广告

DAC如何帮助激光打标系统提高精度

2020-03-04 Gavin Bakshi 阅读:
DAC如何帮助激光打标系统提高精度
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。

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。oULednc

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。oULednc

oULednc

图1:激光切割机oULednc

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。oULednc

oULednc

图2:TI的DAC11001A为模拟电机控制环路提供输出oULednc

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。oULednc

oULednc

表1:DAC分辨率转换为代码数的计算(16到20位)oULednc

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。oULednc

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。oULednc

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。oULednc

本文为EDN电子技术设计 原创文章,禁止转载。请尊重知识产权,违者本司保留追究责任的权利。
  • 微信扫一扫
    一键转发
  • 最前沿的电子设计资讯
    请关注“电子技术设计微信公众号”
  • 日本电子产业都能突围美国专利制裁,为何中国不行? 在美国的步步紧逼下,华为面临越来越严格的出口限制, 就连中芯国际都在近日表示:他们未来给某个客户代工可能会受到限制。其实美国对他国进行专利封锁制裁的手段并非首次出现,三十年前美国日本也发生过类似的贸易争端。
  • 知名工程师的办公桌也是“垃圾堆”? 大多数同为工程师的读者们,应该总是会对“工程师的办公桌到底有多乱”这类话题感兴趣,那么那些知名工程师的办公桌是否也杂乱无章呢?我们来看看。
  • 全新的亚马逊Fire TV Stick无法运行?拆开看看哪里出了 在得知侄子一直使用老旧的MacBook Pro连接电视,浏览影视内容时,我把一个全新的第一代Amazon Fire TV Stick当作圣诞礼物送给了他,但这个圣诞礼物竟然无法连上网络。只好重启我的拆解计划…一起来看看这个无法工作的电视棒里面究竟有什么玄机…
  • PCB的这些事,你不一定都知道! 印刷电路板(PCB)在我们的生活中随处可见。但是,对于PCB,你究竟了解多少?PCB为什么是绿色的,它是谁发明的,板上的白色印线是什么?
  • 美国年轻人正在逃离电路设计行业 整体的大趋势是电路设计行业正在往亚洲(中国和印度)迁移。我们可以列举许多宏观数字来印证这一点,不过我还是想举几个行业里的现象来做说明。
  • 拆解特斯拉Model 3电控:整体设计简洁 特斯拉Model 3已经上市有一段时间了,笔者这次搞了一台特斯拉Model 3电控,快递显示减速器加电机加逆变器共重100公斤左右,将其进行了详细拆解……
广告
热门推荐
广告
广告
EE直播间
在线研讨会
广告
广告
面包芯语
广告
向右滑动:上一篇 向左滑动:下一篇 我知道了