激光焊接振镜摆动原理及应用
激光焊接振镜摆动原理及应用
激光焊接振镜摆动技术是现代精密焊接领域的重要创新，通过精确控制激光束的扫描路径，实现复杂形状焊缝的高质量焊接。本文将为您详细介绍激光焊接振镜的工作原理及其在微电子行业的应用优势。
振镜激光锡焊是非常高效的一种焊接方式，通过振镜的摆动来对焊接的区域进行扫描。下面，让我们一起来了解一下激光焊接中振镜的摆动原理。
基本结构和作用
激光焊接振镜系统主要由振镜电机、反射镜和驱动控制器组成。振镜电机是核心部件，它能够精确地驱动反射镜进行高速摆动。反射镜一般有 X 轴和 Y 轴两个方向的反射镜，它们分别控制激光在水平和垂直方向上的扫描路径。驱动控制器则负责发送信号来控制振镜电机的运动。
振镜摆动的主要目的是改变激光的照射位置，从而能够灵活地对焊接区域进行扫描。在激光焊接中，通过振镜的摆动可以实现复杂形状焊缝的焊接，比如圆形、弧形或不规则形状的焊缝。
振镜扫描焊接原理图示
摆动原理在二维平面的实现(以 X - Y 平面为例)
X 轴摆动原理：
X 轴振镜电机根据接收到的控制信号进行旋转运动。当电机旋转时，它带动与之相连的 X 轴反射镜进行角度的改变。假设初始时激光垂直入射到反射镜上，当反射镜绕 X 轴方向的轴旋转一定角度时，根据光的反射定律，激光的反射方向就会在水平方向(X 轴方向)发生改变。
例如，电机正向旋转一定角度，反射镜使激光向左反射;电机反向旋转，激光则向右反射。这样就实现了激光在 X 轴方向的摆动扫描。
Y 轴摆动原理：
同样，Y 轴振镜电机驱动 Y 轴反射镜旋转。当 Y 轴反射镜旋转时，激光的反射方向在垂直方向(Y 轴方向)发生变化。两个轴的反射镜摆动相互配合，就可以使激光在二维平面内到达任意指定的位置。
比如，要在一个平面上焊接一个圆形焊缝，通过控制 X 轴和 Y 轴振镜电机，使激光以一定的半径和角速度在圆周上扫描，从而完成圆形焊缝的焊接。
扫描模式和运动轨迹控制
矢量扫描模式：
在矢量扫描模式下，根据焊接图形的几何形状，将其分解为一系列的矢量线段。驱动控制器通过计算每个矢量线段所需的振镜角度变化和激光脉冲时间，来精确控制振镜的摆动和激光的发射。
例如，对于一个三角形焊缝，先确定三角形的三个顶点坐标，然后计算从一个顶点到下一个顶点所需的 X 轴和 Y 轴振镜的角度变化，以及激光在这个过程中的开启和关闭时间，从而实现沿着三角形轮廓的焊接。
光栅扫描模式：
光栅扫描是一种规则的扫描方式，通常用于大面积的焊接或表面处理。在这种模式下，激光在 X 轴方向上按照一定的步长进行扫描，扫描完一行后，Y 轴方向移动一定的距离，然后再进行下一行的扫描，如此反复，就像在平面上编织一张激光扫描的 “网”。
例如，在焊接一个较大的矩形电路板时，可以采用光栅扫描模式，先在 X 轴方向从左到右扫描，然后 Y 轴向下移动一个微小的距离，再从左到右扫描，直到覆盖整个矩形区域。
一体化恒温振镜同轴视觉扫描焊接加工系统产品图示
松盛光电迎合市场需求研发出一体化恒温振镜同轴视觉扫描焊接加工系统，完美的解决了微电子领域存在的精密焊接难的问题，能极大的提高电子加工焊接的良率，提高生产效率。多点重合光路系统，红外专用设计镜头激光、成像、红外测温三点位置在偏离镜头中心任何工作范围位置都是重合的;真正的测温加工系统。
振镜同轴视觉扫描焊接系统在焊接微电子行业的应用优点：
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- 温度内部自闭环反馈和PID鲁棒控制激光加工是最高良率的必须保证。
- 红外测温的响应速度比市场上通用测温仪快1000倍，响应速度越快，焊接质量越好。
- 光斑形状可以自由调节，可以最大范围的去适应各种不同的焊盘，达到同时均匀加热的最佳效果。
- 扫描物镜采用远心设计，消除了一般扫描物镜带来的居多问题，使标刻范围内均匀统一。
- 多种准直和聚焦镜的测试分析，多片式的准直镜头和聚焦镜头光学质量明显优于双片和单片;现在市场上多为单片准直和聚焦，而我方均采用多片衍射极限设计准直，多片衍射极限设计聚焦。保证了最佳的光学质量。
- 专用技术：激光、成像、测温、红光多光路共轴。