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双输出头绿色激光发生模块结构设计

项目分类:通用机械零部件 发布时间:2021-12-10 ID:448014
  • 双输出头绿色激光发生模块结构设计
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  在工业检测、精密打标、生物荧光激发这类对光源指向性、单色性要求较高的场景里,激光发生模块的结构稳定性直接决定整套设备的工作精度,这款双输出头的绿色激光模块,就是针对需要双光路同步输出的设备场景做的结构设计。从实际使用的角度看,很多视觉检测工位需要两路同轴或者固定夹角的绿色激光做结构光投射,单激光头加分光镜的方案不仅会带来光功率损耗,还会因为分光元件的装调误差导致两路光的参数一致性差,直接采用集成式双输出头的模块结构,能从根源上减少光路转接带来的误差,同时压缩整套光源组件的安装空间。

  整个模块的主体采用分层式基座设计,下层基座为安装固定层,侧面预留了电气接插的凸台结构,接插端做了限位凸缘,能避免设备布线插拔时出现接口松脱的问题;下层基座的四个角位预留了沉头安装孔,安装孔的位置公差控制在±0.02mm范围内,能直接适配多数工业视觉设备的标准安装位,不需要额外做转接板加工。中层为电路与温控容纳腔,因为绿色激光的输出功率稳定性对工作温度比较敏感,腔体内预留了温控驱动板的安装位,侧壁做了导热接触面,能直接贴合设备的散热铝件,把激光工作时产生的热量快速导走,避免长时间工作出现波长漂移、功率衰减的问题。

  上层的两个激光输出头采用对称式布局,每个输出头都通过独立的法兰压块固定在中层基座上,压块上均匀分布四个锁紧螺丝,安装时可以通过微调螺丝的锁紧力,小范围调整激光头的出光角度,保证两路激光的平行度或者夹角符合设计要求;输出头的顶端做了标准的外螺纹接口,能直接适配常规的光学透镜、扩束镜配件,不需要额外加工转接螺纹,方便现场根据实际投射距离调整光斑大小。两个激光头的固定法兰和基座之间预留了0.1mm的调整间隙,配合锁紧螺丝的微调量,能覆盖±1°范围内的角度校准,足够满足多数工业场景的装调需求。

  设计过程中特意把两个激光头的驱动回路做了分腔隔离,避免单路出现故障时影响另一路的工作,同时基座的所有拼接面都做了导电氧化处理,既提升了铝合金基座的抗腐蚀能力,也能形成连续的电磁屏蔽层,减少工业现场的电磁干扰对激光驱动电路的影响,避免出现输出光功率波动的问题。模块的整体安装边界做了严格控制,宽度方向不超过80mm,高度方向从安装底面到输出头顶端的尺寸控制在120mm以内,长度方向适配电气接插件的伸出长度,整体占用空间比两个独立单头激光模块并排安装缩小了近30%,能给设备内的其他组件留出更多布置空间。

  从实际选型适配的角度看,这种集成双输出头的结构,不需要设计人员再单独做两个激光头的安装支架、光路校准结构,能直接缩短设备的研发周期,同时模块化的结构也方便后期维护,单个输出头出现故障时只需要松开对应压块的螺丝就能更换,不需要拆解整个模块的基座,降低现场维护的时间成本。基座上额外预留的两个定位销孔,能在安装时和设备机架上的定位销配合,保证模块每次拆装都能回到初始校准位置,不需要重新调整光路,适合需要定期拆解维护的工业设备场景。

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