Döwrebap programmalar üçin lazer görmek integrasiýasy

Köp adamlar lazer gözel ýerleri diňe ýaraglar üçin niýetlenendir öýdýärler, ýöne tehnologiýa şol başlangyç bazardan has giň ýaýrady. 2019-njy ýyldan bäri lazer maksatly ulgamlar bilen işleýäris we amaly programmalar takyklygy görkezýän senagat, lukmançylyk we robotika pudaklaryna ýaýramagyny dowam etdirýär.

Esasy ýörelge kän üýtgemedi - bir zadyň uruljakdygyny ýa-da bir guralyň nirä çekiljekdigini görkezýän görünýän ýa-da IR şöhlesini proýekt edýärsiňiz. Optionsöne gurnama opsiýalaryna, güýç talaplaryna we daşky gurşaw şertlerine täsir edeniňizde ýerine ýetiriş çaltlaşýar.

“Crimson Trace” 2018-nji ýylda “Rail Master” seriýasyny çykardy we bu bölümler 1000G gaýtadan zarba urup bilýärdi. Bu aýratynlyk senagat taýdan berkitmek üçin esasy görkeziji boldy, sebäbi ýaragyň taşlanmagyndan halas bolsa, önümçilikde yrgyldy gurşawynyň köpüsini dolandyrar. RM-110 modeli takmynan 280 dollar bölekleýin işledi (2020-nji ýyldan başlap crimsontrace.com bahasy), dikdi, ýöne 5mW gyzyl lazer berdi, gaýta-gaýta täsirlerden soň nol galdy.

Gurnama liniýasynyň işi üçin, “Streamlight” -yň TLR seriýasyny daşary ýurtly öndürijilerden has arzan wariantlar bilen birlikde synagdan geçirdik. Temperaturanyň peselmegi 50 $ -dan arzan bahasy - birlik bolup, 60 gradus F-dan 95 dereje F dükanynyň templerine baranda, maksadyny 20-4 futda 3-4 dýuým üýtgeder. “Streamlight” bölümleri (modeline baglylykda 180-220 dollar töweregi) 2021-nji ýylyň tomsunda geçiriljek skameýkamyza görä şol aralykda 0,5 dýuým aralygynda nol saklaýar.

Şeýle-de bolsa, hemişe şol durnuklylyk derejesi gerek däl. Doly edýän işiňize bagly.

Laser Sight

Bu geň galdyrýar, sebäbi lukmançylyk enjamlaryny ýygnamak köplenç 2-nji synp lazerlerini talap edýär (FDA düzgünleri boýunça 1mW çykyş - accessdata.fda.gov doly klassifikasiýalara eýe), ýöne 300 - 500mm aralykda 0,1 mm-den aşakda ýerleşiş takyklygyna mätäç. “Coherent Inc.”, bu aýratynlyklara degýän lazer modullaryny ýasaýar - olaryň CUBE seriýasy tolkun uzynlygyna we kuwwatynyň çykarylyşyna baglylykda birligi üçin 400-600 dollar töweregi.

Geçen ýyl takmynan 635nm gyzyl lazerleri kateter ýygnamak ulgamyna birikdirdik. Tolkun uzynlygy adamlaryň - 635 nm düşünişinden has möhümdir, adaty floresan yşyklandyryşda 650nm-den has gowy görünýär, Laserex-iň tehniki resminamalaryna görä 4x has görünýär. Çykdajylaryň tapawudy, belki, 15-20% bolup biler, ýöne operatorlar 8 sagat çalşykda deňleşdiriş ulgamyny ulananlarynda ähmiýetlidir.

Greenaşyl lazerler (adatça 532nm) adam gözüne hasam görünýär, şol bir güýç çykaryşynda gyzyl reňkden takmynan 5x köp. Emma has köp çykdajy edýärler we batareýalary has çalt iýýärler. 5mW ýaşyl moduldaky tok çyzgyny 180mA deň bolan gyzyl çykaryş üçin 120mA garşy ölçedik. Möhüm el gurallary üçin. Diwar güýji bolan durnukly gurnamalar üçin, býudjet rugsat berse, ýaşyl ulanyň.

ABB Robotics, maýatnik amallaryny öwretmek üçin 2017-nji ýylda lazer görkezijilerini IRB seriýasyna birleşdirip başlady. Tehniki işgärlere göni ýaýlymda işlemezden robot ýollaryny göz öňüne getirmegi aňsatlaşdyrdy. Ulanylan lazer modullary hiç hili hyýaly zat däldi {{3} ically has gowy zarba monta .y we IP67 bahaly jaýlary bolan täjirçilik bölümleri.

Fanuc, CRX bilelikdäki robotlary bilen başgaça çemeleşdi, lazer emitterini gural flanesine goýdy we howpsuzlyk zolagyny wizuallaşdyrmak üçin ulandy. Olaryň ulgamy, ahyrky effektory bilen hereket edýän diametri 10-15 mm. Kuwwat sarp edilişi guralyň güýji býudjetinden göni çykýan 2W üznüksiz işleýär. Gripleri ýa-da beýleki ahyrky effektleri kesgitläniňizde munuň üçin hasabat bermeli.

Univershliumumy robotlar lazer gözel ýerlerini standart ýaly öz içine almaýar, ýöne olaryň UR + ekosistemasynda birnäçe üçünji - partiýa wariantlary bar. “Robotiq bilek” kamerasy käwagt çuňlugy ölçemek üçin koaksial lazer bilen jübütlenýär, ýöne ýönekeý maksat däl-de, gurluşly ýagtylyk çägine girýär.

Gurluşyk lazeriniň derejesi düýbünden başga bir kategoriýa, ýöne bellemelidiris. Bosch-iň GLL seriýasy we Dewalt-nyň DW088 ikisi hem nokatlaryň ýerine 2-nji synp lazerlerini we taslama setirlerini ulanýarlar. DW088 150 dollar töweregi işleýär we per 1/8 dýuýma takyk perpendikulýar çyzyklary 30 fut (dewalt.com spes sahypasy) zyňýar. Bu zatlar ýeterlik derejede arzanlady, düzüliş işleri üçin kiçi dükanlarda görkezilýär.

Batareýanyň ömri hasaplamalary bulaşýar, sebäbi lazer diodyň netijeliligi temperatura bilen üýtgeýär. Adaty gyzyl lazer diody 15 - 20% täsirli bolup biler, ýagny giriş güýjüniň 80-85% -i ýylylyga öwrülýär. Şonuň üçin üznüksiz işleýän gurnamalar, hatda pes güýçli modullar üçinem ýylylyk çökmegine mätäç.

5mW gyzyl lazer modulyny 3,3V {{3} atda 90mA çekýän ölçedik, bu 5mW çykyş üçin 300mW giriş, takmynan 17% netijelilik. CR123A batareýasyny işletmek (3V-de 1500mAh kuwwat) 16-17 sagat teoretiki iş wagtyny berýär, ýöne iş ýüzünde 12-14 sagat ýaly görersiňiz, sebäbi batareýanyň naprýa .eniýesi ýüküň aşagynda azalýar.

Gurnamagyň özi meýdan gurnamalarynda görýän meselelerimiziň ýarysyna sebäp bolýar. M3 gurnama deşikleri adaty, ýöne öndürijileriň arasynda sapak çuňlugy üýtgeýär. Käbir hytaý modullary 4 mm çuňlukda M3x0.5 sapaklary görkezýär, beýlekileri 6mm çuňluga gidýär. Ujypsyz ýaly görünýär, ýöne 3mm alýumin plastinkany dogry sapak bilen gurnamaga synanyşanyňyzda, 2 mm tapawut adaty bolt ulanyp biljekdigiňizi ýa-da ýörite enjamlara mätäçligiňizi kesgitleýär.

“Surefire”, X400 ýarag çyralarynda eýeçilikli demirýol tutujy ulgamyny ulanýar, bu hem T {{1} ot ýeri alýuminiý ekstruziýasyna senagat taýdan berkitmek üçin ajaýyp işleýär. Berkidiji güýç sazlanýar we ýokary {{3} ib titremäniň şertlerinde noly saklamaga kömek edýän sapak momentine bil baglamaýar. Bölümleriň bahasy takmynan 600 dollar, ýöne baky dowam edýär. 2018-nji ýyldan bäri batareýany çalyşmakdan başga nol tehniki hyzmat edip başladyk.

Laser Sight

IR lazerleri (adatça 850nm ýa-da 940nm tolkun uzynlygy) kamera datçiklerinde görünýär, ýöne adam gözüne däl. Operatoryň görüş liniýalaryna päsgel berýän görünýän ýagtylygy islemeýän maşyn görmek programmalary üçin peýdaly. “Edmund Optics” adaty senagat kameralary bilen jübütlenen 200 - 300 töweregi 850nm modul satýar. “Basler ace” seriýaly kameralar bu aralykda gowy duýgurlyga eýe - olaryň acA1920-40gm modeli maglumatlar bazasyna (baslerweb.com) 850nm-de 50% kwant netijeliligini görkezýär.

940nm hasam göze görünmeýär, ýöne kameranyň duýgurlygy peselýär. Silikon datçikleriniň köpüsinde 940nm-de 30% QE bar, 850nm-de 50% -e deňdir, şonuň üçin has gowy gizlinlik üçin signal berýärsiňiz. Adam - görünýän ýagtylyk hakykatdanam problema bolsa, oňa ähmiýet bermeli.

Optiki ulgamlar üçin lazer deňleşdiriş gurallary käwagt IR-ni ulanýarlar, sebäbi görünýän azaşýan ýagtylyk problema döredýän ýerlerde işleýärler. “Newport Corporation” -yň IR deňleşdiriji lazerleri 800-1200 dollar işleýär, ýöne arzan modullara garanyňda sazlanylýan güýç çykaryşyny we şöhläniň hilini berýär. M² täjirçilik birlikleri üçin 1.3-1.5 bilen deňeşdirilende 1,1-den pes. Kiçijik duralgalara jübütleşmäge ýa-da uzak aralyklarda birleşmegi saklamaga synanyşanyňyzda bu möhümdir.

Programma talap etmese, ulanmaýarys. Bahasy çalt artýar.

"5mW lazer görkezijisi" 0,5 milliradiýadan 1,5 milliradiana çenli islendik ýerde şöhle tapawudy bolup biler. 10 metrde 5mm nokat bilen 15mm nokadyň arasyndaky tapawut. Öndürijiler käwagt muny görkezýärler, käwagtlar ýok.

“Amazon” -dan arzan ýaşyl lazerler 1,2 - 1,5 mrad tapawudyny işledýär. Simpleönekeý gurnama bilen birnäçe birligi ölçedik - kesgitlenen aralykda lazer, ak nyşan, nokat diametrini kalipler bilen ölçedik. Takyk NIST yzarlap bolmaýar, ýöne amaly iş üçin ýeterlik. CNI ýa-da Laserglow Technologies-den has gymmat DPSS ýaşyl lazerler, has gowy tegelek şöhle profilleri bilen 1,0 mraddan girýär.

Kiçijik nyşanlary urjak bolanyňyzda şöhle profili möhümdir. Gauss şöhlesi ýuwaş-ýuwaşdan togalanmak bilen arassa merkezi ýer berýär. Arzan diod lazerlerinde käwagt takyk maksady has kynlaşdyrýan elliptik ýa-da tertipsiz profiller bolýar. Muny bilmek üçin ýeke-täk ýol, ýa-da öndürijiniň spes sahypasyna ynanmak (- markalary ýok töwekgelçilikli) ýa-da özüňizi barlamakdyr.

Hirurgiki gurallary deňleşdirmek üçin, iş aralygy 400mm, nyşanyň diametri 2mm bolany üçin 0,6 mrad tapawutlylygy kesgitledik. Bu size birneme eňňit berýär, ýöne kän däl. Has berk tapawutlylyk üçin çykdajy mukdary adaty senagat modullaryndan 40% töweregi boldy.

Awtomatiki gural sazlamak üçin CNC degirmen gurnamasyna lazer deňleşdiriş ulgamlaryny goýýarys. Housingaşaýyş jaýy pyrlamak üçin gönümel - lazer, taslama şöhlesini kesgitlenen salgy nyşanyna, her gural üýtgemänkä gyşarmany ölçäň. Synagda gowy işledi, önümçilikde şowsuz boldy, sebäbi suwuk duman kesmek lazer penjiresini 2 hepdäniň içinde zaýalady. Dizaýn döwründe bu barada hiç kim pikir etmedi.

Çözgüt, lazer duralgasynyň üstünden yzygiderli howa akymyny saklaýan gysylan howa arassalaýjy burun goşýardy. Böleklere 45 dollar we her enjam üçin 2 sagat gurnama wagty goşuldy. Asyl dizaýnda bolmalydy.

Temperaturanyň öwezini dolmak adamlary dişleýän başga bir zat. 65 gradus F-dan 140 dereje F-a çenli işleýän birleşdirilen gurnama gurallary üçin lazer ýerleşdiriş ulgamyny göz öňünde tutýarys. Lazer modulynyň öndürijisi öz bölüminiň 140 dereje F derejesine eýe bolandygyny aýtdy, ýöne nol çalşygynyň diňe 120 dereje kepillendirilendigini aýtmady. Düzümlere çydamlylyk üçin düýbünden kabul ederliksiz.

Temperaturanyň öwezini dolmak baradaky maglumatlary aç-açan üpjün edýän başga bir öndürijä (Laser Component DG GmbH, olaryň FP seriýasy) geçmek bilen tamamlandy. Bahasy meňzeşdi, modul üçin 380 dollar töweregi, ýöne hakykatdanam biziň gyzyklanýan häsiýetimizi synagdan geçirdiler we dokumentleşdirdiler.

Laser Sight

Önümde lazer görnüşi ýerleşdirilen ýokary - göwrümli önümçilik üçin käwagt taýýar moduly satyn alman, çig diody we sürüjiniň zynjyryny gönüden-göni gurýarsyňyz. Muny 3mW gyzyl lazer - Osram PLT {{4} od diod satyn almak üçin zerur bolan lukmançylyk enjamy üçin etdik, hersi 4,20 dollar töweregi (paýlaýjylar üçin osram.com 2023 bahasy), sürüjisi IC we passiwler üçin ýene 2-3 dollar. Doly modullaryň hersiniň bahasy 25-40 dollar, şonuň üçin DIY göwrümi manylydy.

Zyýanly tarapy, öz optiki dizaýnyňyzy, gyzdyryjy pikirlenmäni, sürüjiniň zynjyryny barlamak we ygtybarlylygy barlamak. FDA tabşyrmagyny talap edýän lukmançylyk enjamyna girmek üçin ep-esli in engineeringenerçilik işi. Dizaýn we tassyklamak üçin jemi 200 sagat sarp etdik, ýöne önümçiligiň dowamynda takmynan 18,000 dollar komponent çykdajylaryny tygşytladyk. Unit1000+ birlikde, 500 birlikden arzan däl.

Toplaýyş optikasy kyn mesele. Arealaňaç dioddan şöhle şöhlesiniň hilini almak üçin ýa-da sferik linza ýa-da köp - element ulgamy gerek. “Edmund Optics”, NA we diametrine baglylykda lazer kollimasiýasy üçin asferiki linzalary satýar. Goodöne oňat birleşmek üçin, diod bilen linzanyň arasynda takyk aralyk talap edilýär, adatça 0.05mm. Bu, ýa-da jaýyň takyk işlenmegini ýa-da gulplama bilen sazlaýjy nurbatlaryň bardygyny aňladýar.

Käbir öndürijiler öňünden {{0} im kollimirlenen diod modullary bilen bu meseläni çözýärler. Thorlabs-da diod, draýwer we birleşýän optiki TO {{2} pack paket edip bilýän CPS seriýasy bar. Bölüm üçin 80-120 dollar töweregi, taýýar lazer görkezijilerinden has arzan we size has dizaýn çeýeligi berýär.

Näme üçin has köp adamyň bu goýlan programmalar üçin ulanmaýandygyny bilmeýärsiňiz. Olar mehaniki çydamlylyk meseleleriniň köpüsini çözýärler, şol bir wagtyň özünde çykdajylary ortaça göwrümde saklaýarlar.

1-5mW aralykda göçme lazer modullary üçin,litiý CR1 / 3N batareýasygeň galdyryjy gowy işle. Fiziki taýdan kiçijik, ýöne adaty gyzyl lazer modullarynda 8-10 sagat iş wagty üçin 3V-de 170mAh gaplaň. AA batareýalary gaty köp bolan el bilen deňleşdirmek gurallarynda ulandyk. Bahasy bir öýjük üçin takmynan 2-3 dollar töweregi işleýär, ätiýaçlyk möhleti bolsa 10+ ýyl.