Amalachadh sealladh laser airson aplacaidean ùra

Tha a’ mhòr-chuid den bheachd gu bheil seallaidhean laser dìreach airson gunnaichean, ach tha an teicneòlas air sgaoileadh fada seachad air a’ mhargaidh thùsail sin. Tha sinn air a bhith ag obair le siostaman amas leusair bho 2019, agus tha na h-iarrtasan a’ leudachadh a-steach do roinnean gnìomhachais, meidigeach agus robotics far a bheil puingean mionaideachd cudromach.

Chan eil am prionnsapal bunaiteach air atharrachadh gu mòr - tha thu a’ cur a-mach beam faicsinneach no IR a tha a’ comharrachadh far am buail rudeigin no càite an tèid inneal an sàs. Ach bidh an coileanadh a’ fàs iom-fhillte gu luath nuair a bheir thu aire do roghainnean sreap, riatanasan cumhachd, agus suidheachaidhean àrainneachd.

Sgaoil Crimson Trace an t-sreath Rail Master aca air ais ann an 2018, agus b ’urrainn dha na h-aonadan sin làimhseachadh 1000G de clisgeadh ath-chuairteachaidh. Thàinig an t-sònrachadh sin gu bhith na shlat-tomhais airson cur suas gnìomhachais oir ma mhaireas e beò air ais bho ghunnaichean, làimhsichidh e a’ mhòr-chuid de àrainneachdan crathaidh ann an saothrachadh. Ruith am modal RM-110 timcheall air $ 280 mion-reic (prìsean crimsontrace.com bho 2020), a bha cas ach a thug dhut leusair dearg 5mW a dh’ fhuirich neoni às deidh grunn bhuaidhean.

Airson obair loidhne cruinneachaidh, rinn sinn deuchainn air sreath TLR Streamlight an cois cuid de roghainnean nas saoire bho luchd-saothrachaidh thall thairis. B’ e gluasad teodhachd na - aonadan marbhadh a chosgadh nas lugha na $50 a ghluaiseadh am puing amas 3-4 òirleach aig 20 troigh nuair a bhiodh iad a’ dol bho 60 ceum F gu 95 ceum F teòthachd làr na bùtha. Chùm na h-aonadan Streamlight (timcheall air $ 180-220 a rèir modail) neoni taobh a-staigh 0.5 òirleach thairis air an raon sin a rèir ar deuchainn being as t-samhradh 2021.

Chan fheum thu an-còmhnaidh an ìre sin de sheasmhachd ge-tà. Tha e gu tur an urra ris na tha thu a’ dèanamh.

Laser Sight

Tha seo a’ fàs neònach leis gu bheil co-chruinneachadh innealan meidigeach gu tric a’ feumachdainn leusairean Clas 2 (fo toradh 1mW a rèir riaghailtean FDA - tha na làn sheòrsachadh aig accessdata.fda.gov) ach tha feum air cruinneas suidheachaidh fo 0.1mm aig astaran obrach 300-500mm. Bidh Coherent Inc. a’ dèanamh mhodalan laser a bhuaileas na specs sin - bidh an t-sreath CUBE aca a’ dol airson timcheall air $400-600 gach aonad a rèir tonn-tonn agus toradh cumhachd.

Chuir sinn cuid de leusairean dearga 635nm a-steach do shiostam cruinneachaidh catheter an-uiridh. Tha an tonn-tonn nas cudromaiche na tha daoine a’ tuigsinn gu bheil - 635nm a’ nochdadh fada nas fheàrr na 650nm fo sholais flùraiseach àbhaisteach, rudeigin mar 4x nas fhaicsinniche a rèir sgrìobhainnean teignigeach Laserex. Is dòcha gu bheil eadar-dhealachadh cosgais eadar 15-20% ach is fhiach e nuair a bhios gnìomhaichean a’ cleachdadh an t-siostam co-thaobhadh airson gluasadan 8-uair.

Tha lasers uaine (mar as trice 532nm) eadhon nas fhaicsinniche do shùilean daonna, timcheall air 5x nas motha na dearg aig an aon toradh cumhachd. Ach tha iad a 'cosg barrachd agus ag ithe bataraidhean nas luaithe. Thomhais sinn tarraing gnàthach air modal uaine 5mW aig 180mA an aghaidh 120mA airson toradh dearg co-ionann. Airson innealan-làimhe a tha cudromach. Airson ionadan stèidhichte le cumhachd balla, cleachd uaine ma cheadaicheas am buidseat.

Thòisich ABB Robotics ag amalachadh comharran laser a-steach don t-sreath IRB aca timcheall air 2017 airson obair crochte a theagasg. Rinn e tòrr nas fhasa do theicneòlaichean slighean robot fhaicinn gun a bhith a’ ruith gnìomhachd beò. Cha robh anns na modalan laser a chleachd iad dad sam bith - gu bunaiteach ag ath-phacadh aonadan malairteach le cur suas clisgeadh nas fheàrr agus còmhdach le ìre IP67.

Ghabh Fanuc dòigh-obrach eadar-dhealaichte leis na h-innealan-fuadain co-obrachail CRX aca, a’ cur an emitter laser ann an flange an inneil agus ga chleachdadh airson sealladh sòn sàbhailteachd. Bidh an siostam aca a’ dealbhadh spot le trast-thomhas de 10-15mm a ghluaiseas leis a’ bhuaidh dheireannach. Bidh caitheamh cumhachd a’ ruith timcheall air 2W leantainneach, a thig dìreach a-mach à buidseat cumhachd an inneil. Feumaidh tu cunntas a thoirt air an sin nuair a bhios tu a’ sònrachadh grippers no buaidhean deireannach eile.

Chan eil Universal Robots a’ toirt a-steach seallaidhean leusair mar an àbhaist ach tha grunn roghainnean treas pàrtaidh aig an eag-shiostam UR+ aca. Bidh an Camara Dùirn Robotiq uaireannan a ’faighinn paidhir le laser coaxial airson tomhas doimhneachd, ged a tha sin a’ faighinn a-steach do raon solais structaraichte seach a bhith ag amas gu sìmplidh.

Tha ìrean laser togail nan roinn gu tur eadar-dhealaichte ach is fhiach iomradh a thoirt orra. Bidh sreath GLL Bosch agus DW088 le chèile a’ cleachdadh lasers clas 2 agus loidhnichean pròiseict an àite dotagan. Bidh an DW088 a’ ruith timcheall air $150 agus a’ tilgeil loidhnichean ceart-cheàrnach gu ± 1/8 òirleach aig 30 troigh (duilleag spec dewalt.com). Tha na rudan sin air fàs saor gu leòr is gu bheil iad a’ nochdadh ann an àrainneachdan bhùthan beaga airson obair cruth.

Bidh àireamhachadh beatha bataraidh a’ fàs meallta leis gu bheil èifeachdas diode laser ag atharrachadh a rèir teòthachd. Is dòcha gum bi diode laser dearg àbhaisteach 15- 20% èifeachdach, a’ ciallachadh gu bheil 80-85% de chumhachd cuir a-steach gu bhith na theas. Sin as coireach gu feum ionadan dleastanais leantainneach a bhith a’ dol fodha teas eadhon airson modalan cumhachd ìosal.

Thomhais sinn modal laser dearg 5mW a’ tarraing 90mA aig 3.3V - tha sin timcheall air cuir a-steach 300mW airson toradh 5mW, mar sin timcheall air 17% èifeachdas. Le bhith a’ ruith sin far bataraidh CR123A (comas 1500mAh aig 3V) bheir e ùine ruith teòiridheach dhut de 16-17 uairean, ach chì thu barrachd mar 12-14 uairean ann an cleachdadh leis gu bheil bholtadh bataraidh a’ tuiteam fo luchd.

Tha an stàladh fhèin ag adhbhrachadh leth nan duilgheadasan a chì sinn ann an ionadan achaidh. Tha tuill sreap M3 àbhaisteach ach tha doimhneachd snàithlean ag atharrachadh eadar luchd-saothrachaidh. Bidh cuid de mhodalan Sìneach a’ sònrachadh snàithleanan M3x0.5 aig doimhneachd 4mm, cuid eile a’ dol 6mm domhainn. A ’fuaimeachadh gu math ach nuair a tha thu a’ feuchainn ri dhol tro phlàta alùmanum 3mm le ceangal snàithlean ceart, bidh an eadar-dhealachadh 2mm sin a ’dearbhadh an urrainn dhut bolt àbhaisteach a chleachdadh no a bheil feum agad air bathar-cruaidh àbhaisteach.

Bidh Surefire a’ cleachdadh siostam grabber rèile seilbh air na solais armachd X400 aca a tha cuideachd ag obair gu math airson a bhith a’ cur suas gnìomhachas gu eas-tharraing alùmanum T-. Tha am feachd clampaidh comasach atharrachadh agus chan eil e an urra ri torque snàthainn, a chuidicheas le bhith a’ cumail neoni ann an àrainneachdan crathaidh àrd. Cosgaidh aonadan mu $600 ach mairidh iad gu bràth. Tha beagan ruith againn bho 2018 le glè bheag de chumail suas nas fhaide na suaip bataraidh.

Laser Sight

Bidh lasers IR (mar as trice tonnan 850nm no 940nm) a’ nochdadh air mothachairean camara ach chan ann air sùilean daonna. Feumail airson tagraidhean lèirsinn inneal far nach eil thu ag iarraidh solas faicsinneach a’ cur bacadh air loidhnichean seallaidh gnìomhaiche. Bidh Edmund Optics a’ reic mhodalan 850nm timcheall air $200-300 a tha paidhir le camarathan tionnsgalach àbhaisteach. Tha deagh chugallachd anns na camarathan sreath Basler ace san raon sin - tha am modal acA1920-40gm aca a’ sealltainn èifeachdas cuantamach 50% aig 850nm gach duilleag-dàta (baslerweb.com).

Bidh 940nm a’ dol eadhon nas do-fhaicsinneach ach tha cugallachd camara a’ tuiteam dheth. Is dòcha gu bheil 30% QE aig a’ mhòr-chuid de luchd-mothachaidh silicon aig 940nm an aghaidh 50% aig 850nm, agus mar sin tha thu a’ toirt seachad comharra airson dìomhaireachd nas fheàrr. Is fhiach e a-mhàin ma tha solas faicsinneach daonna na dhuilgheadas dha-rìribh.

Bidh innealan co-thaobhadh laser airson siostaman optigeach uaireannan a’ cleachdadh IR seach gu bheil iad ag obair ann an àrainneachdan far a bheil solas faicsinneach ag adhbhrachadh chùisean. Bidh lasers co-thaobhadh IR Newport Corporation a’ ruith $800-1200 ach a’ toirt dhut toradh cumhachd a ghabhas atharrachadh agus càileachd beam nas fheàrr na modalan saor. Luachan M² fo 1.1 an aghaidh 1.3-1.5 airson aonadan malairteach. Tha sin cudromach nuair a tha thu a’ feuchainn ri chàraid a-steach do dh’ fhosglaidhean beaga no a bhith a’ cumail bualadh air astaran fada.

Cha bhith sinn gan cleachdadh mura h-eil an aplacaid ga iarraidh ge-tà. Bidh cosgais ag èirigh gu sgiobalta.

Dh’ fhaodadh “puing laser 5mW” a bhith eadar-dhealaichte bho 0.5 milliradians gu 1.5 milliradians. Aig 10 meatairean sin an diofar eadar dotag 5mm agus dotag 15mm. Bidh luchd-saothrachaidh uaireannan a’ sònrachadh seo, uaireannan chan eil.

Tha na leusairean uaine saor bho Amazon buailteach a bhith a’ ruith eadar-dhealachadh 1.2-1.5 mrad. Thomhais sinn grunn aonadan le suidheachadh sìmplidh - laser aig astar stèidhichte, targaid geal, tomhas trast-thomhas spot le calipers. Chan e dìreach NIST a lorgar ach math gu leòr airson obair tagraidh. Mar as trice bidh na leusairean uaine DPSS nas daoire bho CNI no Laserglow Technologies a’ tighinn a-steach fo 1.0 mrad le pròifilean beam cruinn nas fheàrr.

Tha ìomhaigh beam cudromach nuair a tha thu a’ feuchainn ri targaidean beaga a bhualadh. Bheir beam Gaussian àite glan sa mheadhan dhut le gluasad mean air mhean. Uaireannan bidh pròifilean elliptical no neo-riaghailteach aig lasers diode nas saoire a nì amas mionaideach nas duilghe. Is e an aon dòigh air faighinn a-mach earbsa a bhith ann an duilleag sònrachaidh an neach-dèanamh (cunnartach gun -branndan ainm) no dèan deuchainn ort fhèin.

Airson co-thaobhadh ionnstramaidean obair-lannsa chrìochnaich sinn a 'sònrachadh 0.6 mrad eadar-dhealachadh as àirde oir bha an astar obrach 400mm agus meud targaid 2mm trast-thomhas. Bheir sin beagan slop dhut ach chan eil mòran. Bha prìs cosgais airson eadar-dhealachadh nas teinne timcheall air 40% thairis air modalan gnìomhachais àbhaisteach.

Chuir sinn siostaman co-thaobhadh laser ann an suidheachadh muileann CNC airson suidheachadh innealan fèin-ghluasadach. A rèir coltais - sreap leusair gu taigheadas dealgan, beam pròiseict air targaid iomraidh stèidhichte, tomhas claonadh mus atharraich gach inneal. Dh’ obraich e gu math ann an deuchainn, dh’ fhàilnich ann an cinneasachadh leis gu robh gearradh ceò siùbhlach air an uinneag laser a lughdachadh taobh a-staigh 2 sheachdain. Cha do smaoinich duine air sin aig ìre dealbhaidh.

B ’e fuasgladh a bhith a’ cur inneal-glanaidh èadhair teann a-steach a chùm sruth-adhair seasmhach thairis air an fosgladh laser. $45 air a chur ris ann am pàirtean agus ùine stàlaidh 2 uair airson gach inneal. Bu chòir a bhith san dealbhadh tùsail.

Is e dìoladh teòthachd rud eile a bhios a’ bìdeadh dhaoine. Shònraich sinn siostam suidheachaidh laser airson inneal laighe co-dhèanta a bhiodh ag obair bho 65 ceum F gu 140 ceum F. Thuirt neach-dèanamh a’ mhodal leusair gun robh an aonad aca air a mheas gu 140 ceum F ach cha tug e iomradh air nach robh gealltanas sam bith ann ach gluasad neoni gu 120 ceum F. Os cionn sin, ghluais leudachadh teirmeach a’ bhreic sreap an giùlan le 0.0260 òirleach. Gu tur neo-iomchaidh airson tolerances layup.

Chrìochnaich iad ag atharrachadh gu neach-dèanamh eadar-dhealaichte (Laser Components DG GmbH, an t-sreath FP aca) a thug seachad dàta dìolaidh teòthachd gu sònraichte. Bha a’ chosgais co-chosmhail, timcheall air $380 gach modal, ach rinn iad deuchainn agus clàradh air a’ ghiùlan a bha cudromach dhuinn.

Laser Sight

Airson cinneasachadh meud àrd far a bheil an sealladh leusair freumhaichte san toradh, uaireannan bidh thu dìreach a’ cur suas an diode amh agus cuairt an draibhear gu dìreach seach a bhith a’ ceannach modal crìochnaichte. Rinn sinn seo airson inneal meidigeach a dh’ fheumadh laser dearg 3mW - a’ ceannach diodes Osram PLT5 450 aig meud 1000 a’ ruith timcheall air $4.20 gach ceann (prìsean osram.com 2023 airson luchd-sgaoilidh), a bharrachd air $2-3 eile airson an draibhear IC agus fulangach. Tha modalan coileanta a’ cosg $25-40 gach ceann, agus mar sin rinn DIY ciall aig meud.

Is e an ana-cothrom a th’ ann gu bheil thu a’ dèanamh do dhealbhadh optigeach fhèin, heatsking, dearbhadh cuairte dhràibhearan, agus deuchainn earbsachd. Airson rudeigin a’ dol a-steach do inneal meidigeach a dh’ fheumas tagradh FDA, is e obair innleadaireachd susbainteach a tha sin. Chuir sinn seachad timcheall air 200 uair gu h-iomlan air dealbhadh agus dearbhadh, ach shàbhail sinn timcheall air $ 18,000 ann an cosgaisean co-phàirteach thairis air an rèis riochdachaidh. Is fhiach e aig 1000+ aonad, chan fhiach e nas lugha na 500 aonad.

Is e optics tuiteamach am pàirt duilich. Feumaidh tu an dàrna cuid lionsa aspheric no siostam ioma-eileamaidean gus càileachd beam iomchaidh fhaighinn bho diode lom. Bidh Edmund Optics a’ reic lionsan aspheric airson bualadh leusair a’ tòiseachadh timcheall air $25-50 a rèir NA agus trast-thomhas. Ach airson faighinn deagh bhualadh feumaidh beàrn mionaideach eadar diode agus lionsa, mar as trice taobh a-staigh 0.05mm. Tha sin a’ ciallachadh an dàrna cuid innealachadh mionaideach den taigheadas no sgriothan rèiteachaidh le glasadh.

Tha cuid de luchd-saothrachaidh a’ faighinn timcheall air seo le modalan diode cruinnichte ro-làimh. Tha an t-sreath CPS aca aig Thorlabs a bhios a’ cothlamadh diode, draibhear, agus optics collimating ann am pasgan teann TO-. Timcheall air $80-120 gach aonad a tha fhathast nas saoire na comharran laser crìochnaichte agus a bheir barrachd sùbailteachd dealbhaidh dhut.

Chan eil mi cinnteach carson nach bi barrachd dhaoine gan cleachdadh airson tagraidhean freumhaichte. Bidh iad a’ fuasgladh a’ mhòr-chuid de dhuilgheadasan fulangas meacanaigeach fhad ‘s a chumas iad cosgaisean reusanta aig meudan meadhanach.

Airson modalan laser so-ghiùlain anns an raon 1-5mW,bataraidh lithium CR1/3Nobair iongantach math. Tha iad beag gu corporra ach bidh iad a’ pacadh 170mAh aig 3V, gu leòr airson ùine ruith 8-10 uairean air modalan laser dearg àbhaisteach. Tha sinn air an cleachdadh ann an innealan co-thaobhadh inneal-làimhe far an robh bataraidhean AA ro mhòr. Bidh cosgais a’ ruith timcheall air $2-3 gach cealla ann am meud, agus is e beatha sgeilp 10+ bliadhna a tha cudromach airson clàr a bharrachd.