DAC如何帮助激光打标系统提高精度收藏

网友投稿 302 2024-01-24


   即使销售了成百上千甚至上百万个产品,许多公司也会在他们售出的每一个产品上单独刻印自己的商标商标的打标和商标的蚀刻是由激光打标机来完成的,这个过程需要非常高的精度随着技术的进步,为了进行更精细的打标,这些系统的设计者面临着使激光打标机更加精确的压力。

DAC如何帮助激光打标系统提高精度收藏

   使用高强度、低功率激光的激光打标机(图1)能在手机、手工工具、印刷电路板(PCB)等任何东西上蚀刻出非常精确的设计为了达到所需的输出,需要借助一个精确的数模转换器(DAC)非常小心地引导激光器

图1 激光切割机那么DAC是如何控制激光的呢?DAC负责提供非常精确的输出电压,该电压将被用作电机的模拟输入DAC的每个特定模拟输入代码都与特定的电机位置有关此电机负责移动镜子,该镜子可在x、y或z平面上重新放置,以引导和反射激光,并将其确定在终端设备上,以改变终端设备的材料表面并蚀刻商标、文本或条形码。

参见图2

图2 TI的DAC11001A为模拟电机控制环路提供输出    随着需要蚀刻的产品越来越小(如PCB和一些消费品),激光打标系统的精度必须提高TI的DAC11001A和DAC91001分别具有20位和18位分辨率。

分辨率作为一项重要参数,会转换为DAC输出可用的电压阶跃数量例如,18位分辨率有262,144个唯一代码(见图3),允许从多个电机位置控制激光20位的DAC具有1,048,576个唯一代码,提供了更细的粒度和更高的精度。

表1 DAC分辨率转换为代码数的计算(16到20位)    利用20位 DAC性能的激光打标系统还有哪些优势?如果电机的全转等于1弧度,你需要什么样的步长?相较于约1弧度的满量程范围,现有系统的分辨率为10微弧度。

在理想情况下,这等同于18位的分辨率,但由于存在系统级的非线性,许多设计人员希望达到20位的分辨率此时,DAC11001A可以通过提供将近四倍数量的输出代码,并通过扩展对电机进行更精细的控制      另一个需要考虑的问题是电机振动。

激光打标系统中的任何故障都会对最终蚀刻产生不利影响由于控制环路具有多级传递函数,此类系统对电机残余振动非常敏感从选择低振动电机到使用复杂控制系统逻辑,设计人员使用各种复杂的技术以优化性能造成电机振动的一个关键因素是DAC由于输入代码到代码变化而产生的尖峰脉冲。

DAC11001A和DAC91001具有非常低的1nV-s代码到代码、与代码无关的尖峰脉冲输出这是通过集成跟踪保持电路实现的,该电路将DAC的输出与内部梯形电阻网络固有的代码变化引起的尖峰脉冲隔离      正如我们所见,激光打标机必须处理许多变量以获得更高精度。

DAC在解决这一问题中起着关键的作用,可以使设计人员的工作更加容易具有更高的分辨率的创新解决方案可以提高精度、获得更好的防错性,这在激光打标系统设计中非常重要

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