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뉴스 레터

기계 OEM을 위한 사용하기 쉬운 통합 레이저 기반 모션 제어 솔루션

  • 쉬운 스테이지 및 서보 모터 설정
  • 쉬운 레이저 설정 및 사용
  • 간편한 Galvoscanner 설정
  • 사용하기 쉬운 CAM 소프트웨어
  • 쉬운 IFOV 구성

정밀 기계 설계자는 새로운 프로젝트를 계획할 때 성능, 시스템 생산 및 유지 관리 비용 및 사용 용이성을 고려해야 합니다. 사용자 친화적인 모션 제어 시스템은 개발 비용을 줄이고 출시 시간을 최소화하는 이점이 있습니다. 이를 염두에 두고 우리는 구성 가능성과 고성능을 희생하지 않으면서 손쉬운 설치를 보장하도록 Polaris Motion Control 시스템을 설계했습니다.

우리는 강력한 하드웨어와 풍부한 소프트웨어의 생태계를 만들었습니다. 이 에코시스템을 통해 좋아하는 서보 모터, 인코더 및 기타 주변 장치를 스마트 모션 제어 기능이 있는 최종 공작 기계 제품에 통합할 수 있습니다. 간편한 기계 구성 외에도 Polaris CAD/CAM을 사용하여 고급 가공 작업을 쉽게 구현할 수 있습니다.

Polaris 모션 제어 시스템 설정 및 사용

Polaris UniverseOne™ 제어 시스템 배선

Mercury™ 네트워크 구성은 쉬운 작업입니다. 자동 열거 및 자동 구성으로 인해 장치는 시작 시 자동으로 식별되고 구성됩니다.

MotionTools를 사용한 간단한 구성 및 조정

네트워크와 전기 배선이 끝나면 Polaris 컨트롤러, 드라이브 및 네트워크의 기타 장치와 인터페이스할 수 있는 데스크탑 애플리케이션인 MotionTools로 이동합니다. MotionTools에는 다축 기계에 레이저를 통합할 수 있는 강력한 그래픽 조정 유틸리티, 완전한 기능을 갖춘 실시간 스코프 및 사용자 친화적인 마법사가 있습니다.

그림 1. 3축 CNC 기계를 위한 유선 Polaris 모션 제어 시스템

MotionTools는 매우 논리적인 방식으로 구성되어 있으며 서버 프로그래밍은 소프트웨어 개발자가 이해하기 쉽습니다.

루이스 가르시아
소프트웨어 엔지니어링 팀장
Mundt & Associates, Inc.
그림 2. 탐색하기 쉬운 MotionTools 작업자 인터페이스
고급 레이저 트리거링 툴킷 살펴보기

수년간 고객의 소리에 귀를 기울이고 피드백을 진지하게 받아 들인 결과, 우리는 귀하의 애플리케이션에 필요한 모든 레이저를 제어하기 위한 광범위한 툴킷을 만들었습니다.. Polaris Motion 트리거링 툴킷에는 3가지 주요 레이저 트리거 모드가 있습니다(그림 XNUMX). 당사는 독점적인 Arbitrary Laser Pulse Shaping(ALPS™) 모드를 포함하여 펄스 및 연속파(CW) 레이저에 대한 옵션을 제공합니다. 단일 작업에서 두 ​​개 이상의 레이저 소스가 필요한 애플리케이션이 있는 경우 당사 툴킷은 다중 레이저 트리거링을 지원합니다. 이 모든 모드는 쉽게 구현되고 사용자 정의됩니다. 또한 몇 가지 자동 레이저 제어 기능을 사용할 수 있습니다. 여기에는 용접과 같은 민감한 작업을 반복 가능하고 고품질로 만드는 자동 주파수 및 자동 듀티 사이클 PWM 트리거링 모드가 포함됩니다.

그림 3. Polaris 레이저 트리거링 툴킷의 XNUMX가지 주요 트리거링 모드
부품 처리 시간을 가속화하기 위해 고정 피치 트리거링으로 스카이라이팅 대체

레이저 기반 재료 가공에서는 단위 면적(플루언스)당 가공물에 전달되는 에너지가 가장 중요합니다. 이상적인 시나리오는 계획된 궤적을 따라 모든 지점에서 플루언스를 일정하게 유지하는 것입니다. 고정된 레이저 펄스 속도를 사용 중이고 기계가 코너에서 속도를 줄여야 하는 경우 오버버닝(플루언스 증가)이 발생합니다(그림 4). 이 문제는 종종 "스카이 라이팅"이라고 하는 모션 기반 솔루션을 구현하여 해결됩니다. 스카이라이팅이 활성화되면 모서리에서 일정한 속도가 유지되어 고정된 레이저 펄스 속도에서 일관된 플루언스가 생성됩니다. Skywriting은 레이저가 정확히 꺼지고 모션이 반복되며 기계가 필요한 마킹 위치와 속도에 도달하면 레이저가 다시 켜지는 모서리에 추가 움직임을 추가하여 이 결과를 달성합니다(그림 5).

그림 4. 고정된 레이저 펄스 속도를 사용하는 동안 기계가 느려지면 오버버닝이 발생합니다.
우수한 솔루션

스카이라이팅은 일정한 유창성을 달성하지만 상당한 처리 시간을 추가하므로 프로덕션에서 바람직하지 않습니다. Polaris Motion은 속도, 가속도 및 저크와 무관한 레이저 전력 전달을 위한 개선된 솔루션을 개발했습니다. 고정 피치 레이저 트리거링 하드웨어 알고리즘은 계획된 마킹 경로를 따라 이동한 거리를 기반으로 레이저를 발사합니다(그림 6). 우리의 간격 기반 접근 방식은 모서리에서 최대 처리 속도를 허용합니다. 그것은 낭비되는 움직임을 생성하지 않습니다. 그리고 가장 중요한 것은 우수하고 일관된 재료 처리를 위해 꾸준한 플루언스를 제공한다는 것입니다.

그림 5. 고정된 레이저 펄스 속도로 스카이라이팅을 사용하여 일관된 전력 전달
그림 6. 고정 피치 트리거링을 사용한 일관된 전력 전달

펄스 레이저 설정은 Polaris를 사용하여 매우 쉬웠고 고정 피치 트리거링은 진정 내가 사용한 기능 중 가장 멋진 기능 중 하나였습니다. 레이저 파워 전달의 변수로서 속도와 주파수를 제거하면서 일관된 표면 마킹을 제공했습니다.

앤드류 하그리브
자동화 엔지니어
다이나밥, LLC
레이저 트리거링 모드를 변경할 때 시스템을 다시 배선할 필요가 없습니다.

프로젝트에 대체 트리거 모드가 필요한 경우 주변 장치 배선을 변경하는 데 익숙할 수 있습니다. Polaris Motion은 그렇지 않습니다. 우리는 보다 유연한 대체 레이저 제어 방법을 만들었습니다. Polaris 제어 시스템의 디지털 출력을 선택한 레이저로 연결하기만 하면 됩니다. 이 출력은 레이저 트리거 하드웨어 알고리즘에 따라 레이저를 트리거하는 데 필요한 정보를 보냅니다. 복잡한 인코더 재배선 및 접합이 필요하지 않습니다. 레이저 트리거 모드는 드롭다운 메뉴를 통해 Polaris CAD/CAM에서 쉽게 변경할 수 있습니다.

Polaris CAD/CAM을 사용하면 공구 경로 생성 및 기계 작동이 쉬워집니다.

Polaris Motion Control 시스템을 Polaris CAD/CAM과 페어링하면 올인원 솔루션을 만들 수 있습니다. 이 소프트웨어를 사용하면 CAD 도면을 가져오고, 마킹 매개변수를 설정하고, G 코드 도구 경로를 빠르고 쉽게 생성할 수 있습니다. 도구 경로 출력은 실행을 위해 CAD/CAM에서 Polaris 컨트롤러로 자동 전송됩니다. Polaris CAD/CAM에는 고급 머신 비전 기능이 있어 효율적이고 강력한 렌즈 보정 레시피를 설정할 수 있습니다. 원통형 물체에 조각하는 것과 같은 응용 프로그램을 위해 3D 물체에 대한 투영도 계산할 수 있습니다(그림 7). 응용 프로그램이 무엇이든 CAD/CAM은 공구 경로 생성을 간단하고 빠르게 만들 수 있도록 제작되었습니다.

그림 7. Polaris CAD/CAM을 사용한 3D 투영의 출력
Polaris 컨트롤러가 자동으로 G 코드를 해석합니다.

서보 축과 레이저 소스가 구성되고 실행할 준비가 된 G 코드 파일이 있으면 Polaris 컨트롤러가 나머지 작업을 수행합니다. Polaris 컨트롤러는 G 코드를 해석하고 이동 명령을 동적 설정값으로 변환하고 동기화된 레이저 트리거 설정값을 자동으로 보냅니다(그림 8). 당사 시스템은 거의 모든 선형 또는 회전 서보 모터, 스테퍼 모터를 지원하며 SL2-100, HSSI 및 XY2-100과 같은 표준 Galvoscanner 인터페이스 프로토콜에 명령을 보낼 수 있습니다.

그림 8. 트리거링 설정값 및 동적 설정값(PCOM, VCOM 및 ACOM)은 동기적으로 증폭기에 전송됩니다.
Polaris 무한 시야(IFOV)

레이저 재료 가공에 갈보스캐너를 사용할 때 시야(FOV)는 수용할 수 있는 최대 부품 크기를 결정하는 제한 요소입니다. 이러한 단점은 스캔 헤드를 데카르트 스테이지에 통합하여 더 큰 부품을 가능하게 함으로써 종종 우회됩니다(그림 9). 빠른 Galvo 모터와 더 느리고 긴 스트로크 스테이지 액츄에이터를 결합하는 전통적인 방법은 다음을 사용하는 것입니다. 기와 (그림 10).

그림 9. XY 스테이지로 Galvoscanner의 작은 시야 확장.
그림 10. 타일링 루틴을 실행하는 데카르트 단계와 조정된 갈보스캐너

IFOV는 타일링보다 향상된 솔루션입니다. IFOV는 갈보스캐너가 스테이지를 사용하여 부드럽고 연속적인 방식으로 넓은 마킹 영역 위로 이동하는 레이저 재료 가공에 사용되는 기술입니다(그림 11). 이 기술은 다음과 같은 일반적인 문제를 해결합니다. 스티칭 오류 타일링을 사용할 때 발생합니다. 스티칭 오류는 타일 섹션의 이음새를 따라 나타나는 레이저 경로의 불일치입니다(그림 12). Galvoscanner와 IFOV 기술을 사용하는 스테이지의 장점을 결합하면 고속에서 매우 세부적인 대형 부품의 레이저 가공이 가능합니다.

그림 11. IFOV 루틴을 실행하는 데카르트 단계와 조정된 Galvoscanner

폴라리스 IFOV는 단 XNUMX개의 설정을 사용하여 완전히 구성됩니다.. 네 가지 설정이 축을 정의합니다. 나머지 설정 중 하나는 IFOV 켜기/끄기를 토글하고 나머지 두 설정은 스테이지와 Galvoscanner 간의 모션 분포 가중치를 정의합니다.

Polaris Motion의 배경은 CNC 공작 기계 제어입니다. 따라서 우리의 IFOV 기술은 표준 G 코드 파일과 완벽하게 호환됩니다. 여기에는 선형 보간(G1), 원호 보간(G2/G3), 스플라인 보간(G5), 작업 좌표 변환, 도구 오프셋 등이 포함됩니다. Galvoscanner와 스테이지 모션을 연결하거나 연결 해제할 수 있습니다.

그림 12. 타일링으로 인한 스티칭 오류

우리는 표준 XY2-100, SL2-100 및 HSSI 인터페이스 프로토콜을 사용하여 타사 Galvoscanner를 지원합니다. 귀하의 애플리케이션에 적합한 Galvoscanner를 선택하기만 하면 됩니다. 대부분의 타사 공급업체를 지원하므로 서보 모터나 드라이브를 교체할 필요가 없습니다. 모션 제어 시스템을 기존 드라이브 및 Galvoscanner에 연결하기만 하면 IFOV가 즉시 실행됩니다.

견고하고 사용하기 쉬운 모션 제어 시스템을 찾고 있는 공작 기계 OEM이라면, 데모를 설정하려면 전화를 걸어주세요.!


Polaris Motion 정보

Polaris Motion은 레이저 기반 제조의 CNC 기계, 광학 표면의 다이아몬드 공구 절단 및 연삭 및 기타 고성능 영역의 특수 CNC 기계를 위한 모션 제어 솔루션을 전문으로 합니다.

톰 에릭
폴라리스 모션
www.pmdi.com
terlic@pmdi.com