学器件一起使用时，可以采用具有多个高性能触发和激光控制模式的直接激光控制。
这可以用于组合选项或在GALVO中使用，建议用GALVO制造商灵活地工作，以确定最佳模型和光学配置。
直观，强大的激光系统控制软件
图9 a / b。在这里，显示了最完整的商业激光系统软件。智能处理指令（SPC）包括在下一个过程中开发的许多PI专有功能。该激光系统接口支持集成多个电流模型和制造商，机器视觉，表面高度传感器，自动对焦以及分配器和挤出机，用于添加制造。众多灵活的参数设置允许使用简单的按钮推动访问高级功能。SPC用于商业系统集成和领先的研发设施。图片来源:PI (Physik instrument) LP
概括
高性能超短激光源近年来已经变得更加实惠，允许机器建设者和系统集成商实现加工方法，其性能改善而不是传统方法。
激光加工提供了一系列优势，例如改善的精度，吞吐量更高，以及处理越来越分钟的功能。
大多数加工应用需要使用运动控制，例如龙门，阶段，控制器和软件。
激光控制和运动控制之间的高级连接使激光的发射和运动路径上的精确位置之间的同步变得灵活、更好。
具有特殊控制器和封闭系统架构的昂贵解决方案已经提供了一段时间，但行业正在采用EtherCAT等网络，以简化此过程，添加功能和升级系统。
这种连接级别为机器构建器和系统集成商提供了显着的优势，允许它们为运动系统选择合适的驱动器，控制和运动放大器。
它也使得为激光选择最合适的接口选项变得更容易，为机器制造商和系统集成商提供直接、快速、准确和灵活的激光加工应用控制。
空气轴承高精度激光切割/加工的多轴级运动系统
空气轴承阶段在激光加工演示中 - 基于EtherCAT的运动控制器与平面X-Y空气轴承台和旋转空气轴承台同步激光烧制。视频资料:PI (Physik instrument) LP
这些信息来源于PI (Physik instrument) LP提供的材料。欧洲杯足球竞彩
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